機床是機械制造業(yè)最基礎的設備,滿足高速精密加工要求的主軸可以說是機床的最重要組成部分,它的性能直接影響著機床加工零件的精度、質量和效率。氣動主軸是一種由壓力氣體驅動,并且由氣體支撐,帶動主軸高速旋轉的新型結構形式,具有高速,清潔、磨損小等優(yōu)點,被廣泛應用在小型零件的加工。本文主要對主軸部件進行了靜動態(tài)特性研究以及優(yōu)化,具體內容如下:（1）用計算流體力學fluent軟件對氣動主軸重要結構空氣靜壓軸承進行仿真計算,得出壓力分布云圖,通過改變其參數研究其軸承氣膜的流場特點。得出不同供氣壓力下,偏心率,平均氣膜厚度,轉速等因素對空氣靜壓徑向和推力軸承承載力的影響規(guī)律,為空氣靜壓軸承的優(yōu)化設計打下基礎;（2）用workbench軟件對主軸轉子進行靜態(tài)特性分析,得到應力、變形云圖,滿足強度校核,通過對其進行動態(tài)特性分析,得到主軸轉子的自由模態(tài)和約束模態(tài)下的振型和固有頻率,以及在諧響應分析下的主軸轉子的位移響應圖,為后面的優(yōu)化提供了依據;（3）針對上面的靜動態(tài)特性分析,找到優(yōu)化環(huán)節(jié),對主軸轉子進行了結構優(yōu)化,提高主軸轉子的靜動態(tài)特性。 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

西北大學研制的小型氣動主軸荷蘭代爾夫特理工大學[33]

在該速度下，徑向誤差運動達到 3.2μm，最圖 1-1 所示：圖 1-1 西北大學研制的小型氣動主軸理工大學[33]提出提出了粘性渦輪的概念，并且軸，該主軸采用粘性氣體來驅動渦輪和支撐主性牽引力來驅動主軸，利用簡化的分析模型對對樣機進行了改進，如圖 1-2 所示：

燕山大學工學碩士學位論文軸的研究相對于國外起步較晚，但是還是取得了制造了一套空氣軸承風動磨頭來加工零件，動代替了滾動軸承，使得設計的主軸轉速可以達985 年，我國研制了一種氣動主軸，主要用于風行加工，其轉速可以達到 100000r/min，回轉精[38]。蔡貴鈞設計了一種用于加工微小孔的氣動自動調節(jié)裝置-調速器，以及氣壓傳感裝置，這有效轉矩和功率。廣州的昊志機電公司與哈工軸，轉速可以達到 200000r/min[39]。湖南大學的軸，其轉速可達 40000rpm，回轉精度為 0.5μm0rpm，回轉精度為 3μm 微細切削加工用的微型。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]靜壓空氣主軸的高效高精加工應用[J]. 單杰,豐坤,張翰乾,賴燕根.  裝備制造技術. 2016(05)
[2]小型高速精密氣浮氣動主軸的研制[J]. 蔣雷,尹韶輝,陳逢軍.  機械科學與技術. 2015(10)
[3]超高速磨削機床主軸系統(tǒng)模態(tài)分析[J]. 于天彪,王學智,關鵬,王宛山.  機械工程學報. 2012(17)
[4]微細切削加工用微主軸的性能要求及其研究現狀[J]. 周志雄,李偉,宋鐵軍,黃向明.  機械工程學報. 2011(19)
[5]我國高性能機床主軸技術現狀分析[J]. 熊萬里.  金屬加工(冷加工). 2011(18)
[6]恩梯恩開發(fā)出精密加工用空氣主軸[J].   潤滑與密封. 2011(02)
[7]微小型超精密微細銑削機床的研制[J]. 張鵬,王波,盧禮華,梁迎春.  制造技術與機床. 2010(06)
[8]微切削加工技術[J]. 劉戰(zhàn)強,雷原忠.  工具技術. 2006(03)
[9]微小型化機床的研制[J]. 孫雅洲,梁迎春,董申.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2005(05)
[10]機床主軸主參數的優(yōu)化設計[J]. 儲開宇,杜必強,段松屏.  水利電力機械. 2000(01)

博士論文
[1]高速精密氣動微主軸的關鍵技術研究[D]. 李偉.湖南大學 2014
[2]高剛度空氣靜壓軸承研究[D]. 張君安.西北工業(yè)大學 2006

碩士論文
[1]空氣靜壓止推軸承動態(tài)性能測試研究[D]. 吳永超.西安工業(yè)大學 2017
[2]高速靜壓氣體軸承承載特性的研究[D]. 王海軍.哈爾濱工業(yè)大學 2012



本文編號：3379677