機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)最基礎(chǔ)的設(shè)備,滿足高速精密加工要求的主軸可以說(shuō)是機(jī)床的最重要組成部分,它的性能直接影響著機(jī)床加工零件的精度、質(zhì)量和效率。氣動(dòng)主軸是一種由壓力氣體驅(qū)動(dòng),并且由氣體支撐,帶動(dòng)主軸高速旋轉(zhuǎn)的新型結(jié)構(gòu)形式,具有高速,清潔、磨損小等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在小型零件的加工。本文主要對(duì)主軸部件進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)特性研究以及優(yōu)化,具體內(nèi)容如下:（1）用計(jì)算流體力學(xué)fluent軟件對(duì)氣動(dòng)主軸重要結(jié)構(gòu)空氣靜壓軸承進(jìn)行仿真計(jì)算,得出壓力分布云圖,通過(guò)改變其參數(shù)研究其軸承氣膜的流場(chǎng)特點(diǎn)。得出不同供氣壓力下,偏心率,平均氣膜厚度,轉(zhuǎn)速等因素對(duì)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(shè)計(jì)打下基礎(chǔ);（2）用workbench軟件對(duì)主軸轉(zhuǎn)子進(jìn)行靜態(tài)特性分析,得到應(yīng)力、變形云圖,滿足強(qiáng)度校核,通過(guò)對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,得到主軸轉(zhuǎn)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(yīng)分析下的主軸轉(zhuǎn)子的位移響應(yīng)圖,為后面的優(yōu)化提供了依據(jù);（3）針對(duì)上面的靜動(dòng)態(tài)特性分析,找到優(yōu)化環(huán)節(jié),對(duì)主軸轉(zhuǎn)子進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提高主軸轉(zhuǎn)子的靜動(dòng)態(tài)特性。 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

西北大學(xué)研制的小型氣動(dòng)主軸荷蘭代爾夫特理工大學(xué)[33]

在該速度下，徑向誤差運(yùn)動(dòng)達(dá)到 3.2μm，最圖 1-1 所示：圖 1-1 西北大學(xué)研制的小型氣動(dòng)主軸理工大學(xué)[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(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪和支撐主性牽引力來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸，利用簡(jiǎn)化的分析模型對(duì)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，如圖 1-2 所示：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文軸的研究相對(duì)于國(guó)外起步較晚，但是還是取得了制造了一套空氣軸承風(fēng)動(dòng)磨頭來(lái)加工零件，動(dòng)代替了滾動(dòng)軸承，使得設(shè)計(jì)的主軸轉(zhuǎn)速可以達(dá)985 年，我國(guó)研制了一種氣動(dòng)主軸，主要用于風(fēng)行加工，其轉(zhuǎn)速可以達(dá)到 100000r/min，回轉(zhuǎn)精[38]。蔡貴鈞設(shè)計(jì)了一種用于加工微小孔的氣動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置-調(diào)速器，以及氣壓傳感裝置，這有效轉(zhuǎn)矩和功率。廣州的昊志機(jī)電公司與哈工軸，轉(zhuǎn)速可以達(dá)到 200000r/min[39]。湖南大學(xué)的軸，其轉(zhuǎn)速可達(dá) 40000rpm，回轉(zhuǎn)精度為 0.5μm0rpm，回轉(zhuǎn)精度為 3μm 微細(xì)切削加工用的微型。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]靜壓空氣主軸的高效高精加工應(yīng)用[J]. 單杰,豐坤,張翰乾,賴燕根.  裝備制造技術(shù). 2016(05)
[2]小型高速精密氣浮氣動(dòng)主軸的研制[J]. 蔣雷,尹韶輝,陳逢軍.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2015(10)
[3]超高速磨削機(jī)床主軸系統(tǒng)模態(tài)分析[J]. 于天彪,王學(xué)智,關(guān)鵬,王宛山.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(17)
[4]微細(xì)切削加工用微主軸的性能要求及其研究現(xiàn)狀[J]. 周志雄,李偉,宋鐵軍,黃向明.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(19)
[5]我國(guó)高性能機(jī)床主軸技術(shù)現(xiàn)狀分析[J]. 熊萬(wàn)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(rùn)滑與密封. 2011(02)
[7]微小型超精密微細(xì)銑削機(jī)床的研制[J]. 張鵬,王波,盧禮華,梁迎春.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2010(06)
[8]微切削加工技術(shù)[J]. 劉戰(zhàn)強(qiáng),雷原忠.  工具技術(shù). 2006(03)
[9]微小型化機(jī)床的研制[J]. 孫雅洲,梁迎春,董申.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(05)
[10]機(jī)床主軸主參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 儲(chǔ)開宇,杜必強(qiáng),段松屏.  水利電力機(jī)械. 2000(01)

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

碩士論文
[1]空氣靜壓止推軸承動(dòng)態(tài)性能測(cè)試研究[D]. 吳永超.西安工業(yè)大學(xué) 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(xué) 2012



本文編號(hào)：3379677