發(fā)布時(shí)間：2020-04-14 07:15

【摘要】：本文以某超精密加工機(jī)床為研究背景,采用Materials Studio、LAMMPS等軟件建立了主軸分子動(dòng)力學(xué)模型,分析了軸承剛度的影響因素;采用ABAQUS建立了機(jī)床有限元模型,并設(shè)計(jì)了雙層隔振體系,進(jìn)行了隔振前后主軸位移響應(yīng)分析。主要研究?jī)?nèi)容如下:1)基于分子動(dòng)力學(xué)原理,綜合使用Materials Studio、LAMMPS等軟件建立了主軸軸向模型及徑向模型,分析了不同油膜厚度、不同主軸轉(zhuǎn)速、不同進(jìn)油壓強(qiáng)等因素對(duì)軸承剛度的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:在本文主軸工作狀態(tài)下,軸承剛度隨油膜膜厚變化呈現(xiàn)先增后減變化趨勢(shì);軸承剛度與主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)油壓強(qiáng)均呈正相關(guān);2)對(duì)該超精密機(jī)床進(jìn)行了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析,得到機(jī)床前16階固有頻率、阻尼比、振型圖等固有動(dòng)力學(xué)屬性,發(fā)現(xiàn)前8階固有頻率與環(huán)境微振動(dòng)頻率范圍基本重合;采用ABAQUS建立機(jī)床有限元模型,并進(jìn)行模態(tài)分析,前8階固有頻率與實(shí)測(cè)頻率較為吻合,最大誤差不超過6.40%,并且振動(dòng)特征與實(shí)測(cè)振動(dòng)特征一致,證實(shí)了模型的有效性;3)采用Matlab生成白噪聲隨機(jī)信號(hào)以模擬環(huán)境微振動(dòng),將振動(dòng)信號(hào)同時(shí)從X、Y、Z三個(gè)方向加載于機(jī)床模型中,得到16種組合試驗(yàn)下主軸位移響應(yīng)。結(jié)果表明:環(huán)境微振動(dòng)下主軸三個(gè)方向的位移響應(yīng)均超出加工精度要求,必須進(jìn)行隔振設(shè)計(jì);4)針對(duì)該超精密機(jī)床設(shè)計(jì)采用雙層隔振體系,對(duì)該隔振體系進(jìn)行環(huán)境微振動(dòng)下主軸位移響應(yīng)分析。分析結(jié)果表明:機(jī)床經(jīng)過隔振后,主軸三個(gè)方向位移響應(yīng)均產(chǎn)生較大幅度降低,滿足超精密加工要求;5)分別考慮上下層不同隔振器剛度、阻尼比、不同中間質(zhì)量塊與機(jī)床質(zhì)量比等隔振參數(shù)設(shè)置對(duì)隔振效果的影響。模擬結(jié)果表明:隨彈簧剛度增大,主軸三個(gè)方向位移響應(yīng)增大,且改變上層或下層彈簧剛度對(duì)體系隔振效果影響近似;隨阻尼比改變,主軸三個(gè)方向位移響應(yīng)減小,且改變上層隔振器阻尼比效果更明顯;隨質(zhì)量比的改變,主軸位移響應(yīng)先減小后增大,在質(zhì)量比接近1時(shí)隔振效果較好。
【圖文】：

１．２超精密加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀逡逑隨著航空航天工程、核工程、精密測(cè)量?jī)x器等領(lǐng)域?qū)ぜ鹊囊笤絹?lái)越高，超逡逑精密加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展，圖１．２展示了邋２０世紀(jì)４０年代以來(lái)加工精度的發(fā)展過程［８］。逡逑目前超精密加工主要?jiǎng)澐譃橐韵滤膫�(gè)領(lǐng)域：超精密切削加工；超精密磨削加工；超精密逡逑拋光加工；超精密特種加工等。逡逑加Ｊ：方法與設(shè)備逡逑］ｎｎ邋＼邐車削、銑削逡逑１０Ｑｒ—＼￣邐ｒ邐—＿ｉ邐逡逑邐一迅＇一魅邋＿逡逑、邐，勵(lì)、搪孔、逡逑Ｉ邐邐逡逑５邋Ｍ邋＼邐密加工邐楮密磨削或車削逡逑Ｓ邋０，，１邋—邋￣邐——一＿５邋或邋ｉ邋蘺祜逡逑＝0？0邋丨Q孀

本文編號(hào)：2627034