【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,機械制造業(yè)持續(xù)的推陳出新,高速數(shù)控加工技術(shù)正迎來了改革發(fā)展最好的時代。推動高速數(shù)控加工技術(shù)在制造加工行業(yè)的普及性,必須依托于具有高效率、高精密度且綜合性能優(yōu)良的復(fù)合數(shù)控加工中心。電主軸作為數(shù)控加工中心的關(guān)鍵核心零部件之一,其性能的可靠性與穩(wěn)定性直接影響著機械加工制造企業(yè)的加工效率和經(jīng)濟效益。因此,現(xiàn)在對電主軸系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能分析和對其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計對高速數(shù)控加工技術(shù)具有承前啟后的作用。本篇論文將高速數(shù)控加工中心的電主軸系統(tǒng)作為研究對象,對電主軸系統(tǒng)中的主要機構(gòu)(電主軸、軸承)進行了理論說明,在了解電主軸基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對電主軸進行了進一步的理論分析,并對其進行三維軟件建模及有限元仿真,再通過仿真數(shù)據(jù)及有限元分析求解結(jié)果,對電主軸的優(yōu)化設(shè)計有針對性的進行了改進,提升了電主軸的相關(guān)性能。本文主要完成內(nèi)容如下:首先,依據(jù)數(shù)控加工中心電主軸相關(guān)尺寸參數(shù),對電主軸系統(tǒng)進行了的結(jié)構(gòu)分析,對相關(guān)配套軸承的安裝預(yù)緊方式和潤滑冷卻系統(tǒng)進行了介紹。運用計算機輔助設(shè)計軟件和ANSYS Workbench軟件搭建平臺,分別建立電主軸單元的三維實體模型和有限元模型,為后續(xù)電主軸的相關(guān)分析的順利開展奠定了基礎(chǔ)。其次,對電主軸單元進行靜力計算,得到電主軸所受的主要載荷和相對應(yīng)的位移,在此基礎(chǔ)上,采用有限元分析軟件對電主軸進行網(wǎng)格劃分,同時施加載荷,接著進行了靜力學(xué)分析,計算得到電主軸軸端的最大位移量及最大位移量相對應(yīng)的位移云圖。之后,又對電主軸系統(tǒng)進行了無約束自由狀態(tài)和兩種不同約束條件下的模態(tài)分析,分別得到了三種不同狀態(tài)下電主軸的固有頻率和相對應(yīng)的振型云圖。并且在電主軸模態(tài)分析的基礎(chǔ)上,對電主軸前端進行了諧響應(yīng)分析,進一步了解了電主軸的動態(tài)性能,為之后的優(yōu)化設(shè)計鋪平道路。最后,通過軟件對電主軸性能進行優(yōu)化分析,得到數(shù)據(jù)結(jié)果。先建立電主軸系統(tǒng)的參數(shù)模型,對其配套軸承在電主軸上的安裝位置進行調(diào)整優(yōu)化,再通過優(yōu)化軟件對數(shù)據(jù)參數(shù)進行迭代運算,對其跨距參數(shù)進行進一步校核,最終目的是通過優(yōu)化找出最佳軸承跨距距離,改進電主軸性能參數(shù),使其性能可以滿足更高的生產(chǎn)要求。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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本文編號：2803115