本文關鍵詞：高精度金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)設計與研究

  更多相關文章： 金剛石刀具 工具磨床 主軸系統(tǒng) 角接觸球軸承 有限元分析

【摘要】：在超精密切削加工中,高精度的金剛石刀具是不可或缺的。金剛石刀具的刃口質(zhì)量、刃口鈍圓半徑及刀尖圓弧半徑對切削加工起著至關重要的作用,然而金剛石的高硬度和高耐磨等特性使其加工變得極其困難。目前國外在高精度的金剛石刀具及刃磨設備方面對中國實行技術封鎖,國內(nèi)在此領域的研究相對落后。因此本文對高精度金剛石工具磨床中關鍵部件主軸系統(tǒng)進行了研究與設計,為我國在此領域的發(fā)展提供了一定的理論基礎。本文首先對金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)的機構進行了研究與結構設計,提出了詳細的設計方案。本文將主軸系統(tǒng)機構的設計分為三部分：主軸回轉機構、高度調(diào)整機構和角度調(diào)整機構。主軸系統(tǒng)采用高精度的角接觸球軸承,兼顧高轉速和高剛度的要求。高度調(diào)整機構和角度調(diào)整機構分別采用螺紋傳動和蝸輪蝸桿傳動,能充分滿足刃磨運動的基本要求。特別是巧妙地利用套筒和花鍵的傳動連接機構,解決了角度調(diào)整和高度調(diào)整機構之間的干涉問題。其次本文根據(jù)赫茲接觸理論和軸承發(fā)熱公式,量化地分析了軸承預緊力對軸承剛度和主軸發(fā)熱量的影響,分析結果表明軸承預緊力對主軸系統(tǒng)的剛度和發(fā)熱量有顯著影響。并根據(jù)主軸系統(tǒng)剛度和發(fā)熱量的設計要求,計算出了最佳預緊力的大小。然后利用ANSYS軟件對主軸系統(tǒng)進行了三維建模和有限元仿真分析。其中對主軸系統(tǒng)進行了模態(tài)分析、靜力分析和諧響應分析,分析結果證明所設計的主軸系統(tǒng)能滿足刃磨要求。分析中發(fā)現(xiàn)主軸系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)在前軸承和砂輪處,經(jīng)過改進可以顯著提高主軸的動靜態(tài)性能。此外還通過分析軸承預緊力變化對主軸系統(tǒng)模態(tài)的影響,進一步證明了主軸最佳預緊力的合理性。最后,本文繪制了主軸系統(tǒng)的裝配圖示意圖,并總結了課題所做工作的不足,為以后的相關研究提出了一些建議。
【關鍵詞】：金剛石刀具 工具磨床 主軸系統(tǒng) 角接觸球軸承 有限元分析
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG593
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景9
• 1.2 金剛石刀具工藝研究9-11
• 1.3 國內(nèi)外金剛石刀具刃磨設備研究對比11-12
• 1.4 本課題的研究目的、意義和主要研究內(nèi)容12-14
• 2 金剛石刀具刃磨設備關鍵技術研究14-22
• 2.1 電火花刃磨設備關鍵技術研究14-15
• 2.2 機械刃磨設備主軸關鍵技術研究15-18
• 2.3 金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)性能的分析方法18-21
• 2.4 本課題對金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)的設計要求21
• 本章小結21-22
• 3 高精度金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)的設計22-34
• 3.1 主軸-軸承系統(tǒng)設計22-28
• 3.1.1 主軸系統(tǒng)軸承的選擇23-24
• 3.1.2 軸承配合選擇24-26
• 3.1.3 軸承原始游隙選擇26-27
• 3.1.4 軸承的潤滑和密封27-28
• 3.2 主軸傳動系統(tǒng)的設計28-30
• 3.3 主軸系統(tǒng)角度和高度調(diào)整結構的設計30-33
• 3.3.1 主軸系統(tǒng)角度調(diào)節(jié)機構31-32
• 3.3.2 主軸系統(tǒng)升降機構設計32-33
• 本章小結33-34
• 4 主軸系統(tǒng)軸承預緊力的研究34-44
• 4.1 軸承預緊方式的選擇34-37
• 4.2 軸承預緊力對主軸系統(tǒng)的影響37-42
• 4.2.1 軸承預緊力對軸承剛度的影響37-38
• 4.2.2 軸承預緊力對軸承發(fā)熱量的影響38-42
• 4.3 最佳預緊力的選擇42-43
• 本章小結43-44
• 5 主軸系統(tǒng)的有限元仿真分析44-58
• 5.1 主軸系統(tǒng)的建模45-47
• 5.2 ANSYS單元參數(shù)的確定47-48
• 5.3 主軸系統(tǒng)的有限元分析48-57
• 5.3.1 主軸系統(tǒng)的模態(tài)分析和靜力分析48-55
• 5.3.2 軸承預緊力對主軸動態(tài)性能的影響55-56
• 5.3.3 主軸系統(tǒng)的諧響應分析56-57
• 本章小結57-58
• 結論與展望58-60
• 參考文獻60-64
• 附錄A 升降機構裝配示意圖64-66
• 附錄B 角度調(diào)整機構裝配示意圖66-68
• 附錄C 主軸裝配示意圖68-70
• 附錄D 主軸零件圖70-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 寇自力;超硬刀具的發(fā)展與應用[J];工具技術;2000年08期

2 劉峰斌 ,李Z，

本文編號：938792