數控機床的剛度特性直接影響加工精度和表面質量。主軸的旋轉會通過改變軸承的剛度和刀柄結合面的剛度等影響機床的剛度特性。目前國內外對機床剛度特性的評定主要是在主軸靜止狀態(tài)下進行的,不能真實反映機床在工作狀態(tài)下的剛度特性。對主軸旋轉狀態(tài)下的剛度的研究以理論分析為主,因測量工具的不足導致很多理論模型未得到充分驗證。因此,研發(fā)主軸旋轉狀態(tài)下的機床剛度測試系統,獲取主軸轉速對機床剛度的影響的規(guī)律,對于高檔數控機床的優(yōu)化設計具有重要意義。本論文首先研究開發(fā)了基于電磁加載的主軸旋轉狀態(tài)下的非接觸剛度測量系統,給出了詳細的設計方法,并制作了系統樣機。具體工作包括:建立了非接觸力加載裝置的電磁模型;進行了熱力學分析;通過電磁參數和結構參數的優(yōu)化設計成功解決了電磁加載測量裝置發(fā)熱嚴重的問題。實驗測試表明,所開發(fā)的非接觸加載器可以在主軸較高轉速下長時間穩(wěn)定工作（實際測量可連續(xù)工作90min以上）,實現機床主軸旋轉狀態(tài)下的剛度測試。論文還測定了在機床各轉速下該測量系統所用的加載器的加載力與電流的關系。緊接著,在定性分析主軸轉速對機床剛度的影響的規(guī)律的基礎上,應用所開發(fā)的測試系統定量測試了主軸旋轉狀態(tài)下的機床剛度... 

【文章來源】：清華大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1兩支承主軸簡化模型[5]

主軸靜剛度測試圖[7]

測試裝置機械部分結構圖[19]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]2018年我國高端數控機床國產化率有望繼續(xù)提升[J]. 吳宜修.  木工機床. 2018(01)
[2]高速電主軸電磁加載的切向力分析[J]. 張鋁鎵,劉宏昭.  機械科學與技術. 2017(06)
[3]高轉速下主軸-刀柄結合部接觸剛度分析[J]. 趙永勝,許靜靜,蔡力鋼,劉志峰.  華中科技大學學報(自然科學版). 2016(07)
[4]機床主軸系統靜剛度分析及實驗研究[J]. 寸花英,袁勝萬,崔崗衛(wèi),李江艷.  機床與液壓. 2015(01)
[5]基于主軸軸承運行剛度的高速主軸動力學建模[J]. 米良,胡秋,舒強,于海蓮.  機床與液壓. 2014(10)
[6]高速電主軸非接觸電磁加載裝置設計與實現[J]. 邱榮華,劉宏昭.  中國機械工程. 2014(08)
[7]高速電主軸非接觸電磁加載研究[J]. 周訓通,劉宏昭,邱榮華,劉麗蘭,原大寧.  中南大學學報(自然科學版). 2013(07)
[8]高速主軸非接觸氣膜加載剛度測試臺的研制[J]. 馮明,趙玉龍,楊威,鄧艷昭.  機械設計與制造. 2013(06)
[9]基于有限元分析的龍門銑床床身減重設計[J]. 楊旭東,孫棟,裔黔,李家春.  機床與液壓. 2013(04)
[10]主軸—刀柄結合面剛度建模方法[J]. 高相勝,張以都,張洪偉.  計算機集成制造系統. 2013(01)

博士論文
[1]面向數控機床數字化設計過程的知識集成關鍵技術研究[D]. 柳林燕.南京理工大學 2016
[2]主軸軸承熱特性及對速度和動力學性能影響的研究[D]. 蔣興奇.浙江大學 2001

碩士論文
[1]電主軸非接觸電磁加載分析及改進[D]. 康小麗.西安理工大學 2018
[2]高速機床主軸軸承預緊力研究[D]. 陳建偉.山東大學 2012
[3]數控立式車床關鍵零件輕量化設計研究[D]. 付俊濤.吉林大學 2011
[4]電主軸綜合性能測試與評價系統的研究[D]. 王永賓.北京工業(yè)大學 2009
[5]銑削加工中心主軸組件靜剛度檢測數據采集與處理系統的研究[D]. 鄭威.蘭州理工大學 2008
[6]高速電主軸回轉精度及靜剛度測試研究[D]. 楊鋼.重慶大學 2008
[7]基于神經網絡逆向建模的動態(tài)電磁力耦合傳遞研究及應用[D]. 張曉麗.吉林大學 2006
[8]高速軸系支撐剛度的計算分析與研究[D]. 劉艷華.合肥工業(yè)大學 2005



本文編號：3338579