電主軸在M7130磨床主軸系統(tǒng)中的應用及其動靜態(tài)特性研究.pdf

1、高速加工技術是近年來發(fā)展起來的一種先進制造技術，它的發(fā)展應用顯著地提高了生產(chǎn)效率和降低了生產(chǎn)成本。高速機床的主軸系統(tǒng)是實現(xiàn)高速加工的最關鍵部分，而其中電主軸是核心部件，電主軸的性能決定了高速機床的加工性能。因此，要了解高速機床的加工性能，就必須掌握電主軸的性能，主要是電主軸的動靜態(tài)性能。
　　 本文在利用ANSYS軟件對電主軸和導軌進行建模仿真的基礎上，提出了改造M7130磨床主軸系統(tǒng)的方案，將原有的主軸系統(tǒng)拆掉，改裝成高速電主

2、軸，進而重新設計了磨床的導軌，并分析導軌的結構性能，這對今后機床的高速化改造具有一定的參考價值。
　　 本文應用有限元分析方法研究了電主軸和導軌的動靜態(tài)特性，并充分考慮了影響動靜態(tài)特性的因素。主要研究的內容有：
　　 1)建立了角接觸球軸承的結構模型并進行了力學特性的分析，推導出角接觸球軸承靜剛度的簡易計算公式；分析了軸承預緊力對靜剛度的影響；利用經(jīng)驗公式計算得到了本課題所用軸承的阻尼系數(shù)。
　　 2)利用ANS

3、YS軟件建立了電主軸的有限元分析模型，通過對模型的靜態(tài)分析得到了電主軸的靜剛度，并分析了軸承預緊力對電主軸靜剛度的影響。
　　 3)建立了電主軸動態(tài)分析的三維有限元模型，充分考慮了影響電主軸動態(tài)特性的因素，利用ANSYS對電主軸進行了模態(tài)和諧響應分析，獲得了電主軸的振型、固有頻率和臨界速度，為導軌的設計提供了_個動態(tài)參照數(shù)據(jù)；分析了主軸軸承預緊力對電主軸固有頻率的影響；通過分析電主軸前端、轉子部分和末端的最大動態(tài)位移響應，研究了

4、電主軸動剛度變化情況；掌握電主軸的動態(tài)特性，有利于分析磨床改造后的動態(tài)特性以及對其進行改進。
　　 4)自行設計了導軌并利用ANSYS軟件建立了導軌的有限元分析模型，通過對模型的靜態(tài)分析得到了導軌的靜剛度，驗證了導軌靜態(tài)設計的合理性。
　　 5)建立了導軌動態(tài)分析的三維有限元模型，利用ANSYS軟件對導軌進行了模態(tài)分析，獲得了導軌的振型、固有頻率和臨界速度，驗證了導軌動態(tài)設計的合理性。
　　 6)設計了電主軸的防