微孔鉆削超高速精密空氣靜壓電主軸的熱源分析與溫度場計算.pdf

1、隨著電子設(shè)備越來越復(fù)雜，關(guān)鍵元器件PCB上的線路與電子元件越來越密集，用于固定電子元件的微小孔不僅孔徑更小，而且十分密集。為提高PCB微小孔加工的精度和效率，必須設(shè)計出高速運轉(zhuǎn)時發(fā)熱量合理、溫度場在可控制范圍的超高速微切削電主軸。本文對一種應(yīng)用于PCB數(shù)控鉆銑床的氣靜壓電主軸進(jìn)行熱源分析，研究提高散熱效率的措施和該類型主軸溫度場控制方法。
　　 PCB數(shù)控鉆銑床采用的是電機中置的電主軸，熱量聚集在電主軸的中間:電機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，

2、內(nèi)腔空氣會產(chǎn)生摩擦熱，不容易散發(fā)出去，而且還包含了定子繞組的銅耗發(fā)熱和轉(zhuǎn)子的鐵損發(fā)熱；部分熱量會通過主軸傳到軸承上去，影響軸承的壽命，并且會使主軸產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。本文提出空氣軸承作為微孔高速高精度切削電主軸的一種以空氣為潤滑介質(zhì)的非接觸式的支承元件，進(jìn)行特點分析:由于其特有的均勻化作用，它可以達(dá)到很高的回轉(zhuǎn)精度，而且?guī)缀鯖]有摩擦和磨損，它具有轉(zhuǎn)速高及使用壽命長的優(yōu)點，但是空氣軸承存在承載能力和剛度較小的弱點，一般應(yīng)用在切削力不

3、大的場合。
　　 本文針對影響PCB數(shù)控鉆銑床加工精度的最主要因素--氣靜壓電主軸的發(fā)熱問題進(jìn)行三個方面的分析:1.對氣靜壓電主軸的冷卻與熱傳遞進(jìn)行分析；2.對氣靜壓電主軸進(jìn)行有限元分析。構(gòu)建氣靜壓電主軸的有限元模型，劃分網(wǎng)格，輸入對應(yīng)的換熱系數(shù)和材料的物理特性等參數(shù)，生成電主軸的溫度場分布圖，分析其溫度場的結(jié)果；3.根據(jù)溫度場分布圖對氣靜壓電主軸的性能進(jìn)行分析。
　　 在上述分析的基礎(chǔ)上提出提高散熱效率以及平衡溫度場的