超精密車床主軸高精度現場動平衡技術研究.pdf

1、主軸是超精密車床的核心構件之一，其性能的優(yōu)劣會直接影響車床的加工精度、可靠性和壽命。尤其針對精密氣浮主軸，微小的動不平衡量都會產生振動，影響超精密車削零件的加工質量，因此需要在每次開機或工件裝夾之后對主軸進行動平衡監(jiān)測及調整。目前普遍采用商品化現場動平衡儀對主軸進行動平衡測試，操作繁瑣，效率低下，無法滿足超精密車床主軸頻繁的高精度動平衡操作要求。因此，針對超精密車床研發(fā)配套的動平衡系統(tǒng)，以簡化操作流程，實現車床主軸的高效高精度動平衡在位

2、測試及現場調整有著重要的研究價值和應用前景。
　　為了實現超精密車床主軸高效高精度動平衡在位測試和現場調整，本文針對超精密車床氣浮主軸的動不平衡、振動和動平衡評價等問題，以振動信號分析處理和轉子動平衡學等理論為基礎，圍繞車床主軸動平衡理論及其評價，動平衡測試系統(tǒng)研制，不平衡矢量信號處理，動平衡算法實現，車床高效高精度現場調整裝置研制以及動平衡實驗驗證等關鍵問題開展研究。本文的主要工作有：
　　超精密車床主軸現場動平衡技術的理

3、論研究。首先對超精密車床主軸的動平衡精度進行了仿真分析，說明了動平衡引起的主軸振動將對超精密車削加工面形產生直接的影響，并以工件裝夾為例分析了超精密車床主軸在加工之前進行現場動平衡的必要性。然后，基于主軸動平衡對加工質量的影響以及主軸的振動狀態(tài)確定了本文超精密車床主軸動平衡的評價指標。最后，基于超精密車床對其主軸動平衡理論進行了分析，確定了本文主軸動平衡的基本實施方法和實施流程。
　　超精密車床主軸現場動平衡系統(tǒng)的研制。首先，根據

4、超精密車床主軸動平衡的測試要求，搭建了動平衡測試系統(tǒng)。然后，通過對不平衡矢量信號的處理和測試，實現了主軸振動位移幅值和相位的準確提取。接著，基于影響系數法編寫了動平衡算法，實現了超精密車床主軸動平衡的試重標定測試，并將該動平衡系統(tǒng)集成到了車床之中，實現了無試重主軸動平衡測試，提高了動平衡測試的效率。然后對現場動平衡裝置及相關算法進行研究，研制了現場動平衡調整裝置，實現了高效高精度的主軸動平衡調整。
　　超精密機床主軸動平衡測試實驗