高速立式加工中心主軸部件的設計與研究.pdf

1、高速加工,作為現代制造技術的一個重要分支,通過大幅提高切削速度來提高工件的加工效率、精度和質量,已成為不可阻擋的發(fā)展潮流。高速機床是實現高速切削的首要條件。作為高速機床的代表高速立式加工中心,已被列入國家“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項。高速電主軸是高速立式加工中心的核心部件,對高速立式加工中心整體性能,有著至關重要的影響。因此對高速電主軸進行設計和研究,攻破其技術難關,有著重要的意義。
　　 本文首先簡單地介紹了高速

2、電主軸的基本原理,繼而對高速電主軸進行了結構設計,并通過Solidworks軟件建立了電主軸的三維模型;然后運用集中質量參數模型和傳遞矩陣法,對設計的電主軸,建立動力學模型;最后又通過仿真軟件和實驗,對電主軸的動力學性能和熱態(tài)性能進行分析和研究,具體包括:
　　 (1)對電主軸的主軸芯軸進行了詳細設計計算,完成了內裝電機和高速軸承的選型,設計了高速電主軸冷卻系統和潤滑系統,解決了一些關鍵的設計問題。
　　 (2)利用So

3、lidworks軟件,建立了電主軸裝配體的三維模型,為電主軸后續(xù)的性能研究,提供了直觀的實體模型。
　　 (3)運用集中質量參數模型和傳遞矩陣法,建立了高速電主軸動力學模型。并通過編程計算,求解了電主軸固有頻率和振型,用數學的方法分析了電主軸的振動特性。
　　 (4)利用Solidworks中自帶的COSMOSWorks軟件,對電主軸進行了模態(tài)分析,研究了電主軸的動力學性能,獲得了各個振型下電主軸的固有頻率,另外與傳遞矩

4、陣法分析的結果進行了對比,找出了產生差異的原因。分析結果表明此設計的電主軸最高轉速遠小于電主軸的一階臨界轉速,能有效避免電主軸的共振現象,滿足設計要求。
　　 (5)分析了高速電主軸的熱源和傳熱機制,計算了電主軸穩(wěn)態(tài)運轉下內裝電機和高速軸承的發(fā)熱量,并通過在ANSYS軟件中建立整個電主軸有限元模型,施加載荷和邊界條件后,得到了電主軸的穩(wěn)態(tài)溫度場,最后提出了改善電主軸熱態(tài)特性的一些措施。
　　 (6)采用DHDAS動態(tài)信號