數(shù)控落地鏜銑床主軸系統(tǒng)靜動(dòng)熱態(tài)特性的研究.pdf

1、落地鏜銑床普遍應(yīng)用于航天、冶金、發(fā)電設(shè)備、造船、鐵路車輛的特種重型加工,發(fā)展該類機(jī)床產(chǎn)品和技術(shù)攻關(guān)的研究對裝備制造業(yè)有著重要影響。機(jī)床的主軸系統(tǒng)直接參與切削加工過程,主軸系統(tǒng)的性能會對零件的加工精度和機(jī)床的切削能力有直接影響。本文通過理論計(jì)算與有限元分析相結(jié)合的方法,對機(jī)床主軸系統(tǒng)的靜動(dòng)熱態(tài)特性進(jìn)行分析,驗(yàn)證各性能參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求以及為優(yōu)化機(jī)床主軸性能提供理論參考。
　　本文對主軸系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)特性分析,通過有限元仿真得到主

2、軸系統(tǒng)的徑向變形分布,計(jì)算得到主軸系統(tǒng)的靜態(tài)剛度為878.3N/μm,滿足機(jī)床的設(shè)計(jì)要求。通過改變軸承預(yù)緊力的大小,分析預(yù)緊力對靜剛度的影響,得到前段軸承剛度對主軸系統(tǒng)靜剛度影響最為顯著。對主軸系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,模態(tài)分析得到主軸系統(tǒng)的各階固有頻率,在此基礎(chǔ)上得到各階臨界轉(zhuǎn)速,其中一階臨界轉(zhuǎn)速為3540r/min,大于主軸系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速2000r/min,從而主軸在實(shí)際工作中能有效避開共振。諧響應(yīng)分析得到了主軸系統(tǒng)的前段徑向位

3、移對頻率的響應(yīng)曲線,在銑削力的激振頻率范圍內(nèi),主軸系統(tǒng)在一階固有頻率處的動(dòng)剛度為1617.2N/μm,在二階固有頻率處的動(dòng)剛度為596.4N/μm。并且分析軸承預(yù)緊力對主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響,得到預(yù)緊力的增加能夠提高主軸系統(tǒng)的各階固有頻率和增加主軸系統(tǒng)的動(dòng)剛度。對主軸系統(tǒng)進(jìn)行熱態(tài)特性分析,以軸承的摩擦發(fā)熱和軸承與油氣對流換熱系數(shù)以及主軸與空氣的對流換熱系數(shù)為載荷和邊界條件,用有限元方法對主軸系統(tǒng)在2000r/min時(shí)的熱穩(wěn)態(tài)溫度場進(jìn)行分