數(shù)控機(jī)床高速電主軸設(shè)計(jì)及靜動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、高速精密機(jī)床是當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域之一，高速電主軸作為高速數(shù)控機(jī)床的核心部件，其靜動(dòng)態(tài)性能是影響加工精度和加工效率的重要因素，設(shè)計(jì)開發(fā)高性能電主軸，并進(jìn)行系統(tǒng)性能的研究是一個(gè)新的研究課題，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對(duì)某數(shù)控機(jī)床的需求，設(shè)計(jì)了一種高速電主軸，對(duì)主軸預(yù)緊、支撐跨距、軸承位置等關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)以及電主軸的潤滑和冷卻方式進(jìn)行了分析,按照靜動(dòng)態(tài)特性分析的要求，對(duì)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕?，為有限元分析建立了基礎(chǔ)。

2、
　　將模型導(dǎo)入ANSYS有限元分析系統(tǒng)，考慮軸承結(jié)構(gòu)特征和載荷方式，采用combined彈簧單元對(duì)軸承進(jìn)行了簡化，并給出了彈簧剛度系數(shù)，形成了完整的有限元分析模型。通過對(duì)電主軸剛度分析計(jì)算，獲得了電主軸在特定靜態(tài)載荷下的端部位移及電主軸的剛度，分析計(jì)算結(jié)果表明所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以滿足實(shí)際要求。
　　對(duì)電主軸進(jìn)行了模態(tài)分析，獲得電主軸各階振型及其振動(dòng)頻率及主軸最低階臨界轉(zhuǎn)速，其值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電主軸的最高轉(zhuǎn)速，說明電主軸能夠滿足抗震性要

3、求。
　　采用諧響應(yīng)分析方法，研究了電主軸在工作頻率內(nèi)（0?600 Hz)和0?5000 Hz內(nèi)的響應(yīng)情況，仿真結(jié)果表明，在0?600 Hz內(nèi)電主軸前端位移最大，最大位移不會(huì)引起剛度過大損失，可以滿足生產(chǎn)要求。從0?5000 Hz電主軸在工作范圍內(nèi)剛度損失很小，完全滿足生產(chǎn)條件。從0?5000 Hz內(nèi)的響應(yīng)結(jié)果看，電主軸從前端到后端各特殊節(jié)點(diǎn)受不同頻率影響的程度不同，主要表現(xiàn)在電主軸前端易受高階頻率的影響，而后端對(duì)低階頻率的反應(yīng)比