超精密機(jī)床氣浮主軸靜特性的流固耦合分析.pdf

1、超精密單點(diǎn)金剛石切削技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大口徑高精度KDP晶體加工的關(guān)鍵技術(shù)，而優(yōu)異的主軸動、靜態(tài)特性是實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工精度的核心。超精密機(jī)床的主軸一般采用高精度、高剛度的氣體靜壓軸承，如何在設(shè)計(jì)階段綜合考慮結(jié)構(gòu)和流體的相互作用，準(zhǔn)確得到氣體靜壓軸承的靜態(tài)特性，不僅對主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而且對整個(gè)機(jī)床的動力學(xué)特性分析和設(shè)計(jì)都有著重要的意義。
　　本文以 KDP晶體超精密加工機(jī)床為研究對象，首先根據(jù)流體動力學(xué)的基本方程，推導(dǎo)氣體靜壓止推軸承靜態(tài)特性的

2、理論計(jì)算公式，并用該公式計(jì)算在工作氣壓下止推軸承的剛度。
　　然后，建立 KDP晶體超精密加工機(jī)床氣體靜壓軸承的流體分析和結(jié)構(gòu)分析有限元模型，并提出順序耦合算法來實(shí)現(xiàn)靜壓軸承的流固耦合分析，計(jì)算主軸結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下的變形以及止推板彈性變形對靜壓止推軸承剛度的影響。并在此基礎(chǔ)上，分析了止推板和主軸之間聯(lián)接螺釘?shù)膫€(gè)數(shù)和直徑對主軸結(jié)構(gòu)彈性變形的影響規(guī)律，為聯(lián)接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供方向。
　　再次，對不同工作壓力下氣體靜壓氣浮主軸的變形和