木工機(jī)械用四頭高速電主軸動(dòng)靜態(tài)特性研究.pdf

1、高速加工(HSM)已成為現(xiàn)代制造業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，不但可以顯著改善產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，而且可以大幅提高生產(chǎn)零件的加工精度和加工表面質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。高速電主軸是高速加工機(jī)床的核心部件，實(shí)現(xiàn)了“零傳動(dòng)”，具備慣性小、加工精度高、動(dòng)態(tài)特性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。木材加工涉及鋸、銑、鉆等多個(gè)加工過(guò)程，結(jié)構(gòu)緊湊的四頭電主軸能基本滿足木材加工的銑削、鉆孔要求。為實(shí)現(xiàn)對(duì)木材的精密高效加工，要求主軸單元具備良好的動(dòng)靜態(tài)性能，因此采用有限元法分析其動(dòng)靜態(tài)特性，對(duì)于

2、提高設(shè)計(jì)電主軸的實(shí)際工作性能有十分重要的意義。
　　本文主要采用有限元分析的方法，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS Workbench，首先對(duì)木工四頭高速電主軸進(jìn)行仿真建模，然后分析計(jì)算得出其動(dòng)靜態(tài)特性，綜合考慮了對(duì)電主軸動(dòng)靜態(tài)特性的主要影響因素。
　　具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)分析了木工四頭高速電主軸的結(jié)構(gòu)。著重研究了電機(jī)配置形式、軸端密封方式的選擇、軸承選型、潤(rùn)滑方式與配置形式的選擇、電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、動(dòng)平衡

3、設(shè)計(jì)等關(guān)鍵部件的選型與設(shè)計(jì)。
　　(2)計(jì)算了角接觸球軸承動(dòng)靜態(tài)剛度。基于赫茲接觸理論推導(dǎo)出角接觸球軸承的靜剛度計(jì)算公式，并利用有限元法分析得出軸承動(dòng)剛度。
　　(3)研究了電主軸的靜態(tài)特性?；贏NSYS Workbench有限元分析，經(jīng)過(guò)建模、網(wǎng)格劃分、施加約束與載荷等過(guò)程得出電主軸的靜剛度，并研究了軸承的支承剛度及支承跨距對(duì)電主軸靜剛度的影響。
　　(4)研究了電主軸的動(dòng)力學(xué)特性，主要是模態(tài)特性。采用有限元分析法