小型動靜壓振動主軸的設(shè)計與實驗研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，在產(chǎn)品的開發(fā)中，各種新型材料和加工方法的使用越來越廣泛，振動切削技術(shù)在此背景下應(yīng)運而生。針對振動切削加工設(shè)備的現(xiàn)實需求，將激振裝置與機床主軸融合為一體是非常有意義的事情。振動切削機床的主軸受到振動力的作用，使得滾動軸承在外部振動的工況下受到更加突出的交變應(yīng)力，其壽命會大幅度降低，而且當(dāng)主軸直徑小于60mm時，為保證切削速度必須提高主軸的轉(zhuǎn)速，這也增加了對軸承的消耗;傳統(tǒng)的液壓激振裝置受到伺服閥頻寬限制，

2、很難達到較高的頻率。因此，研究一種適應(yīng)并能夠高頻振動的高轉(zhuǎn)速主軸，并應(yīng)用于振動切削中，具有非常重要的研究價值。
　　本文設(shè)計一種小型動靜壓振動主軸，其采用具有螺旋型油腔結(jié)構(gòu)的動靜壓軸承為支撐，并采用雙自由度閥（2D激振閥）作為動靜壓主軸振動的控制元件，提高了液壓振動裝置的激振頻率，利用2D激振閥控制油液交替進出液壓執(zhí)行機構(gòu)（小型動靜壓主軸），從而驅(qū)動主軸作軸向往復(fù)運動。論文的主要工作和成果如下:
　　(1)小型動靜壓振動主軸

3、的研制。介紹振動主軸的結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細闡述了2D激振閥和動靜壓主軸的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。然后著重介紹了動靜壓軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括動靜壓軸承的設(shè)計計算，主軸材料的選用，以及主軸電機的選用。
　　(2)小型動靜壓振動主軸數(shù)學(xué)模型的建立。在經(jīng)典液壓方程基礎(chǔ)上，建立主軸激振數(shù)學(xué)模型;基于經(jīng)典靜壓、動壓軸承理論，建立了該動靜壓軸承的油膜壓力方程以及承載力方程。
　　(3)動靜壓軸承的有限元仿真分析。采用ANSYS Workbenc