M115W外圓磨床主軸的動力學仿真分析及其參數反求.pdf

1、磨削加工作為一種獲得高精度、低粗糙度的加工表面以及對高硬度表面進行精加工的工藝方法,在切削加工中的比重越來越大,是現代制造技術的關鍵。本文針對M115W外圓磨床,對其主軸系統(tǒng)進行了動靜態(tài)仿真分析,并對軸肩的過渡曲線以最小等效應力集中系數為目標函數,進行了優(yōu)化設計和參數反求,此外還對該磨床主軸的動靜壓軸承進行了流場分析。本文的主要工作如下:
　　 1.利用機械設計方法以及有限元仿真軟件,對M115W磨床的主軸系統(tǒng)進行了動靜態(tài)分析,

2、求得主軸的固有頻率與振型,表明主軸系統(tǒng)的工作頻率遠離預應力作用下的第一階固有頻率,工作時不會產生共振。
　　 2.從優(yōu)化設計的基礎理論出發(fā),利用Ansys有限元仿真軟件,計算了階梯軸在扭轉和彎矩作用下軸肩段的應力及應變；并利用圓弧曲線、二至四次樣條曲線、指數函數曲線和e指數函數曲線對軸肩的過渡曲線進行了優(yōu)化,表明圓弧半徑越大,樣條曲線過渡越緩和,等效應力集中系數就越??；通過分析不同參數條件下的等效應力集中系數,反求得出等效應力集

3、中系數分別與過渡圓角半徑和樣條曲線坐標之間的映射關系,表明多項式和指數函數擬合效果很好。
　　 3.在流體仿真的基礎理論上,利用Ansys有限元軟件FlotranCFD功能,對磨床主軸的動靜壓軸承壓力油膜的流場進行了仿真分析,得到了主軸不同轉速下軸承油膜的壓力分布以及承載能力。在軸靜止、轉速1m/s和10m/s的情況下,軸承的承載能力分別為8267N、9206N和25014N,結果表明較高轉速時油膜的承載能力較大。工作時產生的壓