高速电主轴热态性能分析

高速机床是实现高速加工的必要条件,高速电主轴是高速机床的关键部件.在高转速下,电主轴会产生热变形,从而严重影响高速机床的加工精度.本文对车铣用电主轴的热态特性利用ANSYS进行了基于热接触理论的有限元分析.最后提出了改进高速电主轴温度场分布的主要措施.     

基于有限元分析方法的高速电主轴温度场仿真

高速切削加工是先进制造技术的主要发展方向之一,高速电主轴作为高速加工机床的核心部件,由于其主电动机的散热条件较差,轴承温升比较高,由此引起的热变形会降低机床的加工精度。本文对高速电主轴的温度场进行了研究,建立了电主轴的有限元仿真系统。在对整个温度场的研究中,把内部空间域离散化为有限单元,对每个单元求解,可得出有限个热传导方程,对这些温度场求解得到了所需的温度场分布图。最终实现了对电主轴温度场的预测,并据此提出了改善其热态特性的措施。     

基于电主轴的高速轴承及其热分析

高速加工需要高转速的机床,电主轴作为机床高速化的发展方向,在高速加工中得到越来越广泛的应用.高速轴承技术是电主轴的关键技术,其技术水平决定了电主轴的转速及承载能力.同时,轴承的摩擦功率产生的热量,使得电主轴温度升高,产生一定热应力和热变形,影响加工精度.因此,有必要对轴承的摩擦功率进行深入研究.研究了电主轴中几种常见的轴承支撑技术,从理论和实际应用上分析了其摩擦功率大小,可以为电主轴的轴承设计提供依据.     

高速磨削电主轴热-结构耦合有限元分析与仿真

在高速磨削加工中,电主轴的热结构状态直接影响高速加工机床的加工尺寸精度和表面质量。这篇文章利用传统理论对高速磨削电主轴进行了热-结构耦合分析,分别计算热稳态下主轴各种边界条件,在理论研究的基础上结合有限元软件进行热-结构耦合仿真分析,得到电主轴热变形主要与电机损耗、轴承发热与冷却液系统有关的结论。这一结论充分说明引起电主轴变形的主要因素,为今后在试验中建立电主轴热补偿体系以及减少热变形提供了有力的理论支持。     

电主轴的设计与研究

在金属切削加工领域，高速切削加工的优点受到了广泛关注，具有高速加工能力的机床已成为市场新宠，近年来高速加工机床发展很快。而电主轴是高速加工机床的关键功能部件之一，它的好坏对机床性能影响很大。但电主轴技术含量高，制造难度大，不是一般企业都能生产，世界上也只有为数不多的企业提供电主轴商品。为了发展中国的高档机床，我国也有少数机床厂家和科研单位在研制电主轴。这里介绍的是德国亚琛工业大学（TH Aachen）WZL研究电主轴和高速加工机床的论文，希望对我国机床业界有所启发。     

基于ANSYS的机床电主轴温度场计算仿真分析

针对高档数控机床热变形严重影响加工精度和加工产品质量的问题,首先介绍了高速电主轴的特点.其次,选取了某一种型号的电主轴和支撑结构,计算出热参数.再次,运用ANSYS有限元软件对电主轴单元的温度场进行了稳态和瞬态仿真.最后,根据仿真结果,提出了改善电主轴温度场分布不均匀的措施以及减小电主轴热变形的方案,为机床和加工中心等装备实现高速、高精密加工提供了一定的技术依据.     

基于球杆仪的高速电主轴热漂移检测方法

高速电主轴的热漂移误差直接影响机床定位精度和工件表面加工质量.文中尝试应用球杆仪快速准确检测高速电主轴的热漂移量,在研究机床电主轴系统结构和球杆仪检测原理的基础上,提出了一种能够快速有效地检测高速电主轴热漂移规律的新方法--球杆仪法.首先提出机床的几何误差和热误差的检测及分离原理,建立分离热漂移误差的数学模型,最后进行球杆仪检测实验,测得机床空载时的主轴端热漂移误差,并得到其变化规律曲线.相时于传统热误差检测法,该方法不需要贴片和时贴片点进行优化,计算和分析过程不需要复杂的计算分析,是一种实验操作和数据分析都简单有效的误差检测方法.     

高速陶瓷电主轴的热态特性分析

利用高速陶瓷电主轴热稳态和热瞬态的热力学模型,研究了热态性能对零件加工精度的影响,结合某高速精密加工中心的主轴单元,用有限元计算和分析了温度场及热平衡时间,将结果与实验进行比较,证明其有效性。结果表明:高速陶瓷电主轴在运转时热量主要来源于内置电机的损耗发热和轴承摩擦生热。前后轴承、定子和转子是热量集中处,最高温度出现在转子与定子间间隙处,为62.23℃,需采用良好的散热措施进行散热;精密磨削加工前应提前启动机床,进行10 min的预热,使机床各部件达到热平衡,减少热变形带来的加工误差,提高加工质量。该建模方法以及热力学模型可为高速电主轴的优化设计和研制提供一定的参考。     

内装式电主轴电机的发热和温升问题

电主轴电机的功率损耗发热和高速滚动轴承的摩擦发热所产生的热变形严重影响了机床的加工精度,改善电主轴的温升和发热状况是当前电主轴研究的一大内容.就相关问题有针对性地提出了几种具体的处理措施.     

高速电主轴振动控制技术研究

高速电主轴作为高速机床的关键功能部件,其振动性能直接影响机床的无故障工作时间(MTBF),决定机床的加工精度及使用寿命,现已成为机床行业重点研究内容。通过对高速电主轴结构的阐述,介绍了影响电主轴振动的主要因素以及国内外的研究现状,并对电主轴振动控制技术研究方向进行了展望。