机床电主轴系统的可靠性研究

本文对影响机床电主轴系统可靠性的相关因素进行了分析,在建立可靠性数学模型的基础上,对电主轴的可靠性进行了预测,并为提高机床电主轴系统的可靠性提供了相应的解决方案。     

高速电主轴关键技术的研究

高速加工技术能极大地提高生产率和降低生产成线,是２１世纪最有发展前任的先进制造技术之一。电主轴是实现机床高速化的核心部件,本文结合高速铣削用大功率电主轴开发课详细分析了高速主轴技术的现状,存在问题及解决方法。     

高速电主轴结构参数优化设计

文章通过对某高速电主轴进行结构分析，建立了其参数化有限元模型，应用有限元分析软件ANSYS对主轴的支承跨距进行了优化计算，并针对优化后的结构进行模态分析，校核了其一阶自振频率。优化结果虽然使主轴的一阶自振频率略有降低，但却使主轴的刚度有了较大幅度的提高。     

基于多影响因子的电主轴可靠性分析

电主轴系统的可靠性受到许多相关因素影响,本文在建立可靠性数学模型的基础上,对电主轴的可靠性进行了预测,并为提高电主轴系统的可靠性提出几项建议。     

支持数字化装配系统的数据库技术

通过对数字化装配系统数据存取的需求分析,在SQL Server平台下,建立了装配模型库、装配过程库、装配知识库和装配环境库。提出了产品装配模型的三部分信息的存储方式,建立原始信息库、动态添加库、动态记录库分别存储相应的零部件自身属性信息,提出了以配合零件对为基本存储单元的动态记录库记录零件间的配合特征信息。它们有效地支持了数字化装配系统的各功能模块。     

高速电主轴热误差实验与预测建模

数控加工中心采用高速电主轴,由于电主轴发热导致主轴工作端明显热延伸,严重影响加工精度。以数控精雕机用永磁同步电主轴为研究对象,通过建立热特性实验平台,测试电主轴在不同转速、不同工作条件下的特征温度和热误差数据,建立基于自然指数函数的电主轴轴向热误差预测模型。在不同的工况下对模型的补偿结果进行实验验证,验证结果表明:该预测模型简单、精度较高,且建模成本较低,可以快速应用到实际的加工环境中。     

高速电主轴用球轴承油气润滑温度场仿真与实验研究

基于局部热源计算轴承内部生热,考虑不同转速计算油气润滑下轴承滚道表面对流换热系数,采用Mixture多相流模型结合RNG k-ε湍流模型和Fluent软件动网格技术,建立球轴承两相流场模型,求解得到电主轴球轴承油气润滑温度场,分析轴承内部温度分布,给出最佳供油量的确定方法。对某高速电主轴用球轴承进行了油气润滑两相计算,结果表明:随着转速增大,轴承总摩擦生热率急剧增大,且转速越大,增长幅度越大;给定工况存在最佳供油量,且最佳供油量随转速增大而增大。最后通过电主轴轴承实验证明了该模型对油气润滑模拟的可靠性。     

高速电主轴冷却系统试验研究

针对高速电主轴实际运行中主轴内部发热量大、温度升高等导致主轴热变形而影响电主轴加工精度问题,以某型电主轴为研究对象,通过仿真与试验结合的方法探究冷却系统冷却能力。阐述电主轴热态特性;分析螺旋和循环冷却系统的有限元仿真结果;进行冷却系统对比试验,验证仿真结果。结果表明:螺旋冷却系统稳态下整体冷却效果和冷却速率都优于循环冷却系统。研究结果为电主轴设计、优化与开发提供了一定的技术参考。     

高速磨削电主轴冷却系统的试验研究

高速磨削电主轴的温升对电主轴的加工精度和使用寿命有着重要的影响。以SPM170高速磨削电主轴为研究对象,采用理论分析和试验验证的方法对高速磨削电主轴的冷却系统进行了研究。通过分析可知电主轴电机部分的产热主要是由铁芯损耗产生的,水冷系统可以有效地带走电机部分的热量,使电主轴的温升降低。对SPM170高速磨削电主轴的冷却系统进行了改进,设计了一种新型螺旋水道,在电主轴最高工作转速时,分别测量电主轴前轴承壳体温度,并对比其温升。结果表明:采用改进之后的螺旋水冷装置电主轴的温升比改进前温升降低了10℃左右,温升得到了有效的控制。     

高速电主轴数据采集系统设计

为了分析高速电主轴的动态和热态特性,设计了一套基于Lab VIEW的高速电主轴振动和温度数据采集系统。该系统主要由压电式加速度传感器、一体化温度传感器、数据采集卡、变频器和计算机组成,使用Lab VIEW2009虚拟仪器开发平台,实现了高速电主轴运行中振动和温度信号的实时采集处理、波形显示以及信号存储。     

油气润滑参数对高速电主轴热特性影响的试验研究

为研究油气润滑参数对高速电主轴热特性的影响,在考虑气流压力和供油量2个因素下对高速电主轴进行热特性正交试验。结果表明:供油量对温升指标的影响最大,气流压力影响次之,二者的交互因素对温升指标的影响比较小。获得了最佳水平组合,得到了不同水平组合下电主轴各方向的热变形;分析电主轴各方向热变形不同的原因,得到在实际加工中应该重点控制主轴Z方向热变形量的结论。     

磁旋转编码器在高速电主轴控制系统中的应用

iC-MH磁性编码器是德国iC-Haus GmbH公司生产的一款针对极小空间的快速12位编码器,选用该传感器与TMS320F2812控制板,通过合理设计其接口电路并使用BiSS串口通讯协议对iC-MH编码器进行初始化设置,实现了高分辨率、高速度的位置测量系统并在高速电主轴控制系统中成功应用.     

铸造工艺数据库系统的研究及开发

以铸造生产过程中所需的各类参数为基础数据,通过对数据的分析和计算,建立铸造工艺数据库。以铸造工艺数据库为后台数据库,采用Delphi和SQL Server开发出铸造工艺数据库管理系统。通过实例证明:开发的系统可以实现对铸造工艺数据信息的多种查询功能,并有数据存储和库的维护等功能,能解决铸造工艺辅助设计中大量的铸造工艺数据的有效存储和合理利用问题。     

高速电主轴热力学分析的仿真研究

根据实际工程需要并结合热力学第一定律,以某公司ES系列高速电主轴系统为例,分析其热源以及散热特性,并计算其主要热源产热参数以及散热系数等热分析参数。综合分析结果,通过ANSYS有限元分析软件建立有限元模型并进行热力学仿真研究,可得出电主轴系统各部分稳态温度分布云图以及达到热平衡时热源部分温度随时间变化曲线。结合实验分析验证仿真结论,并提出电主轴改进参考意见。     

车铣复合加工中心电主轴的稳定性分析和实验研究

电主轴单元是车铣复合加工中心的核心功能部件.利用ANSYS对电主轴系统完成了自由模态以及两种考虑轴承支承的约束模态分析.并针对电主轴单元进行了现场实验,测得主轴实际模态.综合分析理论计算与实验结果表明计算的自由模态与主轴实际模态区别较大,模态分析时必需考虑轴承的支承作用,并且用两组弹簧才能很好地模拟QBC型角接触球轴承组的支承约束.设计的电主轴满足工作要求.     

面向高速主轴的接触式检测系统的设计与优化

针对高速主轴的精度检测问题,设计了接触式杠杆检测系统.利用键合图理论构建了检测系统数学模型,并得出了系统状态方程.应用MATLAB进行了动态性能分析,并对复位弹簧刚度系统进行了优化.实践证明,优化的系统检测精度提升显著.     

高速切削机床主轴轴承的研究与发展

基于高速切削中高速机床主轴用轴承的运动机理，本文着重从润滑、密封、预紧等方面阐述了滚动轴承的研究与发展，并明确了其与工程应用的关系。     

HDBS-63高速立式加工中心主轴系统热分析

分析了主轴系统在机床中的重要性及机床误差的主要来源.设计一种立式加工中心的主轴系统,建立主轴系统三维实体模型,经简化导入有限元分析软件,利用有限元法对主轴系统进行热分析及"热--结构"耦合分析.通过不同工况的仿真结果分析,得到主轴系统的温度场分布状况和热变形状态的变化规律,为主轴系统设计提供了良好的参考依据.