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| 静压气体轴承电主轴具有加工高精度、高转速、高效率、无污染等优点,在现代的高精高速数控加工中心上拥有巨大的应用前景。目前在铣削加工中的电主轴还是以油轴承和滚动轴承为主,这种支承方式虽然承载力大、刚度高,但是转速一般在10000r/min左右,无法满足高精度、高转速的要求,因此气体轴承高速电主轴的设计与研究就显得尤为重要。本文以立式高速铣削加工用电主轴为研究对象,采用气体静压轴承为支承方式,设计了一种主轴Dn值超过两百万的电主轴样机,用于超精密铣削加工。论文对电主轴总体结构方案以及受力情况、电主轴主要零部件结构设计、小孔节流静压气体轴承的设计及特性进行了深入的分析探讨,主要研究内容有：首先结合设计指标以及设计要求,确立了电主轴的整体设计方案,针对端面铣刀的立式铣削加工方式进行了受力分析,得到结构设计中的关键设计参数。其次,对异步内置电机进行了选型和校核,得出扭矩的输出所需要的过盈量；设计电主轴冷却系统,对单螺旋冷却水套结构参数进行设计以及冷却功率的校核,保证所选内置电机的正常工作；按照铣刀盘的结构对主轴的轴端部分进行了相应的设计,以满足铣刀盘的装配要求。最后,采用经验公式法对所需要的小孔节流静压气体轴承进行了相应的结构设计。为验证静压气体轴承设计的可靠性,应用FLUENT软件对静压气体轴承进行仿真分析。研究中建立静压气体轴承的三维模型,优化了网格的划分,分别对径向静压气体轴承以及止推静压气体轴承进行了承载力特性以及刚度特性的研究。以上研究成果提供了气体静压轴承铣削加工电主轴的设计方法,为设计、改进此类电主轴以及气体静压轴承的研究提供了一定的参考 |
文档标签:
流体力学
