隨著高新技術(shù)的發(fā)展,超精密加工技術(shù)和機(jī)床已越來越廣泛地應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)和高端民用產(chǎn)業(yè)。利用了流體靜壓支撐原理和電機(jī)直驅(qū)技術(shù)的液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)具有承載能力大和運(yùn)動(dòng)精度高等優(yōu)點(diǎn),其非常適用于超精密加工和檢測(cè)設(shè)備。作為超精密機(jī)床的重要部件,液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的性能對(duì)于機(jī)床的精度和穩(wěn)定性有著極其重要的影響,分析靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性并設(shè)計(jì)制造出高剛度和高回轉(zhuǎn)精度的靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)具有十分重要的意義。本文首先根據(jù)液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)指標(biāo),完成了靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)配置和伺服系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。編寫了計(jì)算液體靜壓軸承承載力和剛度的軟件,并利用軟件確定了轉(zhuǎn)臺(tái)止推軸承和徑向軸承的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。根據(jù)粘性流體剪切力公式計(jì)算靜壓軸承的內(nèi)摩擦力矩和平均溫升,利用靜力仿真初步確定轉(zhuǎn)臺(tái)的幅板尺寸,并完成靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)裝配體結(jié)構(gòu)的三維模型。利用順序耦合法和Workbench軟件對(duì)靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的止推軸承和徑向軸承進(jìn)行流固耦合仿真。利用ICEM和Fluent軟件實(shí)現(xiàn)靜壓軸承液壓油流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格劃分和穩(wěn)態(tài)分析;將流場(chǎng)的仿真結(jié)果導(dǎo)入Mechanical靜力分析模塊,得到了軸承結(jié)構(gòu)在流場(chǎng)壓力作用下的變形,并分析計(jì)算了結(jié)構(gòu)變形后的軸承間隙和靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)剛度的變化量。仿... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

美國(guó)LODTM光學(xué)金剛石車床[5]

密和超精密加工技術(shù)是國(guó)家先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)，無論是在精密半導(dǎo)體集成電路和光學(xué)零件等高端的民用產(chǎn)業(yè)[1]，還是航空航天、先進(jìn)武器裝備和大型天文望遠(yuǎn)鏡等代表國(guó)家硬實(shí)力的國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域[2,3]，超精密加工技術(shù)在這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中均有著舉足輕重的作用。在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，先進(jìn)制造和超精密加工技術(shù)決定著國(guó)家制造業(yè)的實(shí)力和科技競(jìng)爭(zhēng)力，是國(guó)防安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基石，許多國(guó)家都將其作為大力發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。超精密機(jī)床是完成超精密加工的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要載體，它對(duì)于被加工零件的精度和質(zhì)量有著嚴(yán)重的影響[4]。美國(guó)、英國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家從上世紀(jì)六十年代就已經(jīng)開始研究超精密加工技術(shù)和機(jī)床，圖 1-1 即為上世紀(jì)八十年代美國(guó)研制的最高加工精度可達(dá) 28nm 的大型超精密金剛石車床[5]，時(shí)至今日，該機(jī)床的加工精度仍處于世界一流的水平。我國(guó)對(duì)于超精密加工理論的研究和超精密機(jī)床的研制始于本世紀(jì)初。目前，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京機(jī)床研究所和國(guó)防科技大學(xué)等高校和科研單位已取得了較為豐碩的研究成果[6]。圖 1-2 展示了哈爾濱工業(yè)大學(xué)自主研制的大型超精密加工機(jī)床[7]，此機(jī)床能夠加工直徑為 1200mm 的非球面光學(xué)零件，并可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)于 1μm的加工精度。

及其基礎(chǔ)部件作為大力發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一�；卫碚摰陌l(fā)展以及高精度的直驅(qū)式電機(jī)和角術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟并廣泛地應(yīng)用于超精密加了液體靜壓支撐原理和靜壓軸承技術(shù)，在工作狀的轉(zhuǎn)子與定子完全分隔開，避免了二者之間的機(jī)力小、無低速爬行現(xiàn)象、承載力和剛度高等優(yōu)點(diǎn)還具有誤差均化的作用，能夠提高靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的回由于采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方案，使得靜壓差干擾，并顯著地提高了系統(tǒng)的剛性和響應(yīng)時(shí)間了一臺(tái)多軸運(yùn)動(dòng)的超精密機(jī)床及其運(yùn)動(dòng)控制鏈臺(tái)作為精密和超精密機(jī)床的重要部件，控制著被定位，對(duì)于超精密機(jī)床的加工精度、運(yùn)動(dòng)誤差和。因此，在設(shè)計(jì)超精密機(jī)床的過程中，分析靜壓對(duì)機(jī)床加工精度的影響是非常必要的，國(guó)內(nèi)外的液體靜壓支撐和節(jié)流理論以及影響靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)工具有高剛度和高精度等更高性能的靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Yb∶LuScO3晶體的超精密光學(xué)加工及其激光性能[J]. 沈馮峰,徐學(xué)科,高文蘭,于浩海,張龍,邵建達(dá).  光學(xué)精密工程. 2018(10)
[2]超精密液體靜壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)研制[J]. 胡秋,汪俊文,袁南南,王寶瑞.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2018(04)
[3]單晶藍(lán)寶石高效超精密加工技術(shù)研究[J]. 何艷,苑澤偉,王坤,李樹榮.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(02)
[4]考慮離心力的定量式扇形靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)承載力建模[J]. 劉志峰,渾連明,殷亞文,王建華,羅宗蘭,董湘敏.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(06)
[5]Thermal and tilt effects on bearing characteristics of hydrostatic oil pad in rotary table[J]. 劉志峰,湛承鵬,程強(qiáng),趙永勝,李小燕,王義達(dá).  Journal of Hydrodynamics. 2016(04)
[6]力矩電機(jī)直驅(qū)內(nèi)反饋閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 潘高星,陳永亮.  液壓與氣動(dòng). 2016(07)
[7]小孔節(jié)流深淺腔動(dòng)靜壓軸承承載特性解析研究[J]. 孟曙光,熊萬里,王少力,呂浪,鄭良鋼.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(22)
[8]力矩電機(jī)直驅(qū)靜壓數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)態(tài)性能研究[J]. 葉道鑫,洪榮晶,吳承云.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2015(10)
[9]拼接式編碼器測(cè)角誤差分析及試驗(yàn)[J]. 黃龍,潘年,馬文禮,黃金龍.  中國(guó)光學(xué). 2015(03)
[10]偏載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)工況下承載力及傾覆力矩動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算方法[J]. 王少力,熊萬里,桂林,薛敬宇,符馬力,呂浪.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(23)

博士論文
[1]大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)承載特性及流固熱耦合規(guī)律研究[D]. 王少力.湖南大學(xué) 2016
[2]超精密機(jī)床自補(bǔ)償液體靜壓軸承設(shè)計(jì)與特性研究[D]. 佐曉波.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)熱變形控制技術(shù)研究[D]. 賈臻杰.電子科技大學(xué) 2018
[2]精密靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[D]. 張健.西安理工大學(xué) 2017
[3]超精密銑研復(fù)合加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其實(shí)驗(yàn)研究[D]. 薛家岱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]機(jī)床主軸靜壓軸承剛度影響因素分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 陳卉.上海交通大學(xué) 2015
[5]基于流固耦合方法的氣浮軸承剛度優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[D]. 吳斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]大徑高比超精密液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 吳九達(dá).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]液體靜壓支承系統(tǒng)油腔工作性能研究[D]. 張成印.北京工業(yè)大學(xué) 2011
[8]圓弧刃金剛石刀具刃磨機(jī)擺軸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 徐戰(zhàn)波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]超精密主軸回轉(zhuǎn)精度測(cè)試研究[D]. 劉敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[10]大型超精密機(jī)床液壓軸系幅板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 龐占東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



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