本文關(guān)鍵詞：高精度金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)設(shè)計與研究

  更多相關(guān)文章： 金剛石刀具 工具磨床 主軸系統(tǒng) 角接觸球軸承 有限元分析

【摘要】：在超精密切削加工中,高精度的金剛石刀具是不可或缺的。金剛石刀具的刃口質(zhì)量、刃口鈍圓半徑及刀尖圓弧半徑對切削加工起著至關(guān)重要的作用,然而金剛石的高硬度和高耐磨等特性使其加工變得極其困難。目前國外在高精度的金剛石刀具及刃磨設(shè)備方面對中國實行技術(shù)封鎖,國內(nèi)在此領(lǐng)域的研究相對落后。因此本文對高精度金剛石工具磨床中關(guān)鍵部件主軸系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計,為我國在此領(lǐng)域的發(fā)展提供了一定的理論基礎(chǔ)。本文首先對金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究與結(jié)構(gòu)設(shè)計,提出了詳細(xì)的設(shè)計方案。本文將主軸系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計分為三部分：主軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、高度調(diào)整機(jī)構(gòu)和角度調(diào)整機(jī)構(gòu)。主軸系統(tǒng)采用高精度的角接觸球軸承,兼顧高轉(zhuǎn)速和高剛度的要求。高度調(diào)整機(jī)構(gòu)和角度調(diào)整機(jī)構(gòu)分別采用螺紋傳動和蝸輪蝸桿傳動,能充分滿足刃磨運(yùn)動的基本要求。特別是巧妙地利用套筒和花鍵的傳動連接機(jī)構(gòu),解決了角度調(diào)整和高度調(diào)整機(jī)構(gòu)之間的干涉問題。其次本文根據(jù)赫茲接觸理論和軸承發(fā)熱公式,量化地分析了軸承預(yù)緊力對軸承剛度和主軸發(fā)熱量的影響,分析結(jié)果表明軸承預(yù)緊力對主軸系統(tǒng)的剛度和發(fā)熱量有顯著影響。并根據(jù)主軸系統(tǒng)剛度和發(fā)熱量的設(shè)計要求,計算出了最佳預(yù)緊力的大小。然后利用ANSYS軟件對主軸系統(tǒng)進(jìn)行了三維建模和有限元仿真分析。其中對主軸系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析、靜力分析和諧響應(yīng)分析,分析結(jié)果證明所設(shè)計的主軸系統(tǒng)能滿足刃磨要求。分析中發(fā)現(xiàn)主軸系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)在前軸承和砂輪處,經(jīng)過改進(jìn)可以顯著提高主軸的動靜態(tài)性能。此外還通過分析軸承預(yù)緊力變化對主軸系統(tǒng)模態(tài)的影響,進(jìn)一步證明了主軸最佳預(yù)緊力的合理性。最后,本文繪制了主軸系統(tǒng)的裝配圖示意圖,并總結(jié)了課題所做工作的不足,為以后的相關(guān)研究提出了一些建議。
【關(guān)鍵詞】：金剛石刀具 工具磨床 主軸系統(tǒng) 角接觸球軸承 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG593
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景9
• 1.2 金剛石刀具工藝研究9-11
• 1.3 國內(nèi)外金剛石刀具刃磨設(shè)備研究對比11-12
• 1.4 本課題的研究目的、意義和主要研究內(nèi)容12-14
• 2 金剛石刀具刃磨設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究14-22
• 2.1 電火花刃磨設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究14-15
• 2.2 機(jī)械刃磨設(shè)備主軸關(guān)鍵技術(shù)研究15-18
• 2.3 金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)性能的分析方法18-21
• 2.4 本課題對金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)的設(shè)計要求21
• 本章小結(jié)21-22
• 3 高精度金剛石工具磨床主軸系統(tǒng)的設(shè)計22-34
• 3.1 主軸-軸承系統(tǒng)設(shè)計22-28
• 3.1.1 主軸系統(tǒng)軸承的選擇23-24
• 3.1.2 軸承配合選擇24-26
• 3.1.3 軸承原始游隙選擇26-27
• 3.1.4 軸承的潤滑和密封27-28
• 3.2 主軸傳動系統(tǒng)的設(shè)計28-30
• 3.3 主軸系統(tǒng)角度和高度調(diào)整結(jié)構(gòu)的設(shè)計30-33
• 3.3.1 主軸系統(tǒng)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31-32
• 3.3.2 主軸系統(tǒng)升降機(jī)構(gòu)設(shè)計32-33
• 本章小結(jié)33-34
• 4 主軸系統(tǒng)軸承預(yù)緊力的研究34-44
• 4.1 軸承預(yù)緊方式的選擇34-37
• 4.2 軸承預(yù)緊力對主軸系統(tǒng)的影響37-42
• 4.2.1 軸承預(yù)緊力對軸承剛度的影響37-38
• 4.2.2 軸承預(yù)緊力對軸承發(fā)熱量的影響38-42
• 4.3 最佳預(yù)緊力的選擇42-43
• 本章小結(jié)43-44
• 5 主軸系統(tǒng)的有限元仿真分析44-58
• 5.1 主軸系統(tǒng)的建模45-47
• 5.2 ANSYS單元參數(shù)的確定47-48
• 5.3 主軸系統(tǒng)的有限元分析48-57
• 5.3.1 主軸系統(tǒng)的模態(tài)分析和靜力分析48-55
• 5.3.2 軸承預(yù)緊力對主軸動態(tài)性能的影響55-56
• 5.3.3 主軸系統(tǒng)的諧響應(yīng)分析56-57
• 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄A 升降機(jī)構(gòu)裝配示意圖64-66
• 附錄B 角度調(diào)整機(jī)構(gòu)裝配示意圖66-68
• 附錄C 主軸裝配示意圖68-70
• 附錄D 主軸零件圖70-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 寇自力;超硬刀具的發(fā)展與應(yīng)用[J];工具技術(shù);2000年08期

2 劉峰斌 ,李Z，

本文編號：938792