一种新型精密加工机床

采用静压主轴、静压导轨、气浮轴承等高新技术,对菲涅尔透镜模具进行精密加工.     

液晶玻璃光学检测仪器气浮板研究设计

为了比较通孔阵列不同排布方式对气膜压力、速度分布的影响,运用气体润滑理论以及空气静压轴承设计的相关理论,对毛细管节流模型进行理论分析,得到液晶玻璃气浮流场压力的计算公式。基于毛细管节流的平面静压气体支承的对称性,利用Gambit建立均匀和非均匀毛细管阵列气浮轴承的三维模型和划分网格,利用Fluent进行数值仿真,得到气膜的压力分布。在气浮系统其他几何参数不变的情况下,分析比较均匀和非均匀毛细管阵列以及供气压力对气浮支承静态特性的影响,结果得出均匀毛细管阵列静态特性更优,从而根据研究结果设计出均匀毛细管阵列的液晶玻璃光学检测仪器的气浮支承平台。     

液体静压轴承在正弦负载下的动刚度——液体静压轴承动态特性试验研究之二

前言随着我国精密机床、精密机械尤其大型精密机床、机械的迅速发展,作为精密支承的液体静压轴承、静压导轨,获得日益广泛的应用。为了对这项新技术的基本性能有一个完整的了解,以便于正确合理的应用,前几年,在研究所、工厂、高等院校共同努力下,对静压轴承的静态性能作了较多的试验研究,并提供了静压轴承合理的参数和设计计算方法。对静压轴承的动态性能试验,根据精密机床、精密机械的需要,我所于72年     

基于动网格技术的空气静压轴承线刚度及角刚度分析

为了在超精密机床设主轴设计阶段准确得到空气静压轴承的静态特性,文章提出了一种基于Fluent动网格技术的数值仿真方法,综合分析了在考虑进气孔直径、进气压力、气膜厚度及轴承转速等条件下对空气静压轴承线刚度及角刚度的影响。结果表明:轴承线刚度随气膜厚度的减小、进气压力的增大而增大,且最大线刚度所对应的进气孔直径随压力增大而增加;轴承角刚度随气膜厚度的减小、进气孔压力和进气孔直径的增大而增加。     

闭式气浮导轨的理论分析与实验研究

一、导言本文所讨论的内容主要是闭式气浮导轨特性的理论分析与实验研究。目的是进一步了解闭式气浮导轨的性能并加以提高。闭式气浮导轨具有精度高,刚度高,稳定性好的特点,这在实践中已经证明。但是对于闭式气浮导轨性能的分析,目前只是采用J.W.Powell所著《空气静压轴承设计》一书所提供的方法,即开式气浮导轨性能迭加的办法。图1-1是两个相对安装的气体止推轴承特性曲线及迭加后的特性曲线。这也就是闭式气浮导轨的特性曲线。     

超精密空气静压主轴的模态试验分析

以超精密空气静压主轴为研究对象,运用模态试验方法分析其动力学特性,获得结构的模态参数及径向、止推轴承气压变化对转子各阶频率的影响,为修正主轴的动力学仿真模型提供了参考,为评价和优化主轴性能、提高静压支承技术水平提供了支持。     

基于不同加工工艺的微孔节流空气静压轴承的特性研究

随着超精密加工技术和地面微低重力仿真的发展,相关产业对空气静压轴承的性能要求越来越高。由于传统的孔式节流器其结构特点不能完全满足实际使用的需要,节流孔直径与气膜间隙同一数量级的微孔节流空气静压轴承因其良好的刚度和承载特性,越来越受到关注。但在微孔节流器的发展过程中,微孔的加工工艺却限制了其推广应用。针对目前常用的三类微孔加工工艺,进行了理论仿真研究,通过建立不同加工工艺轴承仿真模型,运用双向流固耦合仿真方法,对比分析了基于不同加工工艺的微孔节流空气静压轴承的动静态特性。研究结果表明：锥孔类轴承承载性能优于其他两类,但耗气量大且在小间隙时刚度较差;薄壁直孔类轴承承载性能稍逊,但在大间隙下轴承刚度较佳;嵌套类轴承承载性能较差,但在小间隙下轴承刚度较大且耗气量较低。     

CM6120型精密普通车床液体静压轴承系统的维修

CM6120型精密普通车床主轴系统采用了新型的液体静压轴承结构,该机床适用于小型、精密、有色金属的零件生产,深受仪器仪表、无线电等行业的欢迎。但是由于设计、制造以及维修方面的种种原因,使我厂的几台 CM6120型车床在使用过程中,液体静压轴承系统出现了各式各样的问题,使液体静压轴承的优越性不能很好地发挥,甚至停机不能使用。这几台精密车床是我厂的关键设备,因此,必须探索出该机床静压轴承     

机床电主轴动静压轴承性能的仿真和试验研究

先进制造方式需要机床具有高速高精密的电主轴功能部件,选用动静压轴承可以提高车削加工中心电主轴的刚度和回转精度,因此选择动静压轴承作为主轴的支撑形式。轴承周向有4个浅腔形式油腔,以小孔节流形式恒压供油。建立润滑分析模型,分析轴承的承载力、最小膜厚和温升等静态性能指标。在卧式试验台上测试轴承的动态性能,结果表明：刚度随着转速的增加主要呈增大趋势,转速在3 000~6 000 r/min时刚度值比较稳定;水平方向和垂直方向的最大振幅分别为4.5、3.9 μm。若要提高回转精度可对转子轴系进行优化,并做好动平衡及隔振。     

孔式环面深浅腔液体动静压轴承的结构及稳定特性研究

孔式环面节流深浅腔液体动静压轴承精度高、刚度大、寿命长、吸振抗震性能好,广泛用于精密及高速加工机床的主轴。介绍孔式环面节流深浅腔动静压轴承的结构特点及工作机制,分析了该动静压轴承的刚度;为了满足动静压轴承多年连续使用而不需维修的生产需要,提出了该动静压轴承的稳定性判据。     

空气静压轴承在几种磨床改装上的应用

近两年,我所与兄弟单位一起在几种磨床的维修过程中,将原来的滚动或滑动轴承磨头改装成空气静压轴承磨头,取得良好的效果。曾经改装为空气静压轴承磨头的机床有以下几种:1.MMB1420外圆磨床;2.日本T-CGD-150精密外圆磨床(韶关油泵油咀厂);3.西德HSF 33A大螺旋角滚刀铲磨床(重庆机床厂);4.M 7120 A平面磨床(广州机床研究所试验车间);5.M2116内圆磨床(广州轴承厂)。空气静压轴承是以压缩空气通过节流小孔进入轴承间隙形成气膜支承主轴运转,由于空气的粘度低,并且不受温度变化影响,所以高速运转时发热和温升小,而且包围主轴的压力气膜具有“平均效应”可以抵消一部分由于主轴和轴承表面几何形状误差对主轴     

多孔质静压气体轴承设计（上）

多孔质静压气体轴承是一种有无数微小供气孔分布在轴承工作表面上而供气的空气轴承,它与多数供气孔静压轴承相比,负载能力大、刚度高。可是,多孔质材料其烧结成形表面的波度大、光洁度低,如果不进行特殊的精密加工拿来就用,轴承间隙会达到数十微米以上,根本不能使用,图1所示为采用多孔质材料的静压轴承。多孔质静压空气支承有两种常用的结构形式。一种是静压滑动支承,如图(a).它是用来承受轴向力的,为了工艺方便多做成独立的圆形或方形零件,俗称“气足”,另一种是常见     

均压槽气体静压轴承承载性能研究

为提高气体静压轴承的承载能力,基于超精密微小型机床的气浮导轨模型,在其气体静压轴承顶部的工作面设计直线形、双弧形和X形三种均压槽结构。建立轴承气膜的CFD(Computational Fluid Dynamics)模型,通过仿真计算得到轴承气膜的压力分布以及轴承的气体质量流量。综合考虑轴承顶部和底部两部分气膜对承载性能的作用,得出轴承的承载力W、刚度K和气体质量流量M,从而确定直线形均压槽轴承具有最佳的承载性能。继而分析直线形均压槽的宽度、深度和节流孔的个数对轴承承载性能的影响规律,得到了优化的均压槽结构。通过分析得出以下结论:设计均压槽可以有效提高轴承的承载能力,但增加了轴承的耗气量;适当增加均压槽深度可以提高轴承的承载力和刚度;增加节流孔的个数可以增大轴承承载力,但会使轴承的刚度降低。     

基于FLUENT仿真的静压气浮轴承的研究

静压气浮轴承的气膜厚度非常薄,与轴承直径之间相差几个数量级,给气体轴承FLUENT仿真带来了困难。通过对气体轴承建模,并根据对称性原理,采用了"半模型"仿真法;又借助FLUENT命令流功能,提出了命令流建模仿真方法。借用以上方法,仿真了静压气体轴承承载力与平均半径间隙的关系,不但简单快捷,还提高了结果的准确性。得出结论:存在最佳的平均半径间隙使静压径向轴承承载力最大,这个值随着轴承其他参数的不同而不同。     

空气静压主轴有限元建模及动态特性研究

为提高空气静压轴承支撑的空气静压主轴的动态工作性能,文章利用Fluent计算出了空气静压轴承在不同供气压力下气膜刚度,利用Ansys Workbench中的轴承单元和弹簧—阻尼单元模拟轴承支承,对主轴系统进行了模态分析和动态响应分析,得到不同供气压力下主轴系统的固有频率、振型以及激振力作用下的位移幅频动态响应曲线。结果表明,随着供气压力的增加,轴承气膜刚度增加,且对主轴系统的低阶模态和高阶模态影响不同。另外随着气膜刚度增加,谐振频率逐渐增大、振幅减小,系统抵抗受迫振动能力逐渐增强。研究结果为提高空气静压主轴的动态性能提供了一定的理论依据。     

控制静压轴承间隙进行精密定位机构的设计(研制报告之三)

1.前言在研制报告一、二中,已提出了应用静压轴承特性来制造精密定位机构的方案。报告论及了使用油为传动介质的方形断面静压轴承式精密定位机构,并分析了其定位精度、运动精度、动态特性以及温度干扰时的稳定性等问题。     

空气静压轴承数学模型的建立

为了对空气静压轴承进行优化设计,本文以空气静压轴承的轴向流模型为基础建立了孔式节流和狭缝节流的轴颈轴承和止推轴承的数学模型。并对J.W.P.well的几个假设进行了修正。理论计算和试验结果都表明,修正后的数学模型更接近于实际情况。     

供气温度对静压气浮陀螺仪的影响

针对某型静压气浮陀螺仪长时间通电造成的温升问题,提出一种通过控制气浮轴承供气温度来降低陀螺马达温度的控制方法。结合流体力学和陀螺仪误差原理,分析了供气温度对陀螺仪精度的影响,并利用Fluent仿真分析,搭建了陀螺浮子组件与气浮轴承的流热耦合模型。结果表明:供气温度的变化并不会对仪表精度造成明显影响;降低供气温度对陀螺马达的温度变化影响显著,在一定条件下可以通过降低供气温度来延长陀螺仪连续通电时间。     

精密导轨用气体轴承微米形状静压面特性研究

精密加工装备或测量仪器要求导轨具有高刚度高精度特性。文章提出了基于气体轴承静压面微米形状的刚度提升方法,研究分析多孔质气体轴承微米形状的结构原理及类型,采用母线多线法和同心圆法测量圆柱型气体轴承静压面,并评估其曲面不规则度或同心度偏差,以减少加工误差对静压槽形对气膜静态特性的影响;通过SolidWorks内嵌插件对气体轴承加载力进行仿真分析,为气体轴承微米形状静压面静态特性的槽型深度提供试验参数依据;最后对比分析了0.1～0.5 MPa气体压力对平面气膜在承载载荷力、静态刚度、气体流量等特性影响,当凹面槽深h_1=1μm即该值接近受承载力变形量时,气体轴承刚度较好且气体流量较低;当微米形状为凸面时,气体轴承静压面特性表现较差,为精密导轨工程应用高刚度高精度气体静压轴承设计提供参考依据。     

基于ANSYS-FLUENT的高精密液体静压径向轴承动静态特性研究

以液体静压轴承为支撑的电主轴是高精密数控机床的一个最为关键的组成部件。静压轴承润滑油膜的压力分布、刚度和温度场的分布直接影响数控机床的加工精度。基于液体静压技术理论,对轴承的流量、静压腔压力和刚度进行数值计算。基于ANSYS-FLUENT联合仿真平台,以液体静压径向轴承的润滑油膜为研究对象,对其压力场、流场和温度场分布等进行了静态和瞬态的研究,仿真结果与数值计算结果取得了很好的一致性。分析表明,静压腔内的润滑油的压力和温度分布不会因为主轴的转速变化而发生明显的变化,而周向封油边和轴向封油边是压力和温度变化的敏感位置。