高速精密实验磨床电主轴振动特性的实验研究

本文介绍高速精密实验磨床直线电机带动电主轴进行磨削加工时,伺服刚度的调节方法,分析了电主轴—砂轮接杆系统高速旋转时引起振动的原因,提出了改进的方法,取得了很好的效果。     

陶瓷轴承电主轴在高速精密磨床中的应用

高速精密磨削要求主轴达到很高的转速,同时对零件加工精度的要求也越来越高。而陶瓷轴承电主轴自身所具有的优点,满足了高速超高速精密加工主轴转速的要求。本文通过本实验室集成的开放式高速精密磨床,介绍了电主轴的PLC控制,并通过主轴振动实验说明了陶瓷电主轴在高速精密机床上应用的优越性。     

高速精密电主轴的研制

本文介绍了电主轴单元的工作原理及结构特点,探讨了电主轴设计与生产的关键技术,对电主轴散件装配的工艺进行研究,为工厂在设计电主轴并进行装配提供依据及切实可行的工艺规程。     

CBN砂轮动平衡及电主轴振动测量

将普通外圆磨床改造为无靠模数控凸轮轴磨床，重新设计了磨床的砂轮架部件，并以电主轴取代原来的砂轮主轴，安装CBN砂轮并进行砂轮动平衡实验，通过测量安装CBN砂轮的电主轴低转速下的振动信号，并分析实验结果，验证了采用三点式动平衡法进行CBN砂轮低转速动平衡的可行性。还验证了采用VT动平衡仪进行CBN砂轮高转速下动平衡的有效性，并根据实验结果分析了砂轮动平衡的效果、砂轮架部件的刚性和电主轴安装砂轮后的精度。     

高速电主轴动态特性的有限元分析与振动测试

根据电主轴的结构特点,在ANSYS软件中建立电主轴动态特性的有限元模型,对电主轴进行模态分析,得到电主轴的前6阶的振动特性,并计算出临界转速.通过振动测试实验,得到电主轴在不同转速下的振动量,并对采集到的信号进行相关性与自振特性的分析.分析结果表明:电主轴的最高工作转速远离临界转速,能有效避免共振现象的发生.     

高速精密电主轴

高速精密电主轴作为现代机床的标志性功能部件,几年来得到迅速的发展和完善,目前在车、铣、磨等各种加工机床都已有应用,在高档加工中心更是首选部件。电主轴作为高效、高速、高精度、低振动、低噪声、易安装、模块化机床部件,将在机床行业得到更广泛的应用。     

超高速数控磨床磁浮电主轴的研究

介绍了磁浮轴承的优点和发展现状，并通过现场磨削试验来检验磁浮轴承电主轴的磨削性能。磁浮轴承控制器是以浮点DSP芯片TMS320C32为核心构建的数字控制系统。针对轴承套圈内圆磨削时主轴转子受力的特点确定了合适的控制器参数，使电主轴静态稳定：悬浮并以60kr／min工作转速稳定运转，同步振幅小，轴承刚度高。现场磨削试验表明：磁悬浮电主轴的磨削精度基本满足要求，精磨效率接近工业应用水平。     

超高速磨削SPWM电主轴系统机电耦合振动的瞬态特性研究

超高速磨削相比于普通磨削具有效率高、表面质量好,可实现难加工材料的精密加工等优点,但是随着砂轮线速度的提高,高速电主轴和高频变频哭的应用越来越广泛,高频高频哭、电主轴、砂轮及磨削载荷之间的机电耦合振动对磨削系统的稳定性和磨削质量的影响越来越显著,因此有必要进行深入的机理研究。为揭示超高速磨削SPWM砂轮电主轴系统的机电耦合振动规律,本文建立了SPWM电压源逆变器供电的砂轮主轴系统的机电耦合数学模型,利用该模型对超高速磨削SPWM砂轮电主轴系统的启动、升速及加入磨削力等瞬变过程进行了数值仿真研究。研究结果表明,该模型能有效地反映SPWM砂轮电主轴系统的机电参数之间的相互影响规律,可以作为超高速砂轮主轴系统研究机电耦合振动的防治和磨削参数的优化的基础;高次谐波电压是诱发超高速磨削机电耦合振动的主要因素;磨削力加载的冲击对横振的影响大于扭振。     

精密高刚度高速电主轴

通过研制开发2GDZ51Q和2GDZ75Q高速电主轴，介绍了精品球轴承磨床用高速电主轴的基本特点和结构特征，叙述了高速电主轴轴系转子动力学分析设计的基本内容。     

数控磨床振动试验研究

数控磨床在磨削时产生的振动会影响加工工件的表面质量及圆度,并产生振纹。因此．对磨床系统的振动研究是很必要的。寻找振动源并获取减小振动的方法,是研究磨床振动的最终目标。通过高性能计算机及其采集、分析软件的应用,为研究振动提供了可靠的手段。     

椭圆振动修整超声磨削ＺrＯ２温度试验研究

采用椭圆超声振动辅助金刚石笔修整方法修整金属结合剂金刚石砂轮,考察声学系统参数及磨削参数对超声振动辅助磨削纳米氧化锆陶瓷过程中磨削温度的影响.试验结果表明,椭圆超声振动辅助修整的金刚石砂轮超声振动磨削中,磨削温度相对较低.相比其他修整参数,修整深度对磨削温度的影响较小.磨削参数中,磨削深度对磨削温度影响因子较大,砂轮速度影响较弱.此外,磨粒在切削过程中做超声振动,改变了切削条件及散热条件,弱化了砂轮表面地貌对磨削温度的影响,因此,不同修整方式的金刚石砂轮的磨削温度差别不大,两种修整方式下磨削温度下降的梯度大致相当.     

工件横向施振超声振动磨削力特性试验研究

基于冲量理论和振动加工理论,采用叠加原理建立了工件横向施振超声振动磨削力数学模型。从理论上解释了工件横向施振超声振动磨削力低于普通磨削力的原因,并进行了超声振动与普通磨削力对比试验研究。结果表明:超声振动磨削力比普通磨削力减小20%~30%,磨削力的大小随工作台进给速度的提高而减少,磨削深度的增加而增大,当达到某一临界切深时,磨削力急剧下降。磨削力可做为评价陶瓷材料脆延转变的一个重要参数。     

基于ANSYS的成形磨齿机主轴振动特性研究

主轴是磨齿机的重要组成部分,主轴的振动特性对齿轮的磨削精度与生产效率有着很大的影响。以磨齿机的主轴系统为研究对象,建立有限元模型,并通过有限元软件 ANSYS对其进行模态分析,得出了主轴系统的固有频率和最大偏振量。分析了不同跨距和不同主轴材料弹性模量等条件下主轴的动态特性,通过对数据进行比较分析,总结出其内在规律,为降低主轴振动、提高齿轮磨削精度提供有意义的参考。     

超声辅助磨削砂轮基体材料的振动性能研究

超声辅助磨削(UAG)砂轮基体材料的振动性能(如谐振频率、振幅、发热情况等)对超声辅助磨削效果具有重要影响。本文采用ANSYS模态分析与实验测量相结合的方法,对Q235钢、45钢、0Cr18Ni10Ti不锈钢、LY12铝合金、TC4钛合金五种材质的超声辅助磨削砂轮基体材料的谐振频率、振幅以及连续振动条件下的发热量进行了对比分析。模态分析与实验测量结果均表明:在上述五种基体材料中,钢类基体的谐振频率和振幅相对最小,LY12基体最大,TC4基体介于二者之间。与此相对应,连续振动10min后,钢类基体温度升高幅度最大,LY12基体温升幅度最小。综合不同材质砂轮基体的振幅及发热情况可知:在连续振动状态下,砂轮基体的温度升高幅度越大,即能量损耗越大,末端振幅测量值越小。     

砂轮振动对磨削区时变润滑效应的影响

为研究砂轮振动对磨削区压力、膜厚及温度的影响,建立考虑时变效应的砂轮振动磨削的润滑模型,分析陶瓷结合剂CBN砂轮磨削45~#钢的过程中的最大压力、最小膜厚和最大温度随振动的幅值、频率及砂轮速度的变化情况。结果表明:考虑砂轮振动的时变效应时,不同瞬时下的压力及膜厚变化较大;随砂轮振幅和频率的增大,当砂轮振动到最低点时最大压力及最大温度增大,最小膜厚减小,而振动到最高点时则相反;时变效应使最大压力、最小膜厚与最大温度出现了滞后现象;当砂轮速度增大时,最大压力减小、最小膜厚增大,这有利于润滑且能减少磨粒磨损,但是最大温度增大容易产生磨削烧伤和热变形,影响工件磨削后的表面质量,所以应据此选择合适的砂轮速度。     

超高速陶瓷CBN砂轮纳米陶瓷结合剂性能实验研究

以超高速陶瓷CBN砂轮的结合剂低温高强性能要求为目标,在以化学纯原料为主的R2O+RO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃体系基础上,引入纳米改性剂来对陶瓷结合剂基体进行改良强化。4种成分结合剂性能的测试结果表明,纳米陶瓷结合剂的抗折强度、耐火度、浸润性与普通陶瓷结合剂相比有着显著优势。4号纳米陶瓷结合剂的抗折强度达到了83.75MPa,耐火度降至795℃,其膨胀系数也与CBN磨料更为接近,是一种更适合用于制备超高速陶瓷CBN砂轮的结合剂。     

超高速平面磨削振动特性试验研究

以关键部件为研究对象,通过在超高速磨削实验台上进行磨削工艺试验,对比不同参数下加速度振动信号和磨削力信号的时频特征,分析了磨削过程振动特性及其各种影响因素,提出磨削工艺参数优化方案。