机械专业93级校友向我校捐赠高速电主轴

我校机械专业93级校友向机械与材料工程学院捐赠了高速电主轴.电主轴是高速加工机床的核心部件,机床加工时,电主轴装夹着刀具(或工件)旋转进行切削.以前机床的主轴跟电机是分开的,电机通过带、齿轮或联轴器等驱动主轴运转;随着电气传动技术(变频调速技术、电机矢量控制技术等)的完善,高速数控机床简化了主轴传动的机械结构,取消了带、齿轮等传动,将电机装在主轴内部,组成了电主轴.     

高速切削加工技术发展与关键技术

高速切削加工是先进制造技术的重要组成部分,近净形毛坯通过高速机床一次装夹加工是制造业的发展趋势.高速机床不仅要有高的主轴转速和进给速度,而且还需要有高的运动加速度.介绍了高速切削加工的概念和优越性;研究了国外高速机床的技术发展与应用,以及我国高速机床的发展现状和趋势;分析了高速切削机床、高速切削刀具、CNC控制系统等实现高速切削必需的关键技术的发展现状,并探讨了高速切削技术应用领域和高速机床发展趋势.     

高速电主轴热态特性的研究

主轴轴承高速下的急剧摩擦发热是影响和限制机床主轴转速和加工精度提高的主要原因．本文通过对高速电主轴热态特性的试验与研究，分析了高速下主轴轴承及主轴系统的热态特性及其影响因素，提出了改善主轴单元热态特性的措施．     

高速卧式加工中心主体结构试验模态分析

对高速卧式加工中心主体结构进行试验模态测试,得到了主体结构的各阶固有频率、阻尼比、刚度等模态参数以及模态振型.通过分析其动态特性,确定了机床结构的薄弱环节是主轴前端轴承处及近丝杠立柱,给出了结构改进措施;并且,通过分析主轴前端动刚度,确定了影响机床加工稳定性的目标模态,为进一步提高机床加工效率提供了可靠的改进依据.分析结果表明:试验模态分析技术是提高机床抗振性能和加工稳定性的有效方法.     

卧式车床主轴箱的改进

目前,国内数控卧式车床正在向着重载、高速、高精度的方向发展,重型卧式车床主电机的规格越来越大,重型卧式车床主轴转速越来越高。机床在持续高速度、重载荷的工作条件下加工零件时,机床主轴箱的主轴轴承和Ⅰ轴轴承经常出现由于温升过高而损坏的问题。主轴和Ⅰ轴外部法兰盘经常出现漏油的问题。     

高速铣床主轴⁃轴承的振动特性分析

主轴是高速铣床的核心部件,其动力学特性直接影响铣床的加工精度。以德国GMN某型高速铣床电主轴为例,采用有限元方法,建立了主轴⁃轴承系统的有限元模型,研究了主轴的固有振动特性,分析了轴承刚度对主轴固有振型和临界转速的影响。在此基础上,研究了高速主轴的不平衡响应特性,分析了不平衡量大小和位置等因素对主轴振动敏感度的影响规律,发现主轴两端不平衡响应敏感,尤其是连接刀具的一端振幅明显,研究结果可为高速机床主轴系统的动力学设计提供一定的参考。     

大兆瓦风机主轴轴承加工用高精五轴车磨复合机床关键技术研究

针对大兆瓦风机主轴轴承零件的加工需求,在参考国内外机床公司和科研机构先进技术的基础上,开展大兆瓦风机主轴轴承加工用高精五轴车磨复合机床关键技术研究.基于目前机床企业和科研机构的研究热点,分别对大兆瓦风机主轴轴承零件加工用高精车磨复合机床的结构设计、数控系统技术、机床床身和立柱结构件技术、大兆瓦风机主轴轴承磨削和车削技术...     

机床主轴回转误差对零件加工精度的影响

分析了引起机床主轴径向跳动的原因,通过建立机床主轴径向跳动的数学表达式,研究了主轴径向跳动引起的回转误差在车削和镗削加工中对零件加工精度的影响.     

机床主轴和导轨的变形分析

机械制造业中,机床主轴和导轨的热变形对机床的加工精度影响很大.运用传统的计算方法和有限元方法分析了机床主轴和导轨的变形.通过对比发现,有限元方法对机床导轨和主轴的变形分析较准确和直观,其结果为现代制造业精密加工提供了可靠的参考数据和理论依据.     

高速切削机床的进展及对策

本文叙述了高速切削机床的关键技术,主要包括零传动的高速主轴系统、零传动的高速高精度进给系统、高性能数控系统和高质量的床身,介绍了高速切削机床的发展趋势,指出了我国开发高速切削机床的对策。     

超高速电主轴的热态特性

在分析高速切削加工特性的基础上,对超高速电主轴的传热特性进行了研究,指出了高速电主轴的主要发热源,提出了有效改善电主轴热态特性的润滑冷却措施。     

高速卧式加工中心电主轴动态特性研究

电主轴的动态特性在很大程度上决定数控机床的加工精度和生产效率。为克服传统方法在预测主轴/轴承单元设计合理性方面的弱点,本文借助ANSYS软件对某高速卧式加工中心的电主轴进行动力学特性研究。结果表明:该电主轴的设计转速远低于其低阶模态固有频率659.90 Hz所对应的临界转速,因此能够有效避免共振;如果主轴系统因受到周期性激振力作用而产生共振,则轴承3支撑处的应力强度最大,容易出现因振动烈度过大而导致轴承工作精度丧失甚至损坏失效。     

磁悬浮轴承磨床电主轴中拍振现象的分析

为减小拍振现象对高速精密磨床电主轴加工精度的影响,利用磁悬浮轴承自身的传感器及数字信号处理部件,在不外加其他设备的情况下对电主轴中的拍振进行了观察实测。通过时域、频域分析以及小波变换,提取振动信号的特征,经分析发现拍振现象是由转子机械不平衡以及转子动态偏心共同引起的。在磁悬浮轴承电主轴拍振机理的分析基础上,通过磁悬浮轴承系统的主动控制调节主轴动态特性,有针对性地对拍振现象进行抑制,可以有效改善高速精密磨床磁悬浮电主轴系统的稳定性和精密度。     

基于小波奇异性的电主轴振动信号处理

将小波奇异性理论运用到高速电主轴振动信号处理中,分析了如何进行小波奇异性信号重构的方法,提出了电主轴振动信号奇异性检测算法。构建了电主轴信号测试与处理系统。根据小波变换后信号与噪声在各尺度空间呈现的不同特性,对小波逆变换信号重构,提取了高速电主轴振动信号特征。仿真实验表明,利用小波奇异性对电主轴振动信号进行处理,能够去除噪声对加工过程监控系统的影响,同时还可以对机械故障信号进行预测,达到了提高电主轴使用寿命的目的。     

工程陶瓷复杂回转表面的线切割加工方法及表面粗糙度研究

提出了线切割加工导电工程陶瓷回转表面的新工艺.对普通快速走丝线切割机进行了改造,在机床上加装带动工件回转、并能传递加工电流的工件主轴装置,实现了对工程陶瓷复杂回转表面的放电加工.采用正交多项式回归设计对线切割放电加工碳化硼陶瓷回转表面的工艺参数进行优化,得到了较低的表面粗糙度,验证了线切割放电加工导电工程陶瓷回转表面新工艺的可行性.     

高速主轴在线动平衡机构驱动器设计

通过分析高速主轴电磁式在线动平衡机构的工作原理,根据关键零件调整环和离合滑块在在线动平衡过程中的动作顺序。利用单片机AT89C51和环形分配器PMM8713设计出对其执行动作的驱动电路,实现对在线的动平衡机构的实时控制,从而保证其正常运行,确保零件加工质量.     

高速机床恒定循环水温暖机的仿真与实验研究

为研究不同形式循环水对高速机床暖机的影响,提高机床加工精度,实施了有限元分析和实验测试.通过对比恒定循环水温和变循环水温两种方式的暖机效果,发现电主轴系统使用恒定温度循环水暖机能在较短的时间内达到热平衡.循环水在系统的不同工作阶段发挥不同作用,可提高暖机效率,改善电主轴系统的热特性,保证高速机床加工精度的稳定性.     

PMAC2下高速电主轴直接转矩控制系统设计

目的为解决高性能直接转矩控制法对电主轴进行控制和驱动。提高高速电主轴的动态响应速度问题．方法采用PMAC2型卡（可编程多轴运动控制卡Ⅱ型），结合高速电主轴的结构特点，建立了本系统电主轴在两相静止坐标系下的动态数学模型．结果通过动态数学模型设计了一套高速电主轴直接转矩控制系统。实现了高速电主轴的宽调速范围，快速准停，准位，准速，并给出了直接转矩控制系统的基本结构框图，系统控制原理图，软件程序流程图．结论研究表明，直接转矩控制系统的控制结构及控制过程简单，易于实现，便于全数字化，进一步精简了高速电主轴的控制结构，适应高速数控机床的要求，因此实现全数字化的直接转矩控制的交流电机调速系统具有潜在的经济价值和实际意义．