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《合肥工业大学》 2010年
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高速加工机床电主轴系统关键技术研究

梁毅峰  
【摘要】: 本文通过对高速加工技术和国内外电主轴技术的发展现状的阐述,说明了研究高速机床电主轴系统关键技术的意义,利用机械设计手册V3.0软件,采用磁悬浮轴承支承的形式设计了电主轴的主要参数,优化解决了轴的设计、主轴电机设计、磁悬浮轴承支承形式、主轴润滑冷却系统等技术性问题。使用ANSYS 10.0软件,通过对主轴系统的受力分析和刚度计算数学模型,详细分析了电主轴的静态特性;通过分析电主轴的模态和谐响应特性,研究了电主轴的动态特性;通过热分析和热—力耦合分析,对主轴重点部位进行热分析,为设计冷却系统提供依据;通过对以上高速机床电主轴系统关键技术的研究,能设计出满足高速加工要求的电主轴系统。具体研究内容如下: a、使用机械设计手册V3.0软件设计并校核主轴主要参数,研究主轴电机、设计磁悬浮轴承支承系统,完成了主轴系统主要参数的详细设计。 b、利用有限元分析法通过ANSYS10.0软件,分析了磁悬浮电主轴的静刚度、模态和谐响应特性,对高转速下主轴重点部位所发生的最大动态位移进行了分析,并分析了电主轴系统的临界转速,验证高速电主轴结构设计的合理性;利用热分析和热—力耦合分析理论,对主轴重点部位进行热分析,为下一步冷却系统的研究提供依据。 c、通过主轴的热分析理论,研究高速电主轴的润滑、冷却系统,研究电主轴的密封方式,完成对整个高速机床电主轴系统的研究。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG502.3

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 秦军军;加工中心电主轴结构设计及性能分析[D];西华大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄旭东,费仁元,杨家华;主轴部件动态特性的实验研究[J];北京工业大学学报;1994年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 贾海朋;刘博;郄彦辉;刘波;;刮板输送机轴套结构有限元分析及参数优化[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
8 白新理;张多新;吴泽玉;杨开云;何伟;;结构优化设计课程教学内容改革初探[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
4 徐志鹏;高压气动比例减压阀的结构优化与特性研究[D];浙江大学;2010年
5 周城;数控机床高速液压动力卡盘的研究[D];浙江大学;2011年
6 张春萍;热声核特性参数实验研究及高频微型热声实验装置的研制[D];华中科技大学;2011年
7 同长虹;考虑原始误差与磨损的机构运动可靠性分析[D];兰州理工大学;2011年
8 王保民;电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D];兰州理工大学;2009年
9 柴京富;集群磁流变效应研磨刷研抛工具加工机理研究[D];广东工业大学;2011年
10 皇攀凌;面向钛合金铣削的变齿距立铣刀研究[D];山东大学;2011年
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1 柯烈强;航空框类结构件铣削加工残余应力抑制策略研究[D];安徽工程大学;2010年
2 于振涛;矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 姜波;挠性驱动盘疲劳试验台的研制[D];长春理工大学;2010年
4 王禹;双质量飞轮扭转疲劳试验台的研究[D];长春理工大学;2010年
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6 朱向东;高速机床伺服进给系统定位精度的控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 谭大伟;五轮可重构移动机器人构型设计及研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 牟伟;新型水下法兰连接机具试验样机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 毕国军;高弹性联轴器动态特性试验台研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 洪翎;手剥山核桃破壳机械及烘制自动控制系统的设计研究[D];安徽农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 商顺德;;气静压轴承及其在电主轴中的应用[J];轴承;2006年04期
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6 于子良;;数控机床电主轴设计的若干问题及探讨[J];装备制造技术;2008年05期
7 杨玥;;主轴驱动系统和主轴电机发展趋势[J];广西轻工业;2008年03期
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9 胡秋;高速机床关键技术及其发展趋势[J];机床与液压;2004年08期
10 储开宇;;数控高速电主轴技术及其发展趋势[J];机床与液压;2006年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 范梦吾;高速电主轴热变形的有限元分析[D];广东工业大学;2004年
2 胡爱玲;高速电主轴动静态特性的有限元分析[D];广东工业大学;2004年
3 田华;数控机床高速电主轴结构设计及性能分析[D];四川大学;2006年
4 吕慎刚;高速电主轴振动控制技术研究[D];东南大学;2006年
5 付琪;高速电主轴单元的研究[D];合肥工业大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄鑫;数控铣床高速电主轴结构设计及特性研究[D];大连海事大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 李松生,裴翠红,王永坚;高速精密角接触球轴承支承特性分析[J];轴承;2001年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 黄晓明;高速电主轴热态特性的有限元分析[D];广东工业大学;2003年
2 范梦吾;高速电主轴热变形的有限元分析[D];广东工业大学;2004年
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3 周延祐,李中行;电主轴技术讲座 第二讲 电主轴的基本参数与结构(一)[J];制造技术与机床;2003年07期
4 沈福金;;电主轴的设计与研究[J];世界制造技术与装备市场;2006年03期
5 周延佑,林益耀;电主轴——最新颖的机床功能部件 第12届欧洲国际机床展览会系列报道之二[J];机械制造;1998年11期
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2 蒋书运;;高速电主轴动态设计方法[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
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4 陈世钰;;高速加工的利器—高刚性大功率气静压电主轴[A];广州市老工程师协会论文集(第四辑)[C];2008年
5 吴国庆;张钢;张建生;王春兰;吴名贵;汪希平;;磁悬浮铣削电主轴控制系统研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
6 张俊萍;吴玉厚;李颂华;张珂;;非圆轮廓形零件的高速高精密磨削研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
7 袁剑雄;王知行;李建生;徐秀敏;;并联机床电主轴干涉计算[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
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9 蒋书运;;高速机床电主轴摩擦学问题的研究[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
10 张峻晖;黄红武;熊万里;;高速电主轴轴承热位移对主轴系统动力学性能的影响研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 叶军;电主轴:制约我国数控机床发展的软肋[N];中国工业报;2006年
2 叶军;国产化率低 电主轴成为数控机床发展之痛[N];中国工业报;2007年
3 见习记者 严曼青;电主轴国产化低 数控机床的发展之痛[N];机电商报;2005年
4 本报记者 杨洋;扬技术之长 轴研科技玩转“勇敢者游戏”[N];机电商报;2007年
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6 叶军;投资4000万 洛阳轴研为机床造“心脏”[N];中国工业报;2003年
7 丛榕;轴研科技(002046) 轴承科技之星冉冉升起[N];中国证券报;2007年
8 张志芳张祖义 李建;禹城“三重拳”锤炼大项目[N];德州日报;2008年
9 薛恒明;数控功能部件对主机发展至关重要(上)[N];中国机电日报;2002年
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 吴国庆;用于数控机床的磁悬浮支承系统及其控制技术[D];上海大学;2006年
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3 刘晓军;基于磨削电主轴的磁悬浮轴承数控系统及试验研究[D];武汉理工大学;2003年
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6 卞斌;基于DSP平台的磁悬浮轴承数字控制系统[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱岩;电主轴可靠性试验台模拟切削力加载方法与试验的研究[D];吉林大学;2014年
2 吴利杰;超高速空气静压电主轴动态性能流固耦合分析[D];广东工业大学;2014年
3 栾景美;超高速加工机床用电主轴及其矢量控制方法研究[D];湖南大学;2003年
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6 张恩龙;高速全支承气体静压电主轴的承载特性研究[D];广东工业大学;2005年
7 徐晗;电主轴温升在线检测系统的研究[D];南昌大学;2008年
8 段明亮;空气静压电主轴静态及热态性能的有限元耦合分析与实验研究[D];广东工业大学;2006年
9 毕丽娜;机床电主轴热管性能及其实验研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 蔡美;微小铣床动态特性分析与优化研究[D];长春理工大学;2010年
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