挺柱体端面内圆复合磨床设计及分析

【摘要】：磨削加工是重要的精加工方法之一。磨床作为磨削加工的设备，其发展日益趋向高效率、高精度和复合化。本文针对挺柱体端面内圆复合磨床的总体方案、主轴结构、动态性能等进行设计和分析。 1.在分析磨床运动形式的基础上，提出一种适用于挺柱体加工的复合磨床的总体布局方案，该方案采用卧式结构，磨头的纵向运动加工端面，工件的横向运动加工内圆。 2.对主轴轴承配置形式进行研究，确定复合磨床主轴的前后支承均采用两列背靠背安装的角接触球轴承；以工程经验和理论计算相结合的方法，对复合磨床主轴进行初步设计。 3.建立复合磨床主轴系统的动力学模型，基于传递矩阵法，研究主轴系统结构参数对其动态性能的影响，并对其进行优化，优化后主轴系统的固有频率提高16.3%，共振幅值降低71.4%。 4.建立复合磨床的有限元模型，对其关键零部件进行动态分析，给出前四阶固有频率；对磨床整机进行模态分析和谐响应分析，给出幅频响应曲线和工作频率段的固有频率及相应振型，判定出磨床的共振幅值及其频率，为磨床的结构优化及技术参数的确定提供依据。 本文的研究成果已在挺柱体端面内圆复合磨床的设计中得到应用。