高精度气体静压电主轴关键技术研究

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2、英教授申请学位级别：硕士专业名称：机械制造及其自动化论文提交日期：2015年3月论文答辩日期：2015年6月培养单位:中原工学院学位授予单位:中原工学院中原工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。学位论文作者签名:2015年6月10日中原工学院学位论文知识产权声明本人完全了解中原工学院有关保护

3、知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于中原工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：2015年6月10日2015年6月10日中原工学院硕士学位论文摘要高精度气体静压电主轴关键技术研究专业：机械制造及其自动化硕士生：李欢欢指导教师：赵惠英教授摘要多孔质节流气体静压电主轴以其高速、高精度、高承载以及清洁无污染等优点，在超精密制造领

4、域备受青睐。本文从气体静压轴承的静态特性、电主轴的结构优化设计分析、关键零件制造工艺以及电主轴性能测试等方面对气体静压电主轴的关键技术进行了深入研究，主要内容包括：采用基于有限体积法的Fluent软件对多孔质气体静压径向轴承和止推轴承的静态特性进行了建模分析，研究了动压效应、节流方式、供气压力、轴承尺寸等因素对气体静压轴承特性的影响。采用Fluent软件建模对比分析了球形与圆柱形轴承的承载力及刚度；采用Solidworks软件的Simulation模块对比分析了“工”字型、前“T”字型和后“T”字型转子结构对模态的影响；对比分析了电机位置和电机尺寸对模态分析的影响。对不同材料的转

5、子进行了静态热分析和热-结构耦合分析，得出了转子温升与热变形结果；分析了椭圆误差、凹凸平面度误差对轴承特性的影响，得出几何误差对轴承特性的影响。采用TaylorHobson圆柱度仪对转子的制造精度进行检验；搭建了主轴精度测试试验台，采用Turbo软件检测了主轴的轴心轨迹和回转精度；采用Tesa微位移传感器对主轴承载力及承载刚度进行了检测；采用DataPhysics730动态信号分析仪进行数据采集，对转子部件进行模态试验。关键词：气体静压；电主轴；特性；试验研究I中原工学院硕士学位论文AbstractTheKeyTechnologyResearchofHighPrecisionAe

6、rostaticMotorizedSpindleSpeciality:MechanicalManufactureandAutomationName:LiHuanhuanSupervisor:ProfessorZhaoHuiyingABSTRACTWiththeadvantagesofhighspeed,highprecision,highload-bearingandno-pollution,porousaerostaticmotorizedspindlesarepopularinthefieldofultra-precisionmanufacture.Inthispaper,t

7、hekeytechnologiesofaerostaticmotorizedspindlewerestudied,includingfourpartssuchasthestaticcharacteristicsofaerostaticbearings,thestructureoptimization,themanufacturingprocessanalysisandtheperformancetest.Thespecificcontentisasfollow:Thethree-