基于静压技术的镗铣床主轴箱设计与分析

摘要

精密化是落地镗铣床发展的主要方向，主轴箱是落地镗铣床最重要的组成单元之一；静压承载技术具有摩擦系数小、支承刚度高、吸振等优点，已经广泛应用在各种大中型机械。目前，在国产落地镗铣床上把静压承载技术应用在主轴箱滑枕上的较少，本课题主要针对静压技术在落地镗铣床主轴箱滑枕上的应用进行研究。
　　（1）滑枕的支承具有结构要求以及受力要求,本课题从静压支承的原理入手，分别证明了静压支承技术能够符合滑枕支承的结构要求以及受力要求，推导出恒压式、恒流式静压支承方式承载能力W与油膜刚性J与油腔有效承载长度l1、宽度b1、油膜厚度h、毛细管长度L、供油流量Q之间的关系；通过对两种静压支承方式的制造成本，制造工艺性，承载能力等因素进行比较，最终选择恒压式静压支承方式。
　　（2）根据主轴箱设计参数，对主轴箱进行设计，将原有的滑枕支承方式由硬轨支承改变为静压支承。通过对滑枕的受力分析、结构分析，对油腔形状、油腔位置、供油系统压力、油腔压力等参数进行设计，绘制供油系统简单原理图；设计出采用静压支承技术的主轴箱。
　　（3）利用有限元软件ANSYS分别建立了主轴箱主轴组件及滑枕的动力学模型，求解得到了主轴组件与滑枕的固有频率与主振型，计算了主轴的临界转速。对比了采用硬轨支承与采用静压支承的滑枕动刚度，发现采用静压支承方式滑枕的动刚度显著提高。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 本课题研究的目的及意义

1.3 国内、外静压支承技术研究现状及在机床中的应用

1.4 本课题研究主要内容

第二章 基于静压承载技术的镗铣床主轴箱结构分析

2.1 静压支承技术工作原理及分类

2.2 基于静压支撑技术的滑枕结构分析

2.3滑枕支承的受力要求

2.4静压支承技术承载能力与油膜刚性计算

2.5 各结构参数对静压油腔支撑承载能力及油膜刚性的影响

2.6 恒压式静压支承与恒流式静压支承的选择比较

2.7本章小结

第三章 基于静压技术的镗铣床主轴箱设计及静压系统设计

3.1 落地镗铣床主轴箱功能

3.2主轴箱的主要设计参数

3.3落地镗铣床主轴箱的设计

3.4 静压油腔的布置及供油系统的设计

3.5本章小结

第四章 基于静压技术的镗铣床主轴箱动力学分析

4.1 主轴组件动力学分析

4.2 机床滑枕模态分析

4.3本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

附录