基于均布弹簧模型的电主轴有限元建模及动态特性分析

摘要

为了研究轴承刚度、结合面刚度等各个参数对电主轴动态特性的影响、验证弹簧模型在电主轴建模中的适用性,基于国产电主轴170 XDS20 Z11,使用有限元方法,利用Ansys workbench对电主轴单元进行建模.首先分别建立刀具、刀柄和主轴的模型,结合实验进行动静态特性的分析与验证;然后基于均布弹簧的模型对刀柄—刀具结合面、刀柄—主轴结合面和轴承进行建模,通过对实验数据的拟合得到了结合面弹簧的刚度数值,通过预测刀尖点频响函数的方法验证该模型的准确性.研究得出了轴承刚度和结合面刚度的最佳范围,证明了弹簧模型的准确性和实用性.