大功率电主轴设计研究

论文摘要

随着数控技术及切削刀具的飞跃发展,越来越多的机械装备都在不断地向高速、高精、高效、高智化发展,内装式电主轴单元已成为最适宜上述高性能工况的数控机床核心功能部件之一。现在不管是国内,还是在国外,电主轴已成为实现主轴高速的唯一结构形式,其应用越来越广泛,其内部结构也成为大家研究的重点和难点。本文主要阐明了制造大功率电主轴的一些关键问题:大功率电主轴的总体结构、电主轴过盈联接的过盈量计算、电主轴冷却与润滑方式的确定、电主轴轴承的选型、电主轴动平衡的要求等。按照本文所提供的理论依据,本公司已成功研制出大功率电主轴产品,并在实际试用中运行可靠,各项性能指标均满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 电主轴的发展现状
• 1.2 电主轴的发展趋势
• 1.3 论文结构和主要研究内容
• 1.3.1 论文结构
• 1.3.2 论文主要研究内容
• 2 电主轴主要性能参数的设定
• 2.1 电主轴概述
• 2.1.1 电主轴的结构特点
• 2.1.2 电主轴的优点
• 2.1.3 高速电主轴对现代数控机床发展和金属切削技术的影响
• 2.1.4 电主轴的关键技术
• 2.2 电主轴的主要性能参数的设定
• 2.2.1 电主轴主要性能的发展趋势
• 2.2.2 电主轴主要性能参数的设定
• 3 电主轴的总体结构方案的设计
• 3.1 电主轴总体布局形式
• 3.2 电主轴总体结构方案设计
• 4 电主轴过盈联接装置的设计
• 4.1 电主轴电机转子与机床主轴之间的过盈联接方案设计
• 4.1.1 高速主轴静态过盈联接的过盈量计算
• 4.1.2 高速主轴动态过盈联接的过盈量计算
• 4.1.3 高速主轴动态过盈联接的过盈量实例计算
• 4.1.4 电主轴电动机的转子装配工艺
• 4.2 电主轴滚动轴承内圈与主轴之间的过盈联接设计
• 4.2.1 高速电主轴轴承内圈内径和主轴外径径向位移
• 4.2.2 高速电主轴轴承与主轴配合所需要的过盈量
• 4.2.3 实例计算
• 5 电主轴的支承轴承设计
• 5.1 滚动轴承的选型
• 5.2 滚动轴承的配置形式
• 5.3 滚动轴承的预加载荷
• 6 电主轴的冷却与润滑设计
• 6.1 电主轴主电机的冷却
• 6.2 电主轴轴承的冷却
• 6.3 电主轴轴承的润滑
• 7 电主轴的动平衡设计
• 7.1 动平衡机的工作原理
• 7.2 电主轴的动平衡设计
• 8 电主轴性能的检测
• 8.1 精度和静刚度
• 8.2 电主轴的输出功率、输出转矩测量及负载特性测定
• 8.3 电主轴温升试验
• 8.4 电主轴调速负载特性的测试
• 8.5 使用寿命值
• 9 结论与展望
• 致谢
• 参考文献