车铣复合加工中心电主轴的稳定性分析和实验研究.pdfVIP

第 3期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 NO．3 2011年 3月 M odularM achineTool AutomaticM anufacturingTechnique Mar．2011 文章编号 ：1001—2265(2011)03—0004—04 车铣复合加工中心电主轴的稳定性分析和实验研究术 穆 杨 ，罗 平 ，刘 恒 ，景敏卿 (西安交通大学 机械工程学院，西安 710049) 摘要 ：电主轴单元是车铣复合加工 中心的核心功能部件 。利 用ANSYS对 电主轴 系统完成 了自由模 态以及 两种考虑轴承支承的约束模 态分析。并针对 电主轴单元进行 了现场 实验 ，测得 主轴 实际模 态。综合分析理论计算与实验结果表明计算的自由模态与主轴 实际模态区别较大，模态分析时必需 考虑轴承的支承作用，并且用两组弹簧才能很好地模拟 QBC型角接 触球轴承组的支承约束。设计 的 电主轴满足工作要求 。 关键词 ：电主轴单元 ；模态分析；QBC型 中图分类号 ：TH16；TG65 文献标识码 ：A StabilityAnalysisand ExperimentforElectricSpindleofTurning—millingM C MU Yang，LU0 Ping，LIU Heng，JING Min—qing (SchoolofMechanicalEngineeringXi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China) Abstract：Theelectricspindleisthecorecomponentoftum ing—millingM C．Freemodalandtwokindsof constrainedmodaloftheelectricspindlewerecalculatedbyANSYSandthefieldtestoftheelectricspni- diewascompletedtogetthepracticalmodaloftheelectricspindle．Theresultsindicatethattherearethe differencesbetweenfreemodalcalculatedandthepracticalmoda1．Thebearingsmustbeconsideredni the calculation．ThesupportingpatternoftheQBCtypeofcombinedangularcontactballbearnigsissimulated wellbytwogroupsofspringsandthedesignedelectricspnidlemeetsthemachninigrequirements． Keywords：electricspindleunit；modalanalysis；QBC type 通过经验设计完成 ，缺 乏详细 的理论分析和验证 。 0 引言 本文通过对此电主轴系统进行模态分析和现场实验 为了适应国内外市场的需要 ，满足用户对高速、 研究 ，为此类 电主轴系统的设计改进提供必要的理 高精度及复合加工的需求 ，促使 了车铣复合加工中 论依据和经验 。 心的出现和发展。目前 国外发达国家这类产品早已 商品化和批量生产 ，而国内主要还处于研发摸索 阶 1 车铣复合加工中心电主轴系统结构 段 。其中电主轴系统是车铣复合加工 中心的核心功 车铣复合加工中心电主轴系统采用 了西门子无 能部件 ，是决定机床高刚度和高精度 的关键部分，始 外壳电机。其中带有冷去套的