立式液体静压主轴的设计及温度场分析.pdfVIP

2013年2月 润滑与密封 Feb．2013 第38卷 第2期 LUBRICATION ENGINEERING Vo1．38No．2 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．02．002 立式液体静压主轴的设计及温度场分析 孙久伟 张飞虎 付鹏强 张 强 张 超 (哈尔滨工业大学机电工程学院 黑龙江哈尔滨 150001) 摘要：目前国内外大口径KDP晶体加工都采用立式空气静压主轴超精密飞切机床加工，但立式空气静压主轴存在 阻尼低、抑振困难的缺陷。利用液体的高阻尼特性，设计出采用大止推盘的立式液体静压主轴结构，研究止推油膜厚度 和偏心量对立式主轴的最高温升及承载力的影响规律。结果表明：随着油膜厚度的减小，温升量和承载力逐渐增大，且 增大的越来越快；主轴温升主要出现在轴承油膜区域，同时由于结构和散热条件的影响，止推轴承区域的温升明显高于 径向轴承区域温升。 关键词：超精密飞切机床；液体静压主轴；温度场 中图分类号：TH133．3 文献标识码：A 文章编号：0254—0150 (2013)2—005—4 DesignandThermalFieldAnalysisofVerticalHydrostaticSpindle SunJiuwei ZhangFeihu FuPengqiang ZhangQiang ZhangChao (SchoolofMechatronicsEngineering，HarbinInstituteofTechnology，HarbinHeilongjiang150001，China) Abstract：Atpresent，theprocessingofthelragediameterKDP crystalisusingultraprecisionflyingcutmachinetool withverticalaerostaticspindleathomeandabroad．Butthelimitationofthevertical aerostaticspindleislowdampingand difficultytosuppressionofvibration．Averticalhydrostaticspindlestructureadoptedwithalargethurstplatewasdesigned basedonthehighdampingchraacteristicofliquid．Theinfluencesofthethurstoilfilmthicknessandeccentricvalueonthe highesttemperatureriseandbearingcapacityoftheverticalspindlewereanalyzed．Theresultsshow thatthetemperature risingandbearingcapacityraeincreasedgraduallywiththedecreasingoftheoilfilm thickness，andincreasedmorenad morefast．Th etemperaturerisingofthespindlemainlyisappearedinthebearingoilfilm area，andthetemperaturerising ofthethurstbearingareaisobviouslyhigherthna thatoftheradialbearingareaduetotheinfluenceofthespindlestruc— turenadcoolingcondition． Keywords：ultraprecisionflyingcutmachinetool；hydrostaticspindle；thermal field 超精密切削加工具有加工效率高、加工过程易于 晶体元件。目前大口径 KDP晶体器件的超精密加工 控制等优点，广泛应用于超精密加工各个领域 ，如光 国