[發(fā)明專利]一種主軸預緊力的評價方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710369445.0
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN108932354A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 呂術亮;張瑩
• 申請（專利權）人: 鼎奇（天津）主軸科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種主軸預緊力的評價方法，首先，對主軸支撐軸承進行載荷分析，求出主軸軸承所受載荷，其次，建立機床主軸軸承五自由度非線性有限元模型，建立主軸軸承的動剛度與轉速和主軸軸承預緊力之間的擬合關系。再次，建立機床主軸五自由度有限元模型，建立主軸軸承動剛度與主軸動剛度之間的關系；接著，計算不同軸承預緊力和轉速下的主軸動剛度，建立主軸動剛度與軸承預緊力和轉速之間的擬合關系數據庫，最后，通過主軸動剛度測量實驗測得主軸前端動剛度，將得到的主軸動剛度在上述主軸動剛度與軸承預緊力和轉速之間的擬合關系數據庫中查詢得到機床主軸軸承的動態(tài)預緊力。

技術領域

本發(fā)明涉及軸承加工工藝技術領域，特別涉及一種主軸預緊力的評價方法。

背景技術

對機床主軸滾動軸承進行預緊，一方面可以消除滾動軸承在制造裝配過程中主軸預緊力的評價方法的游隙，增加軸承的剛度、提高主軸的旋轉精度，同時，由于預緊力的作用，主軸預緊力的評價方法可以減少軸承滾珠公轉的打滑現象，消除陀螺效應，進而改善軸承的發(fā)熱狀況，主軸預緊力的評價方法延長軸承的服役壽命。

機床主軸常用的預緊方式是定壓預緊，它的特點是預緊力恒定，其大小根據主軸預緊力的評價方法低速重切削和高速輕切削對預緊力的要求而綜合確定，但定壓預緊方式存在明主軸預緊力的評價方法顯的不足：低速時預緊力偏小，使軸承剛性下降，主軸抗受迫振動和自激振動的主軸預緊力的評價方法能力弱，從而導致加工精度下降；高速時預緊力偏大，使軸承溫升加劇，制約主軸預緊力的評價方法了主軸的高速化。而實現預緊力實時調控是提高主軸性能的有效措施，其關鍵主軸預緊力的評價方法環(huán)節(jié)就是測量主軸的動態(tài)預緊力，根據不同速段改變軸承預緊力大小，提高主主軸預緊力的評價方法軸性能。

目前，工程中除了對于一些要求不高的場合有一些簡單的預緊力估算方法主軸預緊力的評價方法外，確定軸承預緊力的方法一般采用經驗法(手感法)，而這種方法效率低，操主軸預緊力的評價方法作環(huán)節(jié)復雜，并且只適用于靜態(tài)。對于測量主軸在轉動過程中的預緊力大小更主軸預緊力的評價方法是不適用，因此需要在常規(guī)預緊力的確定方法的基礎上研究新的動態(tài)預緊力測量方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的旨在至少解決所述的技術缺陷之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種針對目前機床主軸軸承動態(tài)預緊力較難測量，且測量結果主軸預緊力的評價方法不準確的現狀，提出了一種主軸預緊力的評價方法。

為了實現上述目的，本發(fā)明一方面的實施例提供一種主軸預緊力的評價方法，包括以下步驟：

步驟

步驟1)建立主軸力學模型，計算出軸承徑向受力和軸向受力；步驟

步驟2)建立機床主軸軸承五自由度非線性有限元模型，建立主軸軸承的動剛度主軸預緊力的評價方法與預緊力和轉速之間的擬合關系；步驟

步驟3)建立機床主軸轉子五自由度有限元模型，建立主軸軸承動剛度和主軸動主軸預緊力的評價方法剛度之間的擬合關系，然后聯合機床主軸軸承五自由度非線性有限元模型和機主軸預緊力的評價方法床主軸轉子五自由度有限元模型，通過在主軸計算模型中設置不同預緊力和轉主軸預緊力的評價方法速下的軸承動剛度值計算主軸前端動剛度，從而建立主軸動剛度與軸承預緊力主軸預緊力的評價方法和轉速之間的擬合關系數據庫；

步驟4)通過主軸動剛度測量實驗測得主軸的動剛度，把實驗測試得到的主軸動主軸預緊力的評價方法剛度值輸入到上述主軸動剛度與軸承預緊力和轉速的擬合關系數據庫中，通過主軸預緊力的評價方法查詢得到主軸軸承的動態(tài)預緊力。

優(yōu)選的，所述主軸-軸承轉子系統的運動微分方程為：

[M]{x..}+[C]{x.}+[K]{x}＝{F(t)},