[发明专利]一种主轴预紧力的评价方法

说明书

本发明公开了一种主轴预紧力的评价方法，首先，对主轴支撑轴承进行载荷分析，求出主轴轴承所受载荷，其次，建立机床主轴轴承五自由度非线性有限元模型，建立主轴轴承的动刚度与转速和主轴轴承预紧力之间的拟合关系。再次，建立机床主轴五自由度有限元模型，建立主轴轴承动刚度与主轴动刚度之间的关系；接着，计算不同轴承预紧力和转速下的主轴动刚度，建立主轴动刚度与轴承预紧力和转速之间的拟合关系数据库，最后，通过主轴动刚度测量实验测得主轴前端动刚度，将得到的主轴动刚度在上述主轴动刚度与轴承预紧力和转速之间的拟合关系数据库中查询得到机床主轴轴承的动态预紧力。

技术领域

本发明涉及轴承加工工艺技术领域，特别涉及一种主轴预紧力的评价方法。

背景技术

对机床主轴滚动轴承进行预紧，一方面可以消除滚动轴承在制造装配过程中主轴预紧力的评价方法的游隙，增加轴承的刚度、提高主轴的旋转精度，同时，由于预紧力的作用，主轴预紧力的评价方法可以减少轴承滚珠公转的打滑现象，消除陀螺效应，进而改善轴承的发热状况，主轴预紧力的评价方法延长轴承的服役寿命。

机床主轴常用的预紧方式是定压预紧，它的特点是预紧力恒定，其大小根据主轴预紧力的评价方法低速重切削和高速轻切削对预紧力的要求而综合确定，但定压预紧方式存在明主轴预紧力的评价方法显的不足：低速时预紧力偏小，使轴承刚性下降，主轴抗受迫振动和自激振动的主轴预紧力的评价方法能力弱，从而导致加工精度下降；高速时预紧力偏大，使轴承温升加剧，制约主轴预紧力的评价方法了主轴的高速化。而实现预紧力实时调控是提高主轴性能的有效措施，其关键主轴预紧力的评价方法环节就是测量主轴的动态预紧力，根据不同速段改变轴承预紧力大小，提高主主轴预紧力的评价方法轴性能。

目前，工程中除了对于一些要求不高的场合有一些简单的预紧力估算方法主轴预紧力的评价方法外，确定轴承预紧力的方法一般采用经验法(手感法)，而这种方法效率低，操主轴预紧力的评价方法作环节复杂，并且只适用于静态。对于测量主轴在转动过程中的预紧力大小更主轴预紧力的评价方法是不适用，因此需要在常规预紧力的确定方法的基础上研究新的动态预紧力测量方法。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种针对目前机床主轴轴承动态预紧力较难测量，且测量结果主轴预紧力的评价方法不准确的现状，提出了一种主轴预紧力的评价方法。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种主轴预紧力的评价方法，包括以下步骤：

步骤

步骤1)建立主轴力学模型，计算出轴承径向受力和轴向受力；步骤

步骤2)建立机床主轴轴承五自由度非线性有限元模型，建立主轴轴承的动刚度主轴预紧力的评价方法与预紧力和转速之间的拟合关系；步骤

步骤3)建立机床主轴转子五自由度有限元模型，建立主轴轴承动刚度和主轴动主轴预紧力的评价方法刚度之间的拟合关系，然后联合机床主轴轴承五自由度非线性有限元模型和机主轴预紧力的评价方法床主轴转子五自由度有限元模型，通过在主轴计算模型中设置不同预紧力和转主轴预紧力的评价方法速下的轴承动刚度值计算主轴前端动刚度，从而建立主轴动刚度与轴承预紧力主轴预紧力的评价方法和转速之间的拟合关系数据库；

步骤4)通过主轴动刚度测量实验测得主轴的动刚度，把实验测试得到的主轴动主轴预紧力的评价方法刚度值输入到上述主轴动刚度与轴承预紧力和转速的拟合关系数据库中，通过主轴预紧力的评价方法查询得到主轴轴承的动态预紧力。

优选的，所述主轴-轴承转子系统的运动微分方程为：

[M]{x..}+[C]{x.}+[K]{x}＝{F(t)},