动态切削的磁悬浮柔性电主轴转子系统的动态特性分析

摘要

切削过程中电主轴转子系统的动态特性及刀具端的动态特性不仅决定着工件的表面质量,还决定着数控机床的高速化发展.磁悬浮电主轴又是目前高速机床的首选,而磁悬浮轴承的等效刚度和阻尼将极大的影响电主轴转子系统及刀具端的动态特性.除此之外,切削力系数和切削阻尼也将影响电主轴转子系统及刀具端的动态特性.为此,以主动磁轴承支承的柔性电主轴为研究对象,研究了主动磁轴承等效刚度及切削力系数对电主轴转子系统模态及临界转速的影响;主动磁轴承等效刚度和阻尼及切削力系数和阻尼对刀具端频率响应的影响.结果表明主动磁轴承的等效刚度对电主轴转子的模态频率影响较大,而切削力系数影响较小:对刀具端的频率响应研究结果表明,随着主动磁轴承等效刚度和切削力系数的增大,二者都将增大刀具端频率响应的最大负实部及虚部的位置和最大负实部及虚部的值,但切削力系数的影响较大;而主动磁轴承等效阻尼和切削阻尼仅影响刀具端的频率响应最大负实部及虚部的值的大小,而不影响其发生的位置,且切削阻尼的影响较大.对刀具端的动态分析将为高速切削的稳定性及振动控制提供一定的基础.