空气静压球面轴承主轴回转精度测试研究.pdf

学绝兔ww. xictltu.cam
ISSN1000~3762轴承2013年7期
CN41-1148/TH Bearing 2013. No. 7
测量与仪器
空气静压球面轴承主轴回转精度测试研究
夏欢,陶继忠
(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳621900
摘要:介绍了空气静斥球面轴承主轴的结构,给出了3种提高性能的结构改进方法,并提出了主轴回转精度的
测量方法,对该气浮主轴的回转精度进行了测试研究。针对径向回转误差、轴向窜动误差和角度摆动误差,采
用消一次谐波法消除安装偏心,得到了比较理想的测试结果,同时也验证了静压轴承结构设计的合理性。
关键词:空气轴承主轴;回转精度;安装偏心;圆度误差
中图分类号:TH133.35
文献标志码:B
文章编号:1000-3762(2013)07-0056-03
Test on Rotation Precision of Aerostatic Spherical Bearings Spindle
Xia Huan. Tao Ji-zhe
(Institute of Mechanical Manufacturing Technology, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China)
Abstract: The structure of aerostatic spherical bearings spindle is introduced firstly, and three structure improvement
methods are given to improve performance. Then the measuring methods are put forward for rotation precision of spin-
dle, and the rotation of air spine is tested. Aiming at the radial rotation error, axial movement error and angle swing
error, the first harmonic elimination method is used to eliminate installation eccentricity, the test result is comparatively
ideal. The rationality of the structural design is verified
Key words: air bearings spindle; rotation precision; installation eccentricity; round error
自20世纪60年代以来,随着原子能、航天、误差中由主轴回转误差所引起的比例越大。主轴
微电子、信息及生物工程等新兴科学技术的发展,的实际回转中心线对其理想回转轴线的偏离,广
加工精度越来越高,从毫米到微米、亚微米,现在义地称为主轴的回转误差3。在理想情况下,主
已经发展到纳米水平,并向着原子晶格尺寸(亚纳轴回转轴线的空间位置,相对于某一参考系统(如
米)水平迈进。加工精度的高指标,使得对加工刀架)而言,是不应随时间变化的。而在实际工作
机器和测量仪器的精度要求越来越高,进而推动中,由于主轴部件制造精度和刚度的影响,主轴回
了高精度加工设备的发展。气体静压轴承作为高转轴线的空间位置总是在变动的,即总是存在着
精密加工、测量设备主轴系统的重要组成部分,得回转误差。因此,对机床特别是精密机床的主
到了深人研究和广泛应用。
轴回转精度的研究具有重要意义。下文首先介绍
机床主轴是工件或刀具的位置基准和运动基了空气静压球面轴承的结构和提高性能的改进方
准,其误差直接影响着机床的整机性能和被加工案,然后分别对径向回转误差、轴向窜动误差和角
工件的加工精度。试验结果表明2:精密车削的度摆动误差进行了测量。
圆度误差约有30%~70%是由主轴回转误差引起
气体静压球面轴承主轴结构
的,而且精密车削所用的机床精度越高,工件圆度
气体静压球面轴承主轴系统结构如图1所
收稿日期:2012-11-29;修回日期:2013-01-30
示,主要由壳体、节流器、球面半球、转子、调整垫
作者简介:夏欢(1981-),男,工程师,硕土研究生,主要从片和动平衡校正盘组成。为了保证密封,球面节
事空气静压轴承结构设计及性能测试方面的研究工作。
流器与壳体之间采用圆锥面配合,再用压紧端盖
E-mail:15881424257@163.com。
将节流器压紧在売体上;安装前预装配转动部件