机械工程学报

作者：欧阳智海, 康辉民, 刘厚才, 段良辉, 曹正, 周岳, 蒋冠, 李旺

单位：1. 湖南科技大学机电工程学院 湘潭 411201;2. 江南工业集团有限公司数控加工分厂 湘潭 411207

关键词：磁悬浮电主轴,变质量,模态分析,不平衡响应；

基金：国家自然科学基金(51875198)和湖南省省市联合基金(2021JJ50118)资助项目。

针对磁悬浮铣削电主轴在切削过程中因切屑进入刀具容屑槽中而导致“刀具-主轴”系统质量变化，进而引起系统回转精度不稳定的问题，以变质量质点理论为依据建立“切屑-刀具-主轴”系统的变质量动力学模型。分析系统的不平衡质量变化时所引起的系统振动，进而导致磁悬浮轴承定/转子间气隙磁场不均所产生不平衡磁拉力，并利用等效磁路法建立不平衡磁拉力模型。利用Riccati传递矩阵法求解磁悬浮铣削电主轴转子-刀具系统的稳态动力学模型，得到系统的模态参数和初始偏心质量影响下的不平衡响应。考虑铣削力、变质量力、切屑质量不平衡离心力和不平衡磁拉力等因素，采用Newmark-β算法求解磁悬浮铣削电主轴转子-刀具变质量系统的瞬态动力学模型。对系统从起动到切削过程的动态响应进行仿真分析，结果表明，质量不平衡是影响磁悬浮铣削电主轴转子-刀具系统稳态响应的主要因素；在切削过程中，变质量力是影响系统瞬态响应的主要因素；不平衡磁拉力对系统响应的影响与系统的稳定性成负相关与系统的振幅成正相关。

来源：2022年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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