流体静压轴承在精密、超精密领域有着广泛应用,其性能计算分析是应用该轴承的首要环节。针对传统计算方法效率低、过程复杂、容易出错等一系列问题,提出了一套基于COMSOL Multiphysics的流体静压轴承快速建模分析方法。该方法通过变量转化解决了边界条件设置的问题,实现了“薄膜流动”模块在流体静压轴承计算中的应用拓展。对比证明,该方法过程简单、效率高,为流体静压轴承求解问题提供了一种新的思路和解决方案。

针对单级驱动系统难以同时实现大行程与超精密定位的问题,设计一种基于滚珠丝杠与液体静压导轨的超精密大行程进给系统实验台。无框式直驱电机通过胀紧套直接与滚珠丝杠联接,实现类似于直线电机的“零传动”,采用纳米级分辨率光栅尺实时检测运动部件的位移。实验结果表明:通过G代码补偿、摩擦补偿、提高PWM频率、降低干扰等方式,可以提高系统的定位性能,进给系统在180 mm的有效行程内可以实现103 nm定位精度和8 nm运动分辨率。

为研究磨削行为和磨削误差,提出以立式磨削工艺系统为分析对象的误差分析模型。该模型由转台、工件、砂轮、主轴等零部件组成。分析转速比、工件初始圆度误差相位、磨削时间和主轴回转误差对磨削精度的影响规律。结果表明:该系统能预测磨削行为和磨削误差;当转速比为整数时,磨削精度随着转速比的增大而提高;当转速比不是整数时,变化情况更加复杂;工件初始圆度误差的相位对最终的加工圆度不会产生影响;随着磨削的进行,工件圆度误差开始降低