电主轴是一种能够实现高速加工的新型主轴形式,但是电主轴在实际切削加工过程中,由于受到主轴不平衡量和切削力的影响,主轴在切削过程中会产生振动,造成工件已加工表面粗糙度不达标的现象,影响加工效率,所以研究电主轴振动状态对切削加工表面质量的影响具有重要意义。针对天瑞精工机械有限公司加工2738模具钢粗糙度不达标问题,本文设计2738模具钢的铣削试验,并通过数学模型建立、理论分析和预测模型建立等方法,研究主轴的不平衡响应以及主轴振动状态对表面粗糙度的影响规律,并对粗糙度进行预测,为实际生产过程中粗糙度的控制提供理论依据。首先,阐述传递矩阵的求解过程,使用传递矩阵法分析主轴在不平衡量下所产生的不平衡响应,确定了轴承的阻尼,并将轴承阻尼加入到求解过程中,获得主轴上不平衡量对刀柄前端响应的影响规律并进行分析;求解分析得到切削力对刀柄前端响应的影响规律。其次,建立表面粗糙度的理论模型,分析加工表面粗糙度的影响因素,设计并完成2738模具钢铣削加工的单因素试验,研究主轴自转振动对粗糙度的影响规律,对加工表面进行超景深显微镜观察,对影响规律进行分析,建立自转振动值“临界值”的预测曲线,分析自转振动值是否会对表面粗糙度产生影响。再次,对切削过程进行仿真,研究切削参数对切削力的影响规律,进行铣削2738模具钢的单因素试验,研究在不同粗糙度值的情况下,主轴切削振动状态对粗糙度的影响规律,观测加工表面的微观形貌,并对影响规律进行分析,通过切削振动值“临界值”的预测曲线分析切削振动值对表面粗糙度的影响情况。最后,设计并完成正交试验,对试验数据进行极差分析,完成BP神经网络预测模型相关参数的设计,通过BP神经网络法建立表面粗糙度关于主轴自转振动、切削振动和进给速度的预测模型,对模型进行验证,借助所建立的预测模型可以有效解决生产加工过程中粗糙度不达标的问题。