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龙图腾网获悉上海机床厂有限公司;上海第二工业大学申请的专利一种精密内圆磨削电主轴高精度保持性设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116127633B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211670782.0，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种精密内圆磨削电主轴高精度保持性设计方法是由程杰;崔立;王伟荣;梁艳平;杜雄;李宁;奚秋镇设计研发完成，并于2022-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种精密内圆磨削电主轴高精度保持性设计方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种精密内圆磨削电主轴高精度保持性设计方法，包括：建立轴系有限元模型；为轴承和主轴选择材料；考虑轴承沟道参数与预紧力建立主轴精度仿真模型；建立主轴精度优化模型，以最小轴端径向位移为目标进行各组预紧力下的参数匹配；考虑预紧力、循环次数、应力场建立主轴磨损仿真模型；建立主轴磨损优化模型，取一组预紧组合，以最小磨损为目标进行参数匹配；建立精度保持性评价模型定量评价主轴精度保持性；在满足精度及保持性要求后输出设计模型。本发明提出了一种精密内圆磨削电主轴设计方法，用精度优化模型和磨损优化模型对主轴进行参数匹配，建立精度保持性评价模型，使设计出的电主轴满足高精度保持性要求。

本发明授权一种精密内圆磨削电主轴高精度保持性设计方法在权利要求书中公布了：1.一种精密内圆磨削电主轴高精度保持性设计方法，其特征在于，包括： 1建立主轴-轴承转子系统有限元模型； 2对比轴承服役期间不同材料的性能，为轴承和主轴选择合适的材料； 3考虑轴承沟道参数与预紧量对主轴旋转精度的影响，建立电主轴精度仿真模型，设置仿真参数与边界条件； 4建立主轴精度优化模型，对预紧力进行分组，以最小轴端径向位移为目标，对各组预紧力下的前后端轴承圆度误差、谐波次数进行参数匹配，获得各组预紧力下的轴承最优参数组合；由于预紧力对主轴精度及磨损都具有重要影响，为防止精度优化后的参数组合在后续磨损优化过程中因预紧力变化导致主轴精度受到影响，采取以下方案：根据预紧力的取值范围对预紧力进行分组，在每组固定的预紧力下，以前端和后端轴承的圆度误差和谐波次数作为变量进行参数优化，得到不同预紧力取值下的轴承沟道参数最优组合，具体步骤如下： 1根据预紧力取值范围对预紧力进行等间隔分组；预定义轴向预紧力为，预紧力范围及分组由下面表达形式确定： 式中：为预紧力下限； 为预紧力上限； 式中：为组预紧力的取值，为第组预紧力的取值； 2预定义电主轴精度优化模型的决策变量为：前端轴承圆度误差、谐波次数、后端轴承圆度误差、谐波次数；优化目的为：提高电主轴旋转精度； 3确定决策变量取值范围，建立约束条件，建立目标函数；其中，设计变量、约束条件以及目标函数由下面表达形式确定： 决策变量： 式中：为决策变量下限； 为决策变量上限； 约束条件： 目标函数： 以主轴轴端径向位移表征主轴旋转精度，目标函数为： 主轴轴端径向位移越小，主轴旋转精度越高，故在满足决策变量取值以及约束条件的情况下，要求取最小值，即： 4对每组预紧力，采用遗传算法根据步骤2～3已设计好的电主轴精度影响参数进行求解，得到各组预紧力下，主轴轴端径向位移最小时，前后端轴承沟道圆度误差和谐波次数的最优组合； 5设置主轴精度阈值，判断各组参数下主轴精度是否满足要求；若各组参数下主轴精度满足要求，保留参数组合；若各组参数都不能使主轴精度达到要求，则重新调整参数搜索范围，重复步骤3~5，直至精度符合要求； 6选取一组预紧力及对应的轴承沟道参数组合作为主轴出厂初始参数； 7进一步考虑预紧力、循环次数、表面应力场的变化对轴承磨损的影响，建立主轴磨损仿真模型，设置仿真参数与边界条件； 8建立主轴磨损优化模型，以最小磨损量为目标，对该组预紧力和轴承参数下对循环次数和轴承表面应力场进行参数匹配，获得最优参数组合； 9建立精度保持性评价模型，定量评价电主轴参数下的精度保持性； 10设置主轴精度保持性阈值，判断该参数下主轴精度保持性是否满足要求；若该组参数下主轴精度保持性满足要求，保留参数组合；若不满足，则重新选取一组预紧力及轴承沟道参数组合，重复步骤7~10，直至精度保持性符合要求；若所有预紧力和轴承沟道参数组下的最优磨损参数组合都不能使主轴的精度保持性达到要求，则需要重新调整主轴精度优化的参数搜索范围，重复步骤3~10，直至精度保持性符合要求； 11输出设计模型。

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