划片机作为划片加工设备影响着半导体及LED行业的发展。国内的划片机市场一直被国外精密全自动划片机占领,所以研发国际领先的划片设备十分必要。空气静压电主轴是砂轮划片机的关键零部件之一,因此本文针对划片机用空气静压电主轴进行了结构设计和性能仿真。本文的主要研究内容如下:(1)通过对电机和轴承的选择确定了电主轴的整体结构,在整体结构的基础上对电主轴的冷却、密封、碳刷及气锁机构进行设计,最终完成了空气静压电主轴的结构设计,并且建立了三维模型。对于设计后的电主轴,完成了对标准件的选型和非标准件的材料选择,然后对非标准件进行了加工工艺规划,并且已经完成了对部分零件的加工。(2)电主轴的空气静压轴承需要在已有整体结构的基础上完成细节尺寸的设计。本文通过空气静压轴承经典工程设计算法完成了对空气静压轴承的设计计算,为之后的仿真分析提供了基础,另外估算了轴承的承载刚度等性能,与之后仿真分析结果作对比。(3)在结构设计和计算过程中逐渐完善并最终完成空气静压轴承的结构设计。从承载、刚度和功能方面考虑,决定采用四个双排孔径向轴承和一对止推轴承的设计方案。为了加工、定位及装配方便现将一个止推轴承和四个径向轴承设计为一体,在连接部位设计气腔以减小扩散效应,与外壳配合设计气体流通回路保证轴承正常使用,对于小孔部分设计小孔节流器以避免在圆柱面上加工微小孔。(4)利用软件ANSYS及FLUENT完成了对空气静压轴承的仿真分析。通过简化轴承模型抽取气体流场作为空气静压轴承的仿真模型,以实际工况作为边界条件,验证了设计计算的结果。通过改变不同的工作压力、小孔直径、气膜厚度及偏心大小,根据仿真结果,优化了轴承模型。