中文摘要：

高速数控机床的高加速度、高精度特点要求机床系统的动刚度高。提高机床系统各个部分的动刚度成为高速机床结构设计的重要主题。结合面对机床动态性能的影响非常大，是决定机床系统总柔度和总阻尼的主要因素。多孔含油材料润滑充分时，材料强度、硬度高，摩擦性能好。本课题以提高机床滑动导轨结合面的动态性能为目标，研究多孔含油材料结合面流体润滑机理，研究基于多孔含油材料结合面，获得高刚度、大阻尼动态特性滑动导轨的措施，建立考虑多孔含油阻尼材料的力学性能和油液在具有表面粗糙度缝隙中流动特性的结合面刚度和阻尼分析模型。用实验的手段验证多孔含油材料相对于常规材料在结合面动态性能方面的优势，并将研究结果应用到滑动导轨设计中。本课题将进一步完善数控机床滑动结合面设计的理论体系，提出多孔含油材料在机床结合面方面的优势所在，具有科学意义，研究成果在提高机床动态特性，从而获得高性能高速机床结构的轻量化设计中具有重要的应用前景。

结论摘要：

机床滑动结合面作为整个刚度链中的最薄弱环节之一，致使导轨的力学特性对机床整机的动态性能产生直接的影响。在多孔介质已成功应用于自润滑轴承的启发下，本课题基于结合面方面的研究基础，创造性地提出采用铁基多孔含油金属材料作为结合面材料研制铁基多孔含油材料滑块型滑动导轨，并对其一些重要的性能进行了理论和实验研究。在以高档数控机床等基础装备和国民经济相关行业所需重大专用装备为重点的发展思路的大背景下，采用用新型功能材料来实现高刚度大阻尼的滑动导轨，对提高机床的加工精度、抑制机床振动与噪声、降低机床故障发生率和提高机床的工作效率等方面具有重要的意义。 通过对粗糙表面的接触模型、流体在多孔金属材料内部的流动分析和结合面狭缝间流体特性的总结与研究，采用分形理论和边界润滑的平均流动广义雷诺方程，推导了多孔含油材料结合面法向刚度和阻尼的分析模型。并通过模型对结合面固体接触刚度、液体接触刚度、结合面综合接触阻尼进行定性仿真分析。结果显示，铁基多孔含油材料结合面能够较大幅度地提高结合面的刚度和阻尼特性。为后续铁基多孔含油材料滑动导轨的研究及滑动导轨性能测试提供理论基础和实验研究手段。 开发并完善了基于LabVIEW开发平台的正弦扫频激励的频响函数测量系统，对基于等效单自由度解耦的通用结合面单位面积参数识别方法进行了铁基多孔含油材料固定结合面动态特性的实验研究。完成了固定结合面单位面积参数识别的实验装置设计和制造，并进行滑动导轨动、静状态下的刚度和阻尼参数识别实验，低速平稳性实验等关键性实验研究。这方面的研究使得铁基多孔含油材料滑块型滑动导轨向实际应用迈进了一步。 进行了铁基多孔含油材料滑块型滑动导轨的具体应用研究方面工作，给出了该类型导轨应用中的几种截面形状以及侧向间隙调整措施。并对滑块型滑动导轨的导向精度进行了建模与仿真分析，提出了滑块型滑动导轨与整体式滑动导轨相比，在导向精度方面的特点，并给出了滑块型动导轨滑块间距的一个确定原则。通过实例分析，表述了铁基多孔含油材料滑动导轨在提高机床整机动态性能方面的优势。 整体研究从实际应用出发，开展铁基多孔含油金属材料滑块型滑动导轨的关键技术研究。在铁基多孔含油材料结合面的建模与分析、铁基多孔含油材料固定与滑动结合面参数识别，铁基多孔含油材料滑块型滑动导轨的关键性实验、滑块型滑动导轨导向精度建模与分析等