Devido às dificuldades das atuais estruturas servo rápidas de atender à capacidade e precisão de processamento de componentes com superfícies microestruturadas não rotativas, foi integrado o Atuador Magnetostricitivo Gigante (Giant Magnetostrictive Actuator, GMA) com o spindle elétrico, e proposto um projeto integrado para um mecanismo de processamento microestruturado de precisão voltado para o spindle elétrico. Primeiro, foi analisado o impacto do campo magnético de acionamento do GMA sobre o campo magnético do motor do spindle. Em segundo lugar, foram estabelecidos modelos acoplados eletromagnéticos e mecânicos multifísicos e um modelo de percepção de força, analisando o efeito da corrente de polarização e pré-esforço sobre o desempenho, bem como as variações nas características de percepção de força sob diferentes correntes de polarização. Por fim, foi construída uma plataforma de teste de desempenho para validação experimental. Os resultados da pesquisa mostram que: o campo magnético de excitação do GMA representa apenas 4,09% do campo magnético do motor do spindle; correntes de polarização e pré-esforço apropriadas favorecem a saída de deslocamento do mecanismo microestruturado de processamento de precisão, e os resultados de simulação e experimentais validaram a eficácia do modelo teórico estabelecido; os resultados da simulação de percepção de força geralmente coincidem com as tendências dos resultados de cálculo do modelo, e a tensão de saída tem uma relação de primeira derivada com a força axial do spindle elétrico; os resultados experimentais mostram que, com corrente de polarização de 1 A e pré-esforço de 1 MPa, o deslocamento de saída pode alcançar 26,2 μm e a força de saída 22 N, demonstrando a viabilidade do projeto integrado do mecanismo de processamento microestruturado de precisão voltado para spindle elétrico e oferecendo uma solução para o processamento de componentes microestruturados complexos.

spindle elétrico; microestrutura; processamento de precisão; projeto integrado; percepção de força