液壓膨脹夾頭夾緊性能的可靠性技術(shù)研究.pdf

1、高速加工技術(shù)作為本世紀(jì)最有使用價(jià)值的先進(jìn)制造技術(shù)，正逐步地得到普及與推廣。液壓膨脹夾頭以其優(yōu)異的阻尼性能和獨(dú)特的夾緊特征，廣泛的應(yīng)用于高速數(shù)控加工中心和自動生產(chǎn)線中。夾頭與刀具夾緊性能的可靠性決定了高速切削加工的加工精度和表面質(zhì)量、使用壽命、經(jīng)濟(jì)成本和加工安全性。如何科學(xué)地評價(jià)液壓膨脹夾頭的夾緊可靠度和疲勞可靠度，對提高夾頭與刀具聯(lián)結(jié)的可靠性水平和突破液壓膨脹夾頭的可靠性關(guān)鍵技術(shù)是具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本論文運(yùn)用理論

2、分析和有限元分析等研究方法，對液壓膨脹夾頭夾緊性能的可靠性技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。本論文全文共有六章，第一章緒論，第二章可靠性理論與分析計(jì)算方法，第三章液壓膨脹夾頭的可靠性模型，第四章液壓膨脹夾頭的可靠性分析，第五章液壓膨脹夾頭的疲勞可靠性分析，第六章研究結(jié)論與展望。本研究的主要內(nèi)容和成果為:
　　(1)建立液壓膨脹夾頭的可靠性模型，應(yīng)用可靠性理論中的應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論，在液壓膨脹夾頭實(shí)體模型的基礎(chǔ)上，分析其在設(shè)計(jì)、制造和使用過程中

3、可能發(fā)生的失效形式和存在的隨機(jī)性因素，建立夾頭的可靠性模型并確定其廣義應(yīng)力與廣義強(qiáng)度的分布。
　　(2)計(jì)算出液壓膨脹夾頭的可靠度，采用蒙特卡洛法和積分法計(jì)算液壓膨脹夾頭的可靠度，對比兩種方法計(jì)算的結(jié)果相近，驗(yàn)證了建立的可靠性數(shù)學(xué)模型的正確性，確定了液壓膨脹夾頭最主要的失效形式。
　　(3)對液壓膨脹夾頭可靠性的影響因素進(jìn)行全面細(xì)致分析，揭示出液壓膨脹夾頭可靠性隨轉(zhuǎn)速、間隙量、油壓、凸起長度、凸起高度的變化規(guī)律，并分析找出液

4、壓膨脹夾頭最優(yōu)的參數(shù)組，保證夾頭安全與可靠的使用要求。
　　(4)計(jì)算液壓膨脹夾頭的疲勞壽命和疲勞損傷，針對夾頭在裝卸刀具過程中薄壁容易發(fā)生疲勞破壞的現(xiàn)象，分析薄壁的載荷譜，建立夾頭的疲勞壽命模型，通過計(jì)算得出夾頭的疲勞壽命與疲勞損傷，揭示出夾頭發(fā)生疲勞破壞的變化規(guī)律，得出夾頭不發(fā)生疲勞破壞的換刀次數(shù)。
　　(5)分析油壓對液壓膨脹夾頭疲勞可靠性的影響，揭示出夾頭的疲勞壽命隨可靠度和油壓的變化趨勢，確定了液壓膨脹夾頭疲勞可靠

5、度設(shè)定的安全范圍，找出既能有效地進(jìn)行高速切削加工，又能保證夾頭安全可靠使用的油壓值。
　　本研究是國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高檔數(shù)控機(jī)床主軸/刀柄接口設(shè)計(jì)方法與檢測技術(shù)的研究”（項(xiàng)目號:51275217）和國家科技重大專項(xiàng)“高性能數(shù)控刀具性能測試與檢測技術(shù)平臺的研究”（項(xiàng)目號:2013ZX04009031）的一部分，研究的成果豐富了數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)夾頭夾緊可靠性的評價(jià)體系，對于提高液壓膨脹夾頭與刀具聯(lián)結(jié)的可靠性水平和突破夾頭的可靠性關(guān)