高速切削工具系統(tǒng)基礎(chǔ)特性研究.pdf

1、高速加工是集材料科學(xué)、信息科學(xué)、控制理論和制造科學(xué)為一體的綜合高新加工技術(shù)。作為高速加工關(guān)鍵技術(shù)之一,高速加工工具系統(tǒng)直接影響和制約著高速加工的質(zhì)量和效率。因此,其結(jié)構(gòu)特性、靜動態(tài)性能、動平衡穩(wěn)定性受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。在高速加工工具系統(tǒng)中,德國開發(fā)的HSK工具系統(tǒng)以其突出的結(jié)構(gòu)性能,已成為新時期最具有應(yīng)用價值和發(fā)展前景的新型工具系統(tǒng),對其開展基礎(chǔ)特性研究有著重要的理論和實踐意義。
　　本研究在對國內(nèi)外新型工具系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用進

2、行概述和分析的基礎(chǔ)上,深入分析了HSK工具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征,指出了其優(yōu)越性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),開展了HSK工具系統(tǒng)關(guān)鍵尺寸的精度設(shè)計研究,指出適當(dāng)放大其過盈配合范圍并不會顯著影響HSK工具系統(tǒng)的主要性能。
　　通過選取目前應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)7/24連接系統(tǒng)和最具有發(fā)展前景的HSK連接系統(tǒng),采用有限元數(shù)值模擬方法,研究了在高速狀態(tài)下,離心力成為主要載荷的情況下典型刀具連接系統(tǒng)的應(yīng)力和應(yīng)變情況,分析了由于刀柄和主軸膨脹變形的不同,而對于刀具連

3、接系統(tǒng)的定位精度和連接剛度產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明,HSK連接系統(tǒng)比7/24連接更適合于高速加工。
　　建立了HSK刀柄在靜態(tài)承載時的力學(xué)剛度模型,通過理論分析和實驗分析,得出了影響HSK工具系統(tǒng)定位精度和靜態(tài)剛度的主要因素。指出了適當(dāng)提高軸向拉力和給予一定的過盈量可以提高連接面間的接觸應(yīng)力,進而提高連接的可靠性。
　　最后,系統(tǒng)地分析了在HSK工具系統(tǒng)的設(shè)計、制造、裝配、使用等一系列過程中,各種不平衡因素產(chǎn)生的原因。探討了高速