HSK熱裝刀柄性能及其控制技術(shù)研究.pdf

1、高速加工技術(shù)是集材料科學(xué)、工程力學(xué)、信息科學(xué)、機械動力學(xué)和制造科學(xué)為一體的綜合高新加工技術(shù)。高速加工機床與刀具的接口技術(shù)直接影響和制約著高速加工的質(zhì)量和效率，其研究受到國內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注。在眾多高速加工工具系統(tǒng)中，HSK刀柄及其工具系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢和工程應(yīng)用背景，其中熱裝刀柄又因其高速度、高精度和高剛性等特點得到越來越廣泛的應(yīng)用。
　　 本論文主要運用理論分析、數(shù)值模擬和實驗方法對HSK熱裝刀柄性能及其控制技術(shù)進行研究，其研究

2、的主要工作及創(chuàng)新成果為:
　　 1.建立熱裝夾頭的加熱分析模型，為HSK熱裝刀柄感應(yīng)加熱方式的分析，熱裝夾頭的電磁場、溫度場和熱應(yīng)力計算提供理論依據(jù)。
　　 2.確定HSK熱裝刀柄與刀具過盈配合的最大變形量，選擇刀柄材料;基于電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合研究熱裝刀柄的最優(yōu)感應(yīng)加熱溫度，并考慮電流密度和加熱頻率對最優(yōu)感應(yīng)加熱溫度的影響，并通過正交實驗，得到熱裝刀柄實際的最優(yōu)感應(yīng)加熱溫度。
　　 3.進行傳統(tǒng)加熱與最優(yōu)加熱的H

3、SK熱裝工具系統(tǒng)銑削力實驗，以銑削力信號為依據(jù)，比較二者的切削穩(wěn)定性，結(jié)果表明最優(yōu)感應(yīng)加熱的HSK工具系統(tǒng)銑削穩(wěn)定性更好。
　　 4.分析HSK熱裝刀柄的熱疲勞性能，先使用瞬態(tài)傳熱與熱應(yīng)力耦合有限元分析求塑性應(yīng)變，再聯(lián)立Manson-Coffin公式，從而預(yù)測HSK熱裝刀柄的熱疲勞壽命，并考慮熱循環(huán)方式和高溫保持時間對熱疲勞壽命的影響。
　　 本文主要對HSK熱裝刀柄的性能進行理論分析與實驗研究，部分研究工作是在上海工具