高速加工工具系統(tǒng)動(dòng)平衡及其應(yīng)用基礎(chǔ)的研究.pdf

1、高速加工是集材料科學(xué)、工程力學(xué)、信息科學(xué)、控制理論和制造技術(shù)為一體的綜合加工新技術(shù)，它與精密加工、高能束加工、柔性自動(dòng)化加工一起，構(gòu)成了當(dāng)今機(jī)械制造中的四大先進(jìn)制造技術(shù)。工具系統(tǒng)在高速加工機(jī)床中占有重要的地位，其結(jié)構(gòu)特性、靜動(dòng)態(tài)特性、動(dòng)平衡穩(wěn)定性等對(duì)高速加工的質(zhì)量和效率具有重要的影響。其中動(dòng)平衡技術(shù)也是目前高速機(jī)床和精密機(jī)床研究的四大技術(shù)難點(diǎn)之一(主軸精度、動(dòng)平衡、溫升冷卻、熱變形)。因此去研究高速加TT具系統(tǒng)的動(dòng)平衡及其工程應(yīng)用，對(duì)推

2、廣高速加工和精密加工技術(shù)具有重要意義。 本文以配套在高速機(jī)床的HSK工具系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡原理，確定工具系統(tǒng)動(dòng)平衡類(lèi)型及其相應(yīng)的平衡方法，在綜合分析工具系統(tǒng)不平衡因素產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，揭示工具系統(tǒng)不平衡量和加-FT藝系統(tǒng)之間的一些規(guī)律，詳細(xì)探討了工具系統(tǒng)動(dòng)平衡精度等級(jí)的選用原則，闡述了國(guó)外高速加工工具系統(tǒng)先進(jìn)平衡技術(shù)的工作原理，為工具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用提供理論指導(dǎo)。 全文由七章組成。第一章緒

3、論，第二章高速加工工具系統(tǒng)動(dòng)平衡的基本原理，第三章高速加工工具系統(tǒng)動(dòng)平衡分析，第四章高速加TT具系統(tǒng)動(dòng)平衡對(duì)機(jī)床和加工的影響，第五章高速加'FT具系統(tǒng)動(dòng)平衡的精度，第六章高速加工工具系統(tǒng)的先進(jìn)平衡技術(shù)，第七章研究工作結(jié)論及其發(fā)展展望。本文研究的主要貢獻(xiàn)有： 1.在研究剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡原理和撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡原理的基礎(chǔ)上，首次提出了區(qū)分工具系統(tǒng)是剛性轉(zhuǎn)子還是撓性轉(zhuǎn)子是實(shí)施動(dòng)平衡技術(shù)的必要前提。 2.系統(tǒng)地分析了在HSK工具系統(tǒng)的

4、設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用等一系列過(guò)程中，各種不平衡因素產(chǎn)生的原因，并且將各種因素分為確定性和不確定性?xún)煞N，為工具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、裝配和使用提供理論指導(dǎo)。 3.系統(tǒng)地分析了工具系統(tǒng)各種平衡方法的特點(diǎn)和性能，提出了正確運(yùn)用工具系統(tǒng)各種平衡方法的途徑，為工具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和合理確定工具系統(tǒng)動(dòng)平衡工藝提供理論指導(dǎo)。 4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，初步揭示工具系統(tǒng)不平衡量與高速機(jī)床主軸振動(dòng)和加工工件表面質(zhì)量之間的一些定量關(guān)系和結(jié)論，為確定合理的高

5、速加工切削參數(shù)和確定合理的工具一主軸系統(tǒng)動(dòng)平衡精度等級(jí)提供依據(jù)。 5．探討了高速加3232具系統(tǒng)動(dòng)平衡精度等級(jí)選用的各種方法，提出了設(shè)計(jì)高速加工工具系統(tǒng)時(shí)，其平衡精度等級(jí)合理確定的原則。同時(shí)研究了工具系統(tǒng)視作撓性轉(zhuǎn)子時(shí)，由不平衡量所引起的變形對(duì)平衡精度等級(jí)的影響，提出了對(duì)其原始不平衡量和平衡精度等級(jí)進(jìn)行修改的計(jì)算方法。 本研究的成果進(jìn)一步豐富和發(fā)展了高速加工工具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用技術(shù)，對(duì)正確實(shí)施高速加2232具系統(tǒng)動(dòng)平