高速切削中刀具聯(lián)接系統(tǒng)應(yīng)力變形分析.pdf

1、切削技術(shù)是機(jī)械制造行業(yè)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)工藝之一,自二十世紀(jì)八十年代以來(lái),制造技術(shù)的全面進(jìn)步,已把切削技術(shù)推向高速/超高速切削的新階段.加工系統(tǒng)由三大部分構(gòu)成,即機(jī)床、刀具聯(lián)接系統(tǒng)和刀具切削部分.其中大功率、高速、高剛性機(jī)床已經(jīng)上市,同時(shí)高性能的切削刀具材料也已研制成功,相比之下,刀具的聯(lián)接系統(tǒng)成為整個(gè)加工系統(tǒng)的最薄弱環(huán)節(jié)之一.作為機(jī)床主軸與切削刀片之間的聯(lián)接,刀具聯(lián)接系統(tǒng)的作用有兩方面:一是定位,二是夾緊.它在工作時(shí),幾個(gè)聯(lián)接表面之間不可避免

2、地存在一定的間隙,這就會(huì)影響加工精度,并導(dǎo)致微小振動(dòng),使得加工表面質(zhì)量差,刀具壽命縮短,尤其是在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)更為明顯.所以,刀具聯(lián)接系統(tǒng)的性能提高對(duì)于整個(gè)加工系統(tǒng)來(lái)說(shuō),具有重要意義.該文首先介紹了高速/超高速切削技術(shù)的理論體系及其發(fā)展趨勢(shì),闡述了刀具聯(lián)接系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀;并從機(jī)床技術(shù)(如高速主軸部件、進(jìn)給部件及其控制系統(tǒng)、加工測(cè)試技術(shù)等)和刀具技術(shù)(如刀具材料、涂層技術(shù)等)兩個(gè)方面介紹了高速/超高速切削技術(shù)相關(guān)設(shè)備的發(fā)展、應(yīng)用.然后應(yīng)用彈塑

3、性力學(xué)理論,通過平衡方程、彈性本構(gòu)方程、幾何方程以及邊界條件的確立,建立了高速狀態(tài)下刀具聯(lián)接系統(tǒng)理論分析模型,對(duì)離心力作用下的模型的變形做了理論分析,并計(jì)算出了高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下刀柄的彈塑性極限轉(zhuǎn)速.最后,通過選取目前應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)7/24聯(lián)接系統(tǒng)和最具有發(fā)展前景的HSK聯(lián)接系統(tǒng),采用有限元方法和多項(xiàng)式擬合,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聯(lián)接系統(tǒng)的應(yīng)力和應(yīng)變情況,并分析了由于刀柄和主軸膨脹變形的不同,而對(duì)于刀具聯(lián)