高速切削中刀具聯(lián)接系統(tǒng)應力變形分析.pdf

1、切削技術是機械制造行業(yè)的傳統(tǒng)基礎工藝之一,自二十世紀八十年代以來,制造技術的全面進步,已把切削技術推向高速/超高速切削的新階段.加工系統(tǒng)由三大部分構成,即機床、刀具聯(lián)接系統(tǒng)和刀具切削部分.其中大功率、高速、高剛性機床已經上市,同時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)成為整個加工系統(tǒng)的最薄弱環(huán)節(jié)之一.作為機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,幾個聯(lián)接表面之間不可避免

2、地存在一定的間隙,這就會影響加工精度,并導致微小振動,使得加工表面質量差,刀具壽命縮短,尤其是在高速旋轉時更為明顯.所以,刀具聯(lián)接系統(tǒng)的性能提高對于整個加工系統(tǒng)來說,具有重要意義.該文首先介紹了高速/超高速切削技術的理論體系及其發(fā)展趨勢,闡述了刀具聯(lián)接系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀;并從機床技術(如高速主軸部件、進給部件及其控制系統(tǒng)、加工測試技術等)和刀具技術(如刀具材料、涂層技術等)兩個方面介紹了高速/超高速切削技術相關設備的發(fā)展、應用.然后應用彈塑

3、性力學理論,通過平衡方程、彈性本構方程、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,對離心力作用下的模型的變形做了理論分析,并計算出了高速旋轉狀態(tài)下刀柄的彈塑性極限轉速.最后,通過選取目前應用最為廣泛的傳統(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)的應力和應變情況,并分析了由于刀柄和主軸膨脹變形的不同,而對于刀具聯(lián)