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HSK数控工具系统 德国将一种定位精度高、刚性好的HSK(Hohl Schaft Kegel Tool SHANK前三个字头)数控工具系统正式纳入国家标准(DIN),并在国际上产生强烈影响。与传统7:24锥柄相比较,新式工具系统刀柄的连接方式是靠锥面及端面两个结合面来实现的,刀柄上有角度不大的中空锥面及法兰,利用中空锥面的弹性变形作引导,使法兰端面与机床主轴端面完全贴合,故在高速和高载荷下工作时,具有更高的可靠性。在自动换刀时,由于利用了锥面及端面两个结合面,还能保证极高的装夹精度(可确保小于2μm)。(叶伟昌)     

HSK工具系统不平衡响应的计算和分析

利用动力学有限元分析方法,把整个HSK工具系统视为线弹性结构,在计算出HSK工具系统固有频率和振型的基础上,进一步分析了不同不平衡量大小在高速旋转下对HSK工具系统刀尖、刀柄端面和刀柄锥面所产生的动态响应,研究结果为合理评价HSK工具系统的高速动态性能提供理论指导。     

HSK工具系统结构特点分析

HSK（空心短圆锥柄）最突出的特点就是按照DIN69893具有的轴向面夹紧机制,实现了机床主轴与刀具在锥面接触的同时还增加了在端面的接触,即过定位配合,从而避免了刀具在高速回转时的轴向串动,并保证了重复定位精度。由于HSK刀柄是采用中空式结构,使得刀柄锥面能够产生一定的弹性变形,所以当机床主轴在高速回转时,HSK刀柄锥面能够保持与机床主轴锥面的紧密可靠接触。HSK刀柄采用1：10锥度,有利于刀柄与主轴连接时产生自锁,使得夹紧更为可靠。     

高速加工HSK工具系统动态特性的研究

在对HSK刀柄与机床主轴接触状况进行深入分析的基础上，利用有限元法建立了高速加工HSK工具系统动刚度模型，并对其刚度特性和抗弯曲能力等进行了系统的研究和数值解析。结果表明：随着机床转速提高，HSK工具系统刚度基本不变，但其对弯矩的承载能力呈指数级数增大；刀柄锥面过盈量对HSK工具系统有重要影响，可以用锥面丧失定位作用时的转速作为HSK刀柄的许用极限转速。研究结果为改进和设计高速加工机床提供了理论依据。     

HSK刀柄锥面过盈配合的可靠性分析

采用机械零件强度可靠性设计的方法,对HSK工具系统锥面过盈配合的可靠性进行了分析,建立了刀柄锥面过盈配合的强度可靠性模型,并且应用应力—强度干涉理论推导出了可靠度的计算公式。     

HSK主轴/刀柄接口扭转刚度特性

主轴/刀柄接口性能直接影响零件的加工质量,HSK主轴/刀柄接口克服了传统7/24锥度工具接口在高速切削加工中存在的弊端。HSK工具系统接口的扭转刚度高于同规格的BT工具系统,而高速刀柄和主轴接口在工作中的扭转变形直接影响工具系统的使用性能。运用有限元方法分析了锥面接触和端面接触对接口扭转刚度以及过盈量、夹紧力、转速对扭转刚度的影响。研究结果为高速加工工具系统的设计与合理使用提供了依据。     

高速加工工具系统的稳定性及其控制

高速加工工具系统是高档数控机床的关键部件之一,其稳定性和可靠性直接影响到机床的质量与性能。基于有限元法,建立了高速加工工具系统的三维有限模型,通过模态分析的方法,从固有频率方面研究高速加工工具系统的稳定性,分析了刀具的悬伸量、夹持量、刀柄锥面不同过盈配合下和不同转速的条件下,对高速加工工具系统的固有频率影响,同时分析了刀柄在有端面定位和无端面定位两种不同的定位情况下,对系统的固有频率的影响。提出了改善与提高工具系统稳定性的方法,为开发新型高速加工工具系统提供理论依据。     

应用HSK工具夹紧系统结构设计磨齿心轴

随着齿轮精度的不断提高和数控磨齿机的使用,原来以齿轮孔与心轴间隙配合定位、端面压紧的磨齿心轴结构已不能适应高精度齿轮与设备的要求,需设计一种高刚性、高精度并可方便装卸工件的新型磨齿心轴。根据HSK(德文空心短锥Hohl Schaft Kegel缩写)工具夹紧系统结构设计的可胀磨齿心轴较好地满足了这种需求。     

HSK工具系统扭转刚度特性分析

利用有限元法,对不同配合性质的HSK主轴/刀柄进行受力变形分析,得到HSK工具系统的扭转刚度曲线,并讨论了配合性质对扭转刚度的影响作用.结果表明,在正常高速切削情况下,主轴/刀柄配合性质对HSK工具系统扭转刚度的影响并不大;在大切削扭矩下,过盈配合能有效的保持HSK工具系统的高扭转刚度.研究结果为高速加工工具系统的精度设计提供了部分依据.     

高速加工中HSK工具系统精度的研究

对HSK工具系统的定位精度进行了实验研究,揭示出夹紧力和刀柄锥面与主轴孔锥面之间阻力的相互依存关系及其对定位精度的影响。利用弹性力学理论和材料力学理论及有限元法对高转速下工具系统的精度进行了理论分析和数值模拟,指出增大夹紧力是保证高转速下HSK工具系统精度的关键,为确保高速加工可靠性和安全性提供了理论依据。     

HSK主轴/刀柄接口的精度设计

HSK主轴/刀柄配合精度的高低直接影响HSK工具系统的加工成本及其主要性能。本文利用有限元分析方法,通过对HSK主轴/刀柄在不同配合情况下的受力变形分析,得出配合状况对HSK工具系统径向刚度的影响规律;明确了HSK主轴/刀柄之间的过盈量在径向刚度和径向定位精度两方面的不同功用。本研究工作为高速加工工具系统的精度设计提供了理论依据。     

超定位端面二次磨削量的确定

铣镗床接刀体(图1)与铣轴结合时,不仅要求锥面接触,而且还要求端面接触,这是一种超定位方式。为保证配合精度,我们在加工中采取了锥孔一次磨削完成,端面两次磨削的方法。这种工艺方法必须精确地确定出二次磨削量。     

高速机床工具系统结构及其夹紧特性的研究

针对高速机床对工具系统的要求和实际存在的问题,探讨了工具系统刀柄截面形状和结构选择的关键技术,确定合理的定位方案为端面锥柄定位,刀柄采用小锥度的空心短锥结构。结果表明,HSK刀柄定位准确、连接可靠、系统刚度高、具有良好的抗振性及结构工艺性。通过对工具夹紧机构受力的特性分析和放大系数的计算,给出了影响夹紧力和夹紧效果的因素及其变化规律,可为工具系统的设计提供参考。     

Big-Plus主轴/刀柄接口径向刚度分析

Big-Plus工具系统不仅与BT工具系统兼容,而且锥面和端面同时定位和夹紧,为高速数控机床重要通用部件之一。Big-Plus主轴/刀柄接口的精度、刚度、可靠性等直接影响被加工零件的质量和加工效率,主轴/刀柄在工况下的径向变形是影响整个工具系统刚度及其性能的重要指标。基于UG/Nastran软件,采用有限元分析方法分别分析了过盈量、夹紧力和转速对接口径向刚度的影响。     

扩口式管接头零件角度及虚拟交点尺寸检测方法研究

为快速、准确的测量管接头锥度端面虚拟交点直径的大小及锥面角度,自制检测样板,将原来常规测量工具无法准确定位测量的虚拟交点直径,转化成对距零件锥体端面0.8 mm锥截面直径的控制,同时检测样板固定了角度最大值与最小值,提高了检测效率。检测结果表明,自制检测样板可以实现扩口式管接头锥度端面直径及锥面角度快速检测目的。     

第17届JIMTOF上展出的日本机床外围设备

当前,日本机床外围设备产品的发展倾向是高速、高精度和小型化。 高速度 采用直线电机可大大提高进给速度;已有一些厂家采用了HSK式刀具系统,它是具有短锥面的双定位方式,能适应机床主轴的高速工作。 高精度 实现高精度定位的控制技术、适应高速度、高精度加工的工具技术、纳米级加工的超精密测量技术都有新进展。 低廉小巧化 因半导体集成技术及电子零件安装技术的发展。CNC系统及PLC装置更加广为应用,采用PC的CNC控制系统已引起人们的关注。 改善环境 工业及公司生产的低噪声油泵,东芝公司的冷却液净化液等,已跨入到相邻行业。     

测量定位块配合内径百分表测量大锥孔孔径

<正>我厂生产的12240型柴油机曲轴输出法兰,锥孔大端孔径尺寸29.64~(+0.02)mm,锥面轴向尺寸193mm,锥度1:50,锥面与匹配件的接触面积不小于80%,测量精度要求高.采用测量定位块配合内径百分表测量孔径可保证测量精度.提高测量效率.测量定位块由2个连接板、2个定位块和8根M6螺栓组成.测量方法如图所示.将定位块从零件内孔卡在两个端面上,定位块A面紧靠零件端面,B面紧靠护桥侧面.A面(零件端面)至测量头中心距为10mm.设计定位块时,首先测出护桥长度L,然后根据L_1+10=1/2L的关系式确定L_1的长度.     

新型大柔度锥面高速刀柄的性能研究

设计了具有分锥体结构的新型大柔度锥面高速刀柄.利用有限元软件对该高速刀柄的静态和高速性能进行了分析,具体研究了刀柄锥面与端面的压力分布特点以及主轴的膨胀变形规律.研究结果表明,大柔度锥面高速刀柄比常用的HSK刀柄具有更高的极限转速,在高转速下能够保证良好的定位精度和连接刚度,特别适合于高速加工.     

HSK空心短锥柄的结构及其选用

HSK工具系统作为一种新型的工具系统在高速、精密加工中得到广泛的应用。本文通过深入分析HSK空心短锥柄的结构特征 ,提出了选用HSK刀柄的基本途径和方法 ,为建立HSK刀柄选用的专家系统奠定了基础     

速定圆心的小工具

钳工在圆钢上划线常需先确定圆心。采用图中所示的小工具可以既快又准地确定圆钢棒料的圆心。 使用时,先将定位套锥面套在圆钢端面的圆周上,用一