HSK-100A型刀柄／主轴联接性能分析

将机床主轴与刀具相联接的刀柄是影响机床加工精度、刀具磨损及加工效率的关键部件。针对高速切削对刀柄的要求,建立了HSK-100A型刀柄的三维实体模型,同时利用有限元方法,对影响HSK-100A型刀柄／主轴联接性能的参数进行了分析,为HSK刀柄的实际应用提供一定的依据及指导。     

试论车床类筒式工具系统的刀套技术含量

数控工具系统是镗铣类数控机床加工零件所需的辅助工具,是机床主轴与刀具之间各种连接刀柄的总称,主要用于机床与刀具的连接.对于车床类可调式刀具来说,刀柄与刀套必须分离且以小过盈配合的有效加持状态,才符合切削过程精确运动的动态特征,才能协助刀头切削部分完成前后角的相应调整并扩大切削工艺范围内的适应能力,其配合精度与可靠性就与镗铣类刀具刀柄与机床主轴连接的有类似性质.由于设有专用的刀柄装卸螺纹分装小刀套,使车床类可调式刀具简式工具系统的刀柄及刀套的安装与操作过程,较不可调刀具工具系统简单且技术含量有进一步的提高.对车床类可调式刀具工具系统而言,功能局限仅在刀柄的精度及可靠性,不重视解决其应用工程系统中与刀套相关的系列问题,刀柄技术含量的提高总是有限.     

HSK-1OOA型刀柄/主轴联接性能分析

将机床主轴与刀具相联接的刀柄是影响机床加工精度、刀具磨损及加工效率的关键部件.针对高速切削对刀柄的要求,建立了HSK-100A型刀柄的三维实体模型,同时利用有限元方法,对影响HSK-100A型刀柄/主轴联接性能的参数进行了分析,为HSK刀柄的实际应用提供一定的依据及指导.     

数控工具系统（上）

1.前言 工具系统是指机床主轴（或者刀座）和刀具的联接系统,包括主轴（或者刀座）、刀柄（以及刀柄上实现刀具刀柄联结的装置）和夹紧机构,而刀柄是机床和刀具的最后联结环节,对整个工具系统的性能有着很重要的作用。由于在高速加工状态下,     

基于RCSA的刀尖频响函数预测方法

为快速获取构建铣床稳定性叶瓣图所需的主轴—刀柄—刀具系统频响函数,提出一种有限元和响应耦合子结构分析法(RCSA)相结合的预测方法。以某型号主轴系统为研究对象,利用有限元法分别计算主轴、刀柄、刀具端点频响函数,再使用RCSA分别耦合主轴—刀柄结合面、刀柄—刀具结合面,最终得到主轴—刀柄—刀具系统刀尖频响函数。将得到的频响函数与理论算法以及完全有限元方法对比,在5000Hz以内,前7阶模态最大误差不超过15%。该方法可以在机床更换刀柄或刀具时只计算对应部分的频响函数,从而实现主轴—刀柄—刀具系统刀尖频响函数的快速预测。     

尺寸更小的Tribos刀夹

刀具小型化与机床高速化的趋势，促成了用小直径刀柄精确而安全地夹紧刀具的需求。德国Schunk公司推出了一种刀具接长杆，可夹紧直径为3、4、5mm和标准刀杆公差为h6的刀具。这就是说，在金属加工中可使用切削刀刃在1mm以下的硬质合金刀具。     

高效夹持刀柄

刀柄被设计用来可靠地装夹切削刀具,并将机床主轴的扭矩传送至切削刀具.很长时间以来,我们未曾听说刀柄有任何显著的变化,这并非预示着我们在技术创新上落后了.实际上,如果沿袭以往的刀具夹持原理和对应用更广的互换性及统一性的需求,以及机床接口的规范化设计,那么刀柄设计已经形成了定义明确的标准,并且规定了详细的刀柄参数.但这并不...     

动力刀柄的模块化设计

动力刀柄的模块化设计哈尔滨工量数控刀具有限责任公司（１５００４９）王志刚动力刀柄又称为动力头,是用于车削加工中心（或数控车床）的工具系统。它把机床动力通过一定的接口和一套传动部件传送给切削刀具,使车削加工中心不仅能完成各类车削加工,还可实现镗铣加工中...     

数控机床刀具锥柄结构综述

１ＢＴ刀柄在数控机床的刀具“家族”中,７／２４锥度的传统的ＢＴ型刀柄,在机床高速旋转时,因离心作用,机床主轴锥孔出现径向扩张（孔径变大）,使安装在锥孔中的刀具锥柄产生明显的轴向位移,自动补偿径向间隙,从而影响轴向加工精度;在更高速度下进行高精度、重切...     

大型镗铣刀具过定位研究与应用

分析普通镗孔用刀具加工特点,参考借鉴HSK过定位刀柄夹紧定位原理,结合重型切削加工机床刀具连接系统定位精度不高及各机床间主轴差异较大的特点,在原机床与刀具连接系统上进行设计与改进,对刀具锥柄、刀杆结构连接方式及定位形式重新设计出一种可调节式过定位刀具系统,可满足不同主轴间隙的机床实现过定位连接,有效提高了镗孔过程中刀具系统的刚性与精度,并在保证加工质量的前提下,大幅度提高了加工效率。本文所设计改进的过刀柄结构不仅适用于孔加工,也同样适用于面加工,明显提高面加工效率及表面质量。     

HSK刀柄和主轴在高速旋转下连接性能可靠性分析

空心短锥刀柄在数控机床上起到连接主轴与切削刀具并传递力矩的作用。刀柄与主轴连接性能的可靠性对机床的加工精度及工作安全性有重要影响。由于加工和装配等误差、实际过盈量和实际夹紧力等结构和性能参数具有不确定性,考虑到HSK工具系统中这些参数的不确定性,利用区间模型描述这种不确定性,建立了HSK刀柄与主轴连接接触面区间接触应力模型,提出了HSK刀柄与主轴连接性能的非概率可靠性模型,给出了可靠临界转速的概念。通过对HSK-A63刀柄性能的分析与计算,说明了该方法的合理性与可行性,为防止HSK刀柄与主轴的连接失效,保证数控机床的加工精度和使用的可靠性提供了理论基础。     

并联机床数控加工碰撞干涉检验算法研究

由于并联机床与通用数控机床在结构上差别较大 ,因此在开发与其配套的CAD/CAM系统时 ,考虑到并联机床的结构特点 ,针对哈尔滨工业大学研制的并联机床BJ -30的结构形式 ,提出了并联机床的数控加工碰撞干涉检验算法。该算法较好地解决了刀具过切、少切 ,以及动平台与工件、刀具夹具与工件的碰撞等数控加工中较难解决的问题。仿真结果证明了该算法具有运算速度快、检验效率高等优点     

刀库及其自动换刀装置的换刀精度检测方法 和衰退规律研究

刀库及其自动换刀装置是数控机床用于储存和交换刀具的关键功能部件,其性能状态特别是换刀精度直接影响数 控机床能否准确、迅速地完成换刀,是影响数控机床可靠性的关键因素。 通过在主机现场搭建盘式刀库换刀精度检测试验 台,并提出基于两个激光位移传感器的换刀精度检测方法,借助加工中心工作台位置可通过数控系统精确控制,提出激光位 移传感器位置参数标定方法。 制定换刀精度试验方法,并开展 100 万次换刀试验,揭示刀库及其自动换刀装置换刀精度随 载荷和试验次数的变化规律,以及插刀前、拉刀前和拉刀后刀柄精度的变化规律,进而为如何减少刀柄插刀过程中对主轴的 冲击提供重要参考。     

高速切削刀具的发展现状

对国内外高速切削刀具的发展现状进行了综合评述 ,重点介绍了高速切削刀具材料和高速切削刀具技术 (包括刀具动平衡技术、刀柄系统、刀具安全性、可转位面铣刀结构、刀具监测技术等 )的开发及应用     

An improved tool–holder model for RCSA tool-point frequency response prediction

In addition to the precise kinematic motions of the machine tools and spindles, machining accurate parts necessitates controlling the dynamic behavior of the tool tip with respect to the workpiece. High-fidelity models of tool-tip dynamics can be used to select operating parameters that improve the accuracy by reducing the effect of vibrations. To effectively model the tool-tip dynamics for arbitrary tool-and-holder combinations using the receptance coupling substructure analysis (RCSA) technique, highly accurate and numerically efficient models of the tool–holder dynamics are needed. In this paper, we present a tool–holder model that incorporates a spectral-Tchebychev technique with the Timoshenko beam equation to obtain a completely parameterized solution. Comparison of the tool–holder model to a three-dimensional finite elements solution shows that the dynamic behavior is captured with sufficient accuracy. The tool–holder model is then coupled with the experimentally determined spindle–machine dynamics through RCSA to realize a model of the tool-tip dynamics. The coupled model is validated through experiments for three different tool overhang lengths. The presented technique can be used to predict the tool-tip dynamics for different tool-and-holder combinations and for optimization studies without the need for extensive experimentation.     

Rapid dynamics prediction of tool point for bi-rotary head five-axis machine tool

Receptance Coupling Substructure Analysis (RCSA), an effective approach to rapidly predict the tool point frequency response function (FRF), generally requires the response of spindle-machine assembly by experiments. This method is feasible for three-axis machine tool because the spindle and its posture are normally unchangeable. But in terms of five-axis milling, the spindle-machine assembly changes continuously. The purpose of this study is to propose new techniques to solve the constantly-changing assembly response in order that RCSA can be used for bi-rotary head five-axis machine tools. Based on receptance matrix determination in coupling direction and single degree of freedom coupling simplification, the swivel model for holder tip receptances is established for swivel motion. According to the concept of oriented frequency response function, the rotational model is derived to calculate the holder tip receptances with rotary motion. By combining the swivel model and the rotational model, the holder tip receptance of arbitrary posture can be calculated by three orthogonal postures. A five-axis machine tool with bi-rotary head is used to conduct FRF tests on different postures. Experimental results show that the models proposed can accurately predict tool point frequency response of any posture and large difference in FRFs among those postures of bi-rotary head is detected.     

采用弹簧与液压的刀柄拉紧机构

近年来，我国数控机床产品飞速发展，其中有两项关键技术值得注意：一是万能自动镗铣头技术，一是自动换头技术。在换头技术中，刀柄拉紧机构占有不可忽视的地位。文中主要讨论了刀柄拉紧机构中采用碟形弹簧压缩与液压驱动的优劣，通过对两者之间的比较，介绍了这两种机构不同的特点及可适用的场合。     

现代高速切削与工具技术

高速加工和高效加工是目前获得高效机械加工生产率的重要手段，它在航空和航天产品的零件制造、模具制造以及汽车零部件制造等领域有较大的需求。机床采用高速传动技术、高速进给技术、高速切削刀具，配以大功率或大扭矩主轴系统以及复合加工技术，可实现高速加工与高效加工。近几年我国在机床高速化技术方面的研究开发取得了长足进步，并开发出相应的主机产品，为我国数控机床向高速、高效和精密方向发展奠定了基础。     

离心力驱动液压膨胀式高速刀柄设计

针对高速刀柄与主轴锥孔离心膨胀不匹配的问题,设计了一种新型高速刀柄。刀柄采用实心短锥、双面定位结构。刀柄上安装有离心力驱动液压弹性膨胀系统,用以补偿刀柄与主轴锥孔的离心膨胀差。阐述了新型高速刀柄的结构原理,对刀柄几何参数和配合过盈量进行了设计;利用ANSYS有限元软件分析了刀柄的极限转速及与主轴的径向连接刚度。研究结果表明,新型刀柄与同规格的HSK高速刀柄相比,极限转速提高了约38%,且径向连接刚度也有所提高,适合用于高速加工。