HSK主轴/刀柄联结的非线性接触分析

借用先进的非线性有限元法 ,分析了配合面间的接触应力分布 ,讨论了旋转速度和过盈量对接触应力的影响。研究表明 ,按照 ISO标准制造的刀柄和主轴间的过盈量不足 ,HSK- A63主轴 /刀柄联结的最佳过盈量为1 3～ 1 8μm。研究结果为设计和优化 HSK主轴 /刀柄联结提供了理论参考。     

HSK刀柄与主轴联结性能的有限元分析

利用有限元方法,以HSK-63A型刀柄为研究对象,通过改变过盈量、预紧力、旋转速度、刀柄几何尺寸,研究了不同参数对主轴/刀柄联结性能的影响。为HSK刀柄的实际应用及几何参数优化提供一定的依据及指导。     

HSK主轴/刀具的联结性能分析

利用SolidWorks建模软件建立HSK刀柄模型,再使用有限元方法,对HSK-100A型主轴/刀柄联结特性进行分析和模拟,研究了在夹紧力、过盈量、刀柄几何尺寸等条件下对联结锥面上间隙的影响,分析得出各参数的变化对锥面间隙的区域分布和大小有一定的影响。这可以对刀柄的几何参数优化提供理论依据。     

HSK主轴/刀具联结的有限元分析

借用先进的非线性有限元技术分析高速HSK主轴 /刀具联结的变形及接触应力分布规律。研究表明 ,在离心力的作用下 ,按照ISO12 16 4 1制造的刀柄不会与主轴完全接触 ,极大地影响了主轴 /刀具的联结特性。提高过盈量可以很好地解决该问题 ,从而提高加工精度。     

刀柄—主轴系统联结性能有限元接触分析

为提高高速加工的质量,采用有限元接触理论建立了刀柄—主轴系统的联结性能评测模型。对接触面上所有高斯积分点进行接触判定。计算任意两点间的法向距离和法向接触力,以判断是否进入接触状态;计算切向接触力以判断摩擦状态。用罚函数法将不等式形式的判定条件引入非线性有限元变分原理,采用完全New-ton-Raphson方法求解方程组。采用该模型仿真刀柄—主轴接触面的变形状况和应力分布,并用统计方法分析了拉刀力和转速对刀柄—主轴系统联结性能的影响规律。     

对主轴刀柄配合过盈量的研究

讨论了高速切削中主轴刀柄系统配合时过盈量的影响因素,重点考虑了离心力和刀柄轴向移动对过盈量的影响.并对标准7:24刀柄和HSK刀柄作了比较,对HSK刀柄的优缺点作了理论上的解释,对以后进行刀柄的创新和二次设计具有重要意义.     

高速主轴/刀柄联结特性的有限元分析

非线性有限元法可以分析、模拟主轴 /刀柄联结面间的变形、接触应力分布规律 ,为主轴 /刀柄联结的设计和优化提供理论依据。研究表明 ,适当提高轴向拉力和过盈量可以有效地解决上述问题 ,改善联结性能和加工精度。     

HSK主轴—刀柄结合部参数辨识及影响因素分析

HSK主轴—刀柄结合部简化为并联均布的弹簧—阻尼模型,根据HSK主轴—刀柄系统的结构,在ANSYS软件中构建HSK主轴—刀柄结合部的有限元模型。基于有限元分析结果,使用弹性理论辨识HSK主轴—刀柄结合部内各位置的刚度参数;采用粘性阻尼理论辨识HSK主轴—刀柄结合部内各位置的阻尼参数。确定影响HSK主轴—刀柄结合部参数的主要因素为过盈量和拉紧力,分别探究过盈量和拉紧力对HSK主轴—刀柄结合部参数的影响规律。     

高速主轴/刀柄接口联结特性

高速数控机床主轴/刀柄接口的联结特性对机床精度和加工稳定性具有重要影响。以HSK-E63为研究对象,利用非线性有限元法分析高速数控机床主轴/刀柄的联结特性,系统地揭示出过盈量、夹紧力、转速对锥面接触应力及间隙的影响及其变化规律。研究结果为高速主轴/刀柄接口的设计和优化提供了理论依据。     

HSK刀柄-主轴结合面接触特性及其影响分析

以HSK刀柄-主轴为研究对象,采用有限元方法对HSK-A63型刀柄-主轴结合面接触特性及主轴系统动态特性进行了仿真分析。分析结果表明：高转速条件下,转速对接触面积影响较大,接触面积随转速增大而减小。夹紧力对接触应力影响较大,在转速和过盈量一定时,接触应力随夹紧力增大而增大,且接触应力的分布情况会发生变化。刀柄-主轴结合面对主轴系统固有频率、振动幅值影响显著,考虑结合面影响后,主轴系统的固有频率降低,振动幅值增大。     

HSK刀柄／主轴联接性能分析

利用弹性力学和有限元方法,对HSK63-A型刀柄主轴联接性能动态特性进行研究和数值模拟.分析了在过盈量、夹紧力、转速改变下对刀柄主轴配合面的接触应力影响.研究为合理使用高速加工刀具提供了理论依据.     

HSK主轴／刀柄联接锥面的疲劳寿命分析与计算

在分析HSK主轴／刀柄联接锥面疲劳失效的各影响因素的基础上,利用有限元软件NX Nastran中的疲劳分析和计算功能,针对HSK 63E型刀柄在主轴锥孔内反复拉紧和松开的工况进行了疲劳强度和疲劳安全因子的计算,仿真过程和计算结果可以为设计新型HSK刀柄的结构优化、选材和热处理工艺提供理论参考。     

HSK刀柄／刀具联接方式对结构模态影响的研究

本文利用有限元软件NX Nastran中的面接触功能和模态计算功能,以HSK热胀式刀柄／刀具联接结构为例,分析了不同的配合过盈量、配合长度和不同的接触条件对整体结构模态的影响,其计算和分析结果为实际选用HSK刀柄／刀具联接方式和结构优化设计提供了理论指导。     

基于结合部的HSK主轴-刀柄系统动态特性分析

建立了HSK主轴-刀柄结合部的有限元模型(FEM),利用弹性理论和黏性阻尼理论辨识结合部内各位置的刚度和阻尼参数。提出将HSK主轴-刀柄系统分为HSK主轴、主轴-刀柄结合部和刀柄三部分:HSK主轴与刀柄简化为多段Timoshenko梁,并使用响应耦合法来计算其频响函数;主轴-刀柄结合部简化为多点弹簧-阻尼模型,采用多点响应耦合法来计算其频响函数;将各个部件的频响函数进行刚性耦合,进而获得基于结合部的HSK主轴-刀柄系统频响函数。分别假定HSK主轴-刀柄结合部为刚性连接、5点弹性连接和7点弹性连接,计算其频响函数,并与实验结果相比较得到相应的结论。     

高速主轴/刀柄联接的离心力效应分析

随着切削速度的提高 ,主轴 /刀柄联接性能在离心力的作用下发生很大变化 ,直接影响工件的加工精度和表面粗糙度。本文通过先进的非线性有限元技术分析了离心力对主轴 /刀柄联接特性的影响。研究表明 ,适当提高过盈量 (轴向拉力 )对于提高主轴 /刀柄联接特性具有积极意义     

高速主轴/刀柄联结的可靠性分析

高速主轴/刀柄的联结性能对加工精度和机床可靠性具有重要影响。采用机械零件可靠性设计的方法,对高速主轴/刀柄联结的可靠性进行了分析,建立了高速主轴/刀柄联结强度和传递扭矩的可靠性模型,并给出了可靠度的通用计算公式,利用ANSYS有限元分析软件,计算出不同转速、过盈量、夹紧力作用下的高速主轴/刀柄联结的接触应力,系统地揭示出不同夹紧力作用下,过盈量、转速对高速主轴/刀柄联结强度和传递扭矩的可靠性的影响,研究结果为实际使用过程中夹紧力、过盈量、转速大小的选用提供了参考。     

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。     

数控机床HSK刀柄和主轴在高速旋转下的连接性能分析

刀柄与主轴连接性能对数控机床的加工精度以及工作安全性影响显著。针对HSK刀柄在高速旋转过程中发生刀柄和主轴连接失效这一主要失效形式,应用弹性力学理论建立了任一转速下刀柄与主轴连接锥面的接触应力模型,且有限元分析结果与该理论模型有较好的一致性。在此基础上,综合考虑夹紧力以及刀柄、主轴配合过盈量的影响,建立了基于HSK刀柄与主轴连接的临界转速计算模型以及连接可靠性模型。根据临界转速模型可以从理论上计算出一定过盈量和夹紧力下的临界转速,分析夹紧力和过盈量对临界转速的影响。根据连接可靠性模型可以求解任一转速下刀柄和主轴连接的可靠度,并得到可靠度随转速的变化规律。这两个模型的建立对防止HSK刀柄、主轴连接的失效,保证高速切削加工的精度以及工作的安全性有重要意义,同时也为正确使用HSK刀柄以及刀柄尺寸结构进一步优化和可靠性设计提供了理论基础。
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基于有限元的KM刀柄/主轴锥面接触状况分析

针对KM刀柄锥面定位在不同夹紧力下进行有限元模拟,得到径向位移、接触应力、锥面间隙结果。分析结果表明在刀柄锥面的中部出现间隙和接触应力为0的现象,这将会给刀柄在主轴中保持正确位置和有效承担切削载荷带来负面影响。     

高速加工用KM刀柄/主轴的联结特性及数值模拟

本研究以KM4030刀柄为研究对象,通过改变过盈量、夹紧力,利用非线性有限元方法系统研究了不同参数对刀柄/主轴联性能的影响。借助有限元软件ANSYS,深入揭示了夹紧力、过盈量对KM刀柄/主轴联结系统的径向变形、接触应力及接触间隙的影响,为高速加工用新型刀柄及其工具系统的开发提供一定的理论依据和技术支撑。