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。     

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。     

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。     

高弹性锥体高速刀柄的设计

设计一种具有高弹性锥体的新型高速刀柄,即在双面定位实心短锥高速刀柄的锥体上开有直、环交错槽,形成多个独立小锥面,增加了刀柄锥体的弹性。刀柄锥体的高弹性使得刀柄与主轴能够采用更大的配合过盈量,补偿主轴的高速离心膨胀,提高刀柄的极限转速。借助ANSYS Workbench有限元软件对刀柄与主轴的配合压力与变形进行模拟分析,并参照HSK刀柄的性能参数,确定所设计刀柄的结构尺寸、配合过盈量和极限转速。结果表明,与HSK刀柄相比,在相同连接刚度条件下所设计刀柄具有更高的极限转速,适合高速加工。     

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.     

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。     

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。     

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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HSK刀柄高速切削性能研究

传统的7：24实心长锥刀柄（BT刀柄）已不能满足高速切削加工的要求，而HSK刀柄在高速切削加工中的应用越来越广泛。通过对HSK刀柄结构分析，并建立HSK刀柄力学模型，对HSK刀柄的动（静）刚度、定位精度、动平衡性等动、静态特性进行理论分析，同时通过实验对HSK刀柄和传统的BT刀柄的动、静态特性进行了比较，从而揭示HSK刀柄具有较好的高速切削性能和广泛的推广价值。     

成形槽技术在高刚性整体硬质合金立铣刀开发中的应用

针对淬硬钢铣削时易产生高频振动以及刀具剧烈磨损导致耐用度低等问题,基于成形槽技术开发出芯部直径与铣刀直径比值达0.7的高刚性立铣刀,推导了螺旋槽径向截面形状的数学模型。进行了切削仿真和静力学仿真,仿真结果表明：较对比刀具,高刚性立铣刀平均切削力更大,切削温度和容排屑性能相差无几,刀具变形量更小。最后开展了切削实验验证研究,研究结果表明：较对比刀具,高刚性立铣刀加工零件表面粗糙度值由0.30 μm下降到0.16 μm,让刀量由0.18 mm减小到0.08 mm,刀具耐用度则由35 min提高到58 min,体现了高刚性立铣刀的性能优势。     

HSK工具系统DIN标准与ISO标准比较分析

简述了HSK工具系统标准的制定过程，重点分析了HSK工具系统DIN标准和ISO标准的差异以及两种标准对HSK工具系统定位精度和联接刚度等使用性能的影响。指出了按ISO标准制造的工具系统性能更好，适合重载加工；而按DIN标准制造的工具系统更适合轻载、高速加工。     

HSK工具系统标准分析

分析了HSK工具系统DIN标准与ISO标准之间的主要差异及其对定位精度和联接刚度的影响。分析表明 ,按ISO标准制造的HSK工具系统性能更稳定 ,更适合重载加工 ;按DIN标准制造的HSK工具系统则更适合轻载、高速加工     

HSK热缩刀柄-刀具失效分析

为充分发挥HSK热缩刀柄在高速加工中的应用潜能,分析了HSK热缩刀柄在高速加工中的失效形式,对材料强度失效和夹紧力失效两大方面进行了详细分析,并提出了相应的应对方法。综合考虑了HSK刀柄和刀具尺寸、过盈量、材料特性、离心力、传递扭矩等因素的影响。一般情况下,夹紧力不足是夹紧系统高速旋转失效的主要原因。对HSK热缩刀柄的失效形式进行了总结,并且分析了其主要原因,利用ANSYS进行了仿真验证,得出有益的时效应方案,为HSK热缩刀柄在实际加工应用中提供指导依据。     

HSK热装刀柄—刀具系统径向刚度分析

HSK热装刀柄是高速数控机床的重要通用部件之一,由于其动静态精度、刚性、可靠性、安全性等直接影响到被加工零件的质量和加工效率,因此从理论上分析各因素对系统刚度的影响有着重要意义。本文基于ABAQUS,运用FEA手段分析了不同的过盈量、夹持量、悬伸量以及转速对HSK热装刀柄—刀具系统径向刚性的影响,通过回归分析手段得到对系统刚度影响最为显著的因素。     

影响轿车白车身扭转刚度的关键结构研究

轿车白车身的扭转刚度作为车身重要的力学性能对整车各方面的性能有着直接的影响.以某型三厢轿车为例,在扭转刚度仿真计算的基础上,应用有限元理论,通过零件板厚对扭转刚度的灵敏度分析,得到了影响白车身扭转刚度的关键框架结构,并在此框架结构的指导下,对所研究车型制定了进一步提高其扭转刚度的措施.其中重点研究了4个重要车身零件对白车身扭转刚度的影响作用,并最终达到了在白车身增加尽量少质量的前提下明显提高其整体扭转刚度的目标.为新车型在设计阶段就能很好地控制白车身的扭转刚度提供一个可借鉴的方法,也可以对已有车型扭转刚度的改进提供合理的建议.