高速加工工具系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)朝著高速、低消耗、優(yōu)質(zhì)和高精度的方向邁進(jìn)。高速加工與高精密加工、高能束加工、柔性自動化加工一起，構(gòu)成了當(dāng)今機(jī)械制造中的四大先進(jìn)制造技術(shù)。目前，高速加工機(jī)床已逐漸向高速車銑床、鉆銑床等多功能復(fù)合型機(jī)床方向發(fā)展。高速加工工具系統(tǒng)是高速機(jī)床中較為薄弱的環(huán)節(jié)，直接影響和制約著高速加工的質(zhì)量和效率。因此，設(shè)計出能夠?qū)崿F(xiàn)車、銑復(fù)合功能的高速主軸，并對其所用工具系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)、深入的研究，是符合高速加工發(fā)展方向的，對提高

2、我國制造業(yè)水平也有著重要的意義。 結(jié)合實驗室前面的工作及課題的實際情況，本文工作重點(diǎn)放在主軸加工端的結(jié)構(gòu)設(shè)計，HSK新型工具系統(tǒng)的理論模型計算，主軸與HSK刀柄聯(lián)接系統(tǒng)的有限元分析及其優(yōu)化選擇上。 本文首先以實驗室正在研制的高速主軸為基礎(chǔ)，對其加工端進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，以實現(xiàn)車、銑復(fù)合功能。主軸通過過渡盤與真空吸盤相聯(lián)，實現(xiàn)車削工件的夾持；內(nèi)部設(shè)計錐孔與HSK刀柄配合，實現(xiàn)銑削加工。然后采用有限元分析軟件ANSYS對所設(shè)計的主

3、軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力與模態(tài)分析，校核其強(qiáng)度。 接著建立了HSK工具系統(tǒng)的彈塑性理論分析模型，對離心力作用下模型的變形做了理論分析，并利用有限元軟件對聯(lián)接系統(tǒng)進(jìn)行靜力分析，驗證理論分析的結(jié)果；然后用有限元方法模擬預(yù)緊力、過盈量、轉(zhuǎn)速等參數(shù)對聯(lián)接性能的影響規(guī)律；最后對聯(lián)接系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，得到其固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速。 最后，采用層次分析法建立綜合評價不同參數(shù)組合下聯(lián)接系統(tǒng)的整體性能的遞階層析模型，通過權(quán)重計算，確定出優(yōu)劣順序，為合理