本文選題：主軸/刀柄接口 + 有限元分析�。� 參考：《江蘇大學》2017年碩士論文

【摘要】：高速加工作為最重要的一項先進生產(chǎn)技術,與傳統(tǒng)加工技術相比,其匯集了很多優(yōu)點于一身,包括生產(chǎn)效率高、切削力小、加工產(chǎn)品質(zhì)量高和低能耗等。為適應高速加工的環(huán)境,滿足市場的需求,國內(nèi)外各大研究機構已經(jīng)成功的研制出了一系列優(yōu)質(zhì)的高速加工工具系統(tǒng)。其中主軸/刀柄接口的聯(lián)接性能是機床工具系統(tǒng)的最為重要的性能,直接影響著機床的加工表面質(zhì)量、加工效率、機床的承載能力以及刀具的壽命等,因此國內(nèi)外學者非常重視這一方面的研究。本論文通過理論分析、實驗分析和有限元分析仿真對主軸/刀柄接口的聯(lián)接剛度做了深入的研究,其中聯(lián)接剛度包括:軸向剛度、徑向剛度和扭轉剛度。本研究的主要工作和成果為:(1)基于接觸分析方法,研究了不同工具系統(tǒng)的接口軸向聯(lián)接剛度特性,比較了沒有端面夾緊定位的傳統(tǒng)工具系統(tǒng)和有端面夾緊的新型工具系統(tǒng)的軸向剛度;定性的分析了接口軸向剛度隨負載的變化規(guī)律,對剛度曲線不同變化階段的趨勢的根本原因進行深入研究。(2)建立了單面接觸與雙面接觸的力學剛度模型,分析兩者在徑向剛度上的差異�；谟邢拊治�,對不同工具系統(tǒng)的徑向剛度進行計算,得出傳統(tǒng)BT工具系統(tǒng)的接口徑向聯(lián)接剛度不隨載荷的變化而變化;驗證了在高速狀態(tài)下,BT工具系統(tǒng)的接口徑向剛度變得很差。(3)基于理論分析,得出了傳統(tǒng)工具系統(tǒng)和新型工具系統(tǒng)的扭矩傳遞的形式,提出關于BT和HSK工具系統(tǒng)各部分承載扭矩的計算方法。研究了不同工具系統(tǒng)扭轉剛度特性,給出了BT40工具系統(tǒng)所能承受的扭矩小于BBT40、HSK40工具系統(tǒng)所能承受的扭矩的原因。分析HSK工具系統(tǒng)的過盈量、夾緊力和轉速對扭轉剛度的影響。(4)分析了外形尺寸接近的各種工具系統(tǒng)接口的聯(lián)接剛度,研究表明,端面和錐面同時定位的過定位夾緊新型工具系統(tǒng)(HSK、BBT、KM、CAPTO)的聯(lián)接剛度遠高于錐面定位夾緊的傳統(tǒng)的工具系統(tǒng)(BT),保證端面的有效夾緊是保證新型工具系統(tǒng)具有高聯(lián)接剛度的關鍵。
[Abstract]:High speed machining is one of the most important advanced production technology. Compared with traditional processing technology, it has many advantages, including high production efficiency, low cutting force, high quality of processed products and low energy consumption. In order to adapt to the environment of high-speed machining and meet the needs of the market, various research institutions at home and abroad have successfully developed a series of high-quality high-speed machining tools system. The connection performance of the spindle / tool handle interface is the most important performance of the machine tool system, which directly affects the machining surface quality, machining efficiency, bearing capacity and tool life of the machine tool, etc. Therefore, scholars at home and abroad attach great importance to this aspect of research. Through theoretical analysis, experimental analysis and finite element analysis, the connection stiffness of spindle / cutter shank interface is studied in this paper. The connection stiffness includes axial stiffness, radial stiffness and torsional stiffness. The main work and result of this study is: (1) based on the method of contact analysis, the stiffness characteristics of interface axial connection of different tool systems are studied. The axial stiffness of the traditional tool system without end clamping positioning and the new tool system with end clamping are compared, and the variation law of interface axial stiffness with load is analyzed qualitatively. In this paper, the fundamental causes of the trend of stiffness curve at different stages are studied. (2) the mechanical stiffness model of single and double contact is established, and the difference between them in radial stiffness is analyzed. Based on finite element analysis, the radial stiffness of different tool system is calculated, and it is concluded that the interface radial connection stiffness of traditional BT tool system does not change with the change of load. It is verified that the interface radial stiffness of the BT tool system becomes very poor at high speed. Based on the theoretical analysis, the form of torque transfer between the traditional tool system and the new tool system is obtained. This paper presents a method for calculating the bearing torque of each part of BT and HSK tool system. The torsional stiffness characteristics of different tool systems are studied, and the reason why the torque of BT40 tool system is less than that of BBT40 / HSK40 tool system is given. The effects of interference, clamping force and rotational speed on torsional stiffness of HSK tool system are analyzed. The connection stiffness of a new tool system for over-positioning clamping is much higher than that of traditional tool system for taper positioning. The key to ensure the high stiffness of the new tool system is to ensure the effective clamping of the end face.
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG502.3

【參考文獻】

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本文編號：1795613