高速加工工具系統(tǒng)是高速加工機(jī)床的重要組成部分,其中刀柄和主軸的聯(lián)接性能直接影響工件的加工精度和效率。但在高轉(zhuǎn)速下,由于離心膨脹量的差異導(dǎo)致刀柄錐面和主軸錐孔之間產(chǎn)生徑向間隙的問(wèn)題日益嚴(yán)重,降低了刀柄/主軸的聯(lián)接性能,限制了刀柄極限轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高。針對(duì)此問(wèn)題,為提高刀柄的極限轉(zhuǎn)速,設(shè)計(jì)了一種利用軸向波紋錐套動(dòng)態(tài)補(bǔ)償離心膨脹的高速刀柄,簡(jiǎn)稱(chēng)新型高速刀柄。通過(guò)理論計(jì)算及有限元仿真分析對(duì)新型高速刀柄進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)刀柄/主軸的聯(lián)接性能進(jìn)行了分析,具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,對(duì)新型高速刀柄進(jìn)行了設(shè)計(jì):對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)件鎖緊螺母及碟形彈簧進(jìn)行了設(shè)計(jì),通過(guò)有限元仿真確定了碟形彈簧的初始預(yù)緊量以及所需的預(yù)緊力;根據(jù)HSK-E63刀柄的外形尺寸,結(jié)合有限元仿真和正交試驗(yàn)確定了波紋錐套的主要結(jié)構(gòu)參數(shù);通過(guò)對(duì)波紋錐套與刀柄本體圓柱面的平均接觸應(yīng)力的分析,確定波紋錐套錐面過(guò)盈量的取值范圍,確定了波紋錐套與刀柄本體的結(jié)構(gòu)尺寸。其次,對(duì)新型高速刀柄/主軸的靜態(tài)聯(lián)接性能進(jìn)行了分析;分析了其定位精度;通過(guò)有限元仿真對(duì)其在不同轉(zhuǎn)速不同彎矩下的徑向剛度進(jìn)行了分析并與HSK-E63刀柄進(jìn)行對(duì)比;分析了轉(zhuǎn)速對(duì)波紋錐套徑向補(bǔ)償量以及錐面...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 本課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容及方法
第2章 新型高速刀柄的設(shè)計(jì)
    2.1 刀柄設(shè)計(jì)方案
        2.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)
        2.1.2 整體方案設(shè)計(jì)
        2.1.3 波紋錐套的補(bǔ)償原理
    2.2 鎖緊螺母的設(shè)計(jì)
    2.3 碟形彈簧的設(shè)計(jì)
        2.3.1 尺寸參數(shù)的確定
        2.3.2 初始預(yù)緊量的確定
    2.4 波紋錐套的設(shè)計(jì)
        2.4.1 外形尺寸的確定
        2.4.2 錐面初始過(guò)盈量的確定
        2.4.3 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)波紋錐套性能的影響
        2.4.4 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
        2.4.5 錐面過(guò)盈量的設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 新型高速刀柄的靜態(tài)性能分析
    3.1 有限元模型的建立
    3.2 定位精度分析
    3.3 聯(lián)接剛度的分析
        3.3.1 HSK-E63刀柄徑向剛度的理論分析
        3.3.2 工具系統(tǒng)接口徑向剛度的標(biāo)準(zhǔn)化
        3.3.3 徑向剛度的有限元仿真分析
    3.4 高速性能分析
        3.4.1 轉(zhuǎn)速對(duì)波紋錐套徑向補(bǔ)償量的分析
        3.4.2 轉(zhuǎn)速對(duì)錐面接觸比例的影響
        3.4.3 轉(zhuǎn)速對(duì)接口平均接觸應(yīng)力的影響
        3.4.4 極限轉(zhuǎn)速的確定
    3.5 本章小結(jié)
第4章 新型高速刀柄的動(dòng)態(tài)特性分析
    4.1 模態(tài)分析
        4.1.1 理論計(jì)算及分析
        4.1.2 有限元模型的建立與仿真
        4.1.3 新型高速刀柄的模態(tài)分析
        4.1.4 HSK-E63刀柄的模態(tài)分析
    4.2 刀柄的諧響應(yīng)分析
        4.2.1 新型高速刀柄的諧響應(yīng)分析
        4.2.2 HSK-E63的諧響應(yīng)分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：3821392