本文關鍵詞：離心力驅(qū)動液壓膨脹式高速刀柄的靜動態(tài)性能分析

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【摘要】：刀柄作為工具系統(tǒng)的核心,對保證刀具在機床中的準確定位、確保加工質(zhì)量具有重要作用。伴隨高速加工技術的快速發(fā)展,HSK高速刀柄得到了廣泛應用。在更高轉(zhuǎn)速下受離心力的影響,HSK刀柄與主軸錐孔出現(xiàn)膨脹間隙導致刀柄的定位夾緊失效,故限制了工具系統(tǒng)極限轉(zhuǎn)速的進一步提高。針對此問題,設計了離心力驅(qū)動液壓膨脹式高速刀柄,分析了其主要性能參數(shù),為刀柄的實際應用提供依據(jù)。本文結合理論計算和數(shù)值分析對新型高速刀柄的靜動態(tài)性能進行深入研究,研究內(nèi)容具體如下:(1)通過數(shù)值分析得到新型工具系統(tǒng)接口上的接觸壓力隨主軸轉(zhuǎn)速提高的分布規(guī)律,確定了極限轉(zhuǎn)速。建立了新型工具系統(tǒng)的剛度模型,通過理論計算得到了接口剛度和許用彎矩,并與數(shù)值分析結果相互驗證。(2)針對新型高速刀柄潛在的不平衡情況,計算出了極限轉(zhuǎn)速下的最大不平衡量,確定了動平衡精度等級。以不平衡量引起的慣性離心力為激勵建立了刀柄的振動力學模型,通過求解系統(tǒng)的運動微分方程得到刀柄軸線的動撓度,分析了刀柄的振動規(guī)律并討論了減振的措施。(3)研究了新型高速刀柄的液固(補償系統(tǒng)液壓油與刀柄體)耦合模態(tài)和諧響應,提取了刀柄前六階模態(tài)和簡諧載荷作用下活塞-彈簧及刀柄體的幅頻響應曲線,并與無液壓油作用刀柄和HSK-A63的模態(tài)和諧響應進行了對比,分析了液壓油對新型高速刀柄動態(tài)性能的影響。
【關鍵詞】：高速刀柄 工具系統(tǒng) 靜動態(tài)性能 液固耦合 FEM
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG502.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 高速刀柄的應用背景10-14
• 1.1.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 課題來源及研究意義14-16
• 1.3 研究內(nèi)容及方法16-18
• 第2章 離心力驅(qū)動液壓膨脹式高速刀柄的靜態(tài)性能分析18-38
• 2.1 工具系統(tǒng)接口接觸狀態(tài)的分析18-28
• 2.1.1 接口接觸壓力18-23
• 2.1.2 與HSK-A63接口接觸壓力的對比分析23-26
• 2.1.3 傳遞到接口端面上夾緊力的對比分析26-28
• 2.2 工具系統(tǒng)接口剛度的分析28-36
• 2.2.1 接口徑向剛度的理論計算28-32
• 2.2.2 接口徑向剛度的數(shù)值分析32-36
• 2.3 本章小結36-38
• 第3章 離心力驅(qū)動液壓膨脹式高速刀柄的動平衡分析38-46
• 3.1 新型高速刀柄動平衡精度的確定38-41
• 3.1.1 動平衡精度的表示方法38-39
• 3.1.2 不平衡量的計算39-41
• 3.1.3 動平衡精度等級的確定41
• 3.2 刀柄不平衡量引起的振動及控制措施41-45
• 3.2.1 不平衡量引起的振動分析42-44
• 3.2.2 振動的控制措施44-45
• 3.3 本章小結45-46
• 第4章 離心力驅(qū)動液壓膨脹式高速刀柄的動力學分析46-64
• 4.1 刀柄的模態(tài)分析46-54
• 4.1.1 新型高速刀柄的液固耦合模態(tài)47-52
• 4.1.2 對比HSK-A63的模態(tài)52-54
• 4.2 刀柄的諧響應分析54-59
• 4.2.1 新型高速刀柄的諧響應54-58
• 4.2.2 共振對動態(tài)補償系統(tǒng)的影響58
• 4.2.3 對比HSK-A63的諧響應58-59
• 4.3 無液壓油時刀柄的模態(tài)、諧響應59-62
• 4.4 本章小結62-64
• 結論64-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果69-70
• 致謝70

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本文編號：900403