本文選題：高速加工 + HSK刀柄�。� 參考：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：高速加工技術(shù)作為機(jī)械制造中最先進(jìn)的制造技術(shù)之一,憑借其高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天、軍工制造等工業(yè)領(lǐng)域。作為高速加工技術(shù)的核心功能部件的是工具系統(tǒng),其自身性能直接影響著整個(gè)機(jī)床的加工效率、加工質(zhì)量和使用壽命。工具系統(tǒng)的精度問題(包括連接精度、幾何精度和動(dòng)平衡精度)直接影響著其自身性能。如何合理、有效地揭示這些精度問題的影響因素和影響規(guī)律,對(duì)刀柄的設(shè)計(jì)、制造和使用都有著重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本論文在理論方法分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合有限元數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)分析等研究方法對(duì)HSK刀柄/主軸的精度問題進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,研究的主要工作和結(jié)論有:(1)通過彈塑性力學(xué)方法建立彈性夾爪受力的力學(xué)模型,基于軸向位移和夾爪受力不均產(chǎn)生徑向偏轉(zhuǎn)的有限元分析方法,分別模擬了夾緊力和過盈量對(duì)HSK工具系統(tǒng)定位精度的影響規(guī)律,并與定位精度實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,揭示了過盈量對(duì)保證工具系統(tǒng)定位精度有決定性的作用。(2)基于有限元模擬方法,分析了公差范圍內(nèi)不同尺寸幾何精度對(duì)系統(tǒng)剛度的影響,確定夾緊內(nèi)孔直徑尺寸、夾緊面位置尺寸和錐度對(duì)工具系統(tǒng)剛度影響較大。通過正交實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,分析了軸向以及徑向剛度的顯著性因素,揭示出軸向剛度的最顯著因素是夾緊面位置尺寸,徑向剛度的最顯著因素是錐度,為刀柄加工制造過程中重要尺寸的制造精度保證提供了理論參考。(3)基于運(yùn)動(dòng)彈性力學(xué)理論建立慣性坐標(biāo)系中變形剛體的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)模型,并給出計(jì)算公式,結(jié)合有限元模擬結(jié)果分析了夾緊機(jī)構(gòu)夾爪受力不均和制造形位誤差對(duì)動(dòng)平衡精度的影響,揭示出夾緊機(jī)構(gòu)夾爪的失效程度、錐面輪廓度和端面全跳動(dòng)對(duì)動(dòng)平衡精度等級(jí)的影響規(guī)律。(4)對(duì)比分析實(shí)際動(dòng)平衡精度和原始動(dòng)平衡精度在轉(zhuǎn)速下的變化關(guān)系,得出轉(zhuǎn)速對(duì)實(shí)際的動(dòng)平衡精度等級(jí)的影響規(guī)律,為修正系數(shù)的選擇提供了參考;基于UG高級(jí)仿真分析了不同不平衡量對(duì)加工精度的影響規(guī)律,揭示了刀尖位移偏移量和不平衡量以及固有頻率的影響規(guī)律,為加工過程中不平衡量的控制提供了依據(jù)。
[Abstract]:As one of the most advanced manufacturing technologies in mechanical manufacturing, high-speed machining technology is widely used in automotive industry, aerospace industry, military industry manufacturing and other industries with its unique advantages of high efficiency, high quality and low consumption. As the core functional component of high-speed machining technology is tool system, its own performance directly affects the machining efficiency, machining quality and service life of the whole machine tool. The accuracy of tool system (including connection precision, geometric precision and dynamic balance precision) directly affects its own performance. How to reasonably and effectively reveal the influencing factors and rules of these precision problems has important theoretical significance and application value for the design, manufacture and use of the knife handle. On the basis of theoretical analysis, the accuracy of HSK cutter shank / spindle is studied systematically by using finite element numerical simulation and experimental analysis. The main work and conclusion of the study are as follows: (1) the mechanical model of elastic clamping force is established by elastoplastic mechanics method, based on the finite element analysis method of radial deflection caused by axial displacement and uneven stress of claw. The effects of clamping force and interference on the positioning accuracy of HSK tool system are simulated, and the results are compared with the experimental results. Based on the finite element simulation method, the influence of geometric precision of different dimensions in tolerance range on system stiffness is analyzed, and the diameter of clamping inner hole is determined. The position and taper of clamping surface have great influence on the stiffness of tool system. Through the combination of orthogonal experiment and numerical simulation, the significance factors of axial and radial stiffness are analyzed. It is revealed that the most significant factor of axial stiffness is clamping plane position size, and the most significant factor of radial stiffness is taper. This paper provides a theoretical reference for guaranteeing the manufacturing accuracy of important dimensions in the manufacturing process of cutter shank. Based on the theory of kinematic elasticity, the motion model of deformed rigid body in inertial coordinate system is established, and the calculation formula is given. Combined with the finite element simulation results, the influence of the uneven force on the clamping mechanism claw and the shape and position error of the clamping mechanism on the dynamic balance accuracy is analyzed, and the failure degree of the clamping mechanism claw is revealed. The influence law of conical contour and end face total runout on dynamic balance precision grade. (4) the relation between actual dynamic balance precision and original dynamic balance precision under rotational speed is analyzed, and the influence law of rotational speed on actual dynamic balance precision grade is obtained. Based on the advanced simulation of UG, the influence of different unbalance on machining accuracy is analyzed, and the influence law of tip displacement offset, unbalance and natural frequency is revealed. It provides the basis for the control of the unbalanced amount in the process of processing.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG502

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1924577