热缩刀杆装夹温度的影响因素.pdf

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1、第53卷第1期20l7年1月机械工程学报JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGV01．53NO．1Jan．2017DoI：10．3901／JME．2017．01．174热缩刀杆装夹温度的影响因素木周后明刘博张高峰周友行彭锐涛(湘潭大学机械工程学院湘潭411105)摘要：为得到热缩刀杆与刀具配合公差与其最小装夹温度之间的精确关系，对影响刀杆接触面最小热位移差值的感应加热长度、热缩刀杆壁厚、锥角、配合长度、内径等因素进行了研究。采用ANSYS参数化设计语言，构建具有过盈特征的刀杆与刀具配合的

2、参数化有限元模型，通过试验验证了模型的可靠性。通过获取热缩刀杆接触面的位移分布，结合刀杆与刀具接触状态的表征方法对接触面上最小热位移差值进行了计算。计算结果表明，配合面最小热位移差值随着热缩刀杆壁厚、配合长度、锥角的增加而减小，随着内径的增大而增大，且适当增大感应加热长度也有利于刀具的装夹。最终建立了配合公差所对应的过盈量，与最小装夹温度丁之间的计算关系式，对刀具在热缩刀杆中的装夹及刀杆的结构设计提供理论指导。关键词：装夹温度；配合公差；热缩刀杆；参数化模型中图分类号：TG729：TG506；TBll5The

3、InfluenceFactorsofShrink—fitToolHolderClampingTemperatureZHOUHoumingLIUBoZHANGGaofengZHOUYouhangPENGRuitao(SchoolofMechanicalEngineering，XiangtanUniversity,Xiangtan4105)Abstract：Aresearchofthelengthofinductionheating，shrink—fittoolholderthickness，coneangle，

4、lengthoffitandinnerdiameteretc．fortheinfluenceofminimumcontactsurfacedisplacementdifferencewiththeholdertofindtheexactrelationshipbetweentoleranceandminimumclampingtemperature．Theinterferencecharacteristicsofholderandtoolwiththeparameterizedfiniteelementmod

5、elbyANSYSparametricdesignlanguageandverifiedbyexperimentforthereliabilityofthemodelisbuilt．Theminimumdisplacementdifferenceiscalculatedbygettingthedisplacementdistributionofthecontactsurfaceontoolholderwiththecombinationofcharacterizationmethodsbetweenholde

6、randtoolcontactstatus．Calculationsindicatedthattheminimumthermaldisplacementdifferenceofthefittingsurfacewilldecreasewiththeincreaseofholderthickness，lengthoffit，coneangle；itwillincreasewiththeinnerdiameterincreasing，anditisgoodfortheclampingifincreasethele

7、n舒hofinductionheatingappropriately．Finally，weestablishedthecalculatingformulabetweeninterferencefandtheminimumclampingtemperatureZithasapracticalguidingsignificancefortheclampingprocessofthecuttingtoolandthedesignoftheholder．Keywords：clampingtemperature；fit

8、tingtolerance；shrink-fittoolholder；parameterizedmodel0前言热缩刀杆是一种连接刀柄和刀具的中间夹持元件。刀具和刀杆间不介入任何零件，刀具夹持通常都是利用热感应装置使刀杆的夹持部分在短时间内加热至250～425℃，待负公差的刀杆夹持部分的内径扩张至刀具被夹持部分的直径时，立即将刀具装入刀杆内。待刀杆冷却收缩时，刀具与刀杆之间+国家自然科学基金(513