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1、HSK工具系统及其关键技术学院名称：机械工程学院专业班级：机械卓越（1002）小组成员：钱广东（3100301135）杨康（3100301136）王彬彬（3100301137）李正（3100301142）陈天阳（3100301141）指导老师：沈春根目录关键技术类型与规格简介一二三简介随着世界科技的飞速发展,切削加工效率急待提高。但是传统的工具系统并不适用于高速切削,已经成为限制切削加工效率提高的瓶颈。研制与高速切削相匹配的新型工具系统意义重大。因此,高速加工工具系统的研发倍受国内外机械工程业界关注。美国、德国、日本等工业发达国家相继开发出若干新型工具
2、系统,以满足现代机械加工生产的要求。包括日本大昭和精机公司开发的改进型7:24锥柄工具系统Big-plus工具系统,日本株式会社日研工作所开发的NC5工具系统,美国Kennametal公司及德国Widia公司联合研制的KM工具系统,德国阿亨工业大学机床研究所研究开发的一种新型的高速短锥柄HSK工具系统。其中HSK工具系统以其重复定位精度高,静、动态刚度高,尺寸小、重量轻、结构紧凑,换刀速度快,高速锁紧良好,适合高速切削等优点,已成为高速加工中最有发展潜力的工具系统。1.前言简介1987年德国以阿亨(Aachen)大学及一些工具公司为主开始研究设计HSK
3、空心短锥工具系统,于1991年取得第一轮成果;随后开始第二轮设计研究,于1993年取得第二轮成果,同时定为德国标准DIN69893。1996年5月在ISO/TC29/WG33审议会上,制定了以DIN69893标准为基础的HSK工具系统的ISO标准草案ISO/DIS12164。经过多次修订后,国际标准化组织于2001年正式颁布了HSK工具系统ISO标准ISO12164。日本学者分析了现今通行的7:24锥柄的缺点，提出了HSK型刀柄的结构,其定位精度及重复装夹精度可小于2微米。指出尽管重复装夹精度可达2微米,但如果刀柄上的刃具保持精度不稳定,HSK型刀柄的
4、功能也就不能充分地发挥出来。2.国外HSK工具系统的研究简介我国在新型工具系统的研究方面起步较晚,对工具系统进行实质性分析研究的成果较少。其中成都工具研究所的梁彦学、张铁铭、赵柄祯在引进HSK工具系统标准、探索制造工艺及动平衡方面作了许多工作。成都工具研究所“九五”期间承担了国家重点科技攻关专题“数控机床工具系统工程化技术的开发研究",主要成果是引进了HSK刀柄的制造标准,开发了相应的加工工艺,并据此制造出了HSK刀柄及部分检测设备,填补了国内空白。在此基础上,成都工具研究所和江苏大学等单位共同承担的国家"十五"科技攻关课题"高速加工工具系统的开发与应
5、用",利用有限元法对高速状态下HSK工具系统的特性进行了仿真分析,建立了力学模型和专家知识库,为掌握其结构动态、静态特性、工作机理提供了理论指导和依据,建立了HSK工具系统刀柄的标准图库及HSK工具系统产品图库,制定了HSK工具系统的制造技术规范,完成了HSK工具系统标准技术的研究工作。制定HSK工具系统国家标准,为我国HSK工具系统的产业化、推广应用并进入国际市场打下了良好的基础。3.国内HSK工具系统的研究类型与规格类型——型式A型，带中心内冷的自动换刀型B型，带端面内冷的自动换刀型C型，带中心内冷的手动换刀型D型，带端面内冷的手动换刀型E型，带中
6、心内冷的自动换刀高速型F型，无中心内冷的自动换刀高速型类型——型式类型——部分种类1、EM小铣头刀柄－HSK刀柄2、KPU钻夹头刀柄－HSK刀柄3、SL侧固式端铣刀柄-HSK刀柄4、MTA莫式锥度刀柄-HSK刀柄类型——部分种类规格HSK规格分布HSK型号253240506380100125160DIN标准编号ISO标准编号A●●●●●●●●69893-169063-112164-112164-2B●●●●●●●69893-269063-2-C●●●●●●69893-169063-1-D●●●●●●69893-269063-2-E●●●●●69893-
7、569063-5-F●●●69893-669063-6-1HSK工具系统精度2HSK工具系统刚度3HSK工具系统动平衡性关键技术4HSK工具系统疲劳强度1.精度系统精度包括系统定位夹持精度和刀具重复定位精度，前者指刀具与刀柄、刀柄与机床主轴的连接精度；后者指每次换刀后刀具系统精度的一致性。刀具系统具有较高的系统精度，才能保证高速加工条件下刀具系统应有的静态和动态稳定性。在论文<高速加工HSK工具系统的精度>中，运用弹性力学和材料力学理论，通过理论分析和试验方法研究了HSK工具系统静态和动态的定位精度，给出了夹紧力和刀柄锥度的关系，并进一步指出合适的夹紧
8、力是保证HSK工具系统在高速加工时轴向和径向定位精度的必要条件。分析结果表明：HSK工具系统能
