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《不同壁厚热缩刀柄夹持力的研究-姜芙林》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2011年第45卷l521不同壁厚热缩刀柄夹持力的研究111,2姜芙林,刘战强,刘钢12山东大学;上海工具厂有限公司摘要:基于对热缩刀柄)刀具配合夹持状态的理论研究,利用有限元软件ANSYS对两种不同壁厚HSK热缩刀柄)刀具配合在不同转速、相同初始过盈量下的夹持力进行仿真对比分析。对比分析表明:随着主轴转速的增加,热缩刀柄)刀具配合的接触压力总体下降,但最大接触压力有升高趋势;离心力对3b薄壁刀柄夹持力的削弱作用并不明显,离心力与初始过盈量共同作用影响夹持力的大小;相同主轴转速下,4.5b厚壁刀柄的接触压力大于薄壁刀柄。通过分析壁厚因素对夹持力的影响趋势,可对热缩刀柄的
2、使用给出指导。关键词:HSK;热缩刀柄;壁厚;夹持力中图分类号:TG162.2文献标志码:AStudyonHoldingForceofShrinkToolholderwithDifferentThicknessofWallJiangFulin,LiuZhanqiang,LiuGangAbstract:Basedonthetheoreticalanalysisofcontactingconditionbetweenshrinktoolholderandtool,asimulationanalysisforthecontactpressureofthecouplingsys
3、temoftwodifferentkindsofHSKshrinktoolholderandtoolatdifferentrotatingspeediscarriedoutbyusingthefiniteelementsoftwareANSYS.Comparingwithsimulationresults,onecanfindthatcontactpressurede-creasescompanyingwithincreasingspindlerotatingspeed.Contactpressureofshrinktoolholderwiththickerwallis
4、greaterthanthatwiththinnerwallatthesamerotatingspeed.Thelawofthicknessofshrinktoolholderwallinfluencingcontactpressurewillguidetheuseofshrinktoolholder.Keywords:HSK;shrinktoolholder;thicknessofwall;holdingforce给出接触压力分布的影响因素及不同壁厚不同转速1引言下接触压力大小的变化趋势。研究结果可对计算及热缩夹头是一种连接刀柄和刀具的中间夹持元使用热缩刀柄夹持力提供
5、指导。件,刀具和热缩刀柄之间不介入任何零件。刀具夹持时,利用热感应装置使热缩刀柄的夹持部分在短时间加热至250e-425e,待其内径扩张至超过刀具被夹持部分的直径时,迅速将刀具装入热缩刀柄内,热缩刀柄冷却收缩时,刀具与热缩刀柄形成过盈配合,以此实现刀柄对刀具的可靠、高精度有效夹[1]持。图1所示为德国OTTOBILZ公司开发的带热[2]缩夹头的HSK刀柄结构(Thermogrip工具系统)。与弹性夹头相比,热缩刀柄由于是由刀柄单体构成,没有零件组合带来的精度降低,并且是依靠金属的收缩方式夹持刀具,比机械性收缩方式离散度小,精[3]度稳定性高。另外,热缩刀柄具有较高的夹持
6、扭矩、高弯曲刚性及高的动平衡性。HSK热缩刀柄)刀具配合应对高速加工而产生,在高速旋转状态下热装夹头对刀具须有足够的夹持强度,以免降低加工精度甚至发生安全事故。图1热装夹头结构本文借助有限元分析技术,对高速旋转状态下热缩刀柄)刀具配合的接触压力及变形进行对比分析,2热缩刀柄)刀具夹持力影响因素及夹持力模型基金项目:高档数控机床与基础制造装备科技重大专项资助项目(2009ZX04014-043、2009ZX04012-012)收稿日期:2010年11月热缩刀柄的夹持力由刀柄热缩夹头和刀具的过22工具技术盈配合产生,夹持力的大小主要受接触压力和接触上述方程联立求解得2222
7、2面积的影响,本文研究接触压力的影响因素。在夹aPbQX(3+T)222abRr=22(1-2)+8(a+b-r-2)(10)b-arr持长度一定的条件下,过盈量、刀柄壁厚以及转速三22aPb方面主要因素共同影响接触压力的大小。通过分析RH=22(1+2)+b-ar单因素条件可知:接触压力随基本过盈量的增加而2222QX(3+T)22r(1+3T)ab(a+b-+2)(11)[4]83+Tr增加;由于刀具的刚度大于热缩夹头结构的刚度,22aPb(1+T)刀具受离心力小于热缩夹头收到的离心力,故相同L=22[(1-T)r+]+(b-a)Er
