新型大柔度锥面高速刀柄的设计.pdf

《新型大柔度锥面高速刀柄的设计.pdf》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、主题：科技重大专壤及相关技术I———1面丽面新型大柔度锥面高速刀柄的设计王军曹景阳吴凤和(①燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004；②三一重机有限公司，江苏昆山215334)摘要：设计了一种新型结构高速刀柄，刀柄的结构特征为实心短锥双面定位，并在锥面上开环形沟槽形成分锥体。由分锥体组合而成的大柔度锥面允许刀柄与主轴锥孔以较大过盈量配合联接，同时刀柄分锥体高速旋转时能够产生较大的离ILq]~。胀与主轴锥孔膨胀相匹配，提高了刀柄与主轴接口的极限转速和联接刚度。对刀柄结构进行了设计，利用有限元分析对刀柄的主要几何参数、过盈量以及极限转速进行了确定。研究结果证明，与常用的

2、HSK刀柄相比，所设计的新型高速刀柄能够显著提高刀柄的极限转速。关键词：高速刀柄设计柔度极限转速有限元中图分类号：TG702A文献标识码：ADesignofanewtypeofhighspeedtoolholderwithaflexibleconicalsurface‘WANGJun①CAOJingyang②WUFenghe①，，(@CollegeofMechanicalEngineering，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，CHN；@SanyHeavyMachineCo．，Ltd．，Kunshan215334，CHN)Abstr

3、act：Anewtypeoftoolholderwasdesigned．Ithasthecharacteristicfeaturesofsolidcore，shortcone，posi—tionedbytwosurfaces．Severalindependentconesareproducedbycuttingcirculargroovesontheconi—calsurface．Thehighflexibleconicalsurfaceconsistsofindependentconesallowsalargerinterferencebetweentoolholde

4、randtaperholeofspindle，inadditionthelargercentrifugalexpansionofindependentconesinhighspeedmatcheswiththespindleexpansionbetter．Thisincreaseslimitrotatespeedandstiffnessofthetookholder／spindleinterface．Inthispaper，thestructureofthetoolholderisdesigned，andthemaingeometricparameters，interf

5、erenceandlimitrotatespeedaredetermined．Theresearchre—suhsprovedthatthenewtapeoftoolholderhashigherlimitrotatespeedthanHSKusedcommonlyatpresent．Keywords：HighSpeedToolHolder；Design；Flexibility；LimitRotateSpeed；FEM高速切削加工对刀柄的性能提出了更高的要求。的性能均好于传统刀柄。但随着转速的进一步提高，传统刀柄为7：24锥度的实心结构，单面定位，高速时刀柄性能均会降低

6、，仍不能满足更高转速的要求，这在主轴锥孔发生“喇叭口”状离心膨胀，主轴锥孑L和刀柄一定程度上限制了高速加工的发展”。锥面间形成间隙，无法满足高速加工要求。针对传统目前应用最多的是德国的HSK高速刀柄。HSK刀柄的不足，德国、美国、日本等国开发了几种高速刀刀柄锥度为1：10，双面定位，通过空心短锥结构提高柄，典型的如德国的HSK刀柄、美国与德国联合开发刀柄一主轴接口的极限转速(简称“刀柄极限转速”)。的KM刀柄、瑞典的CAPTO刀柄、日本的Big—Plus刀其主要缺点是：空心结构使刀柄锥面的柔性增加有限，柄等。还有如三角锥体结构、在圆柱刀柄本体上加碟更高转速时刀柄与主轴锥

7、孔会出现间隙；空心使得椎形弹簧和锥形套、在刀柄端面加限位螺钉、在刀柄锥面体壁薄，轴向截面很小，产生薄弱环节；空心结构使刀安放滚珠等不同形式的高速刀柄。这些刀柄在高速时具的悬伸量增大，因为空心部分使得刀具夹头部分前国家科技重大专项：大柔度锥面高速刀柄(2011ZX04002—111)‘uI￡ol主题：科技重大膏项屐钼关技术’0而忑面—一移，降低了工具系统刚度。高速刀柄能够兼容，刀柄的锥度、外部形状及基本尺寸国内研究主要集中在对国外高速刀柄的性能分与HSK—E63刀柄相同(德国标准DIN69893)。拉刀力析、参数优化、制造工艺、动平衡、工具