高速夾頭的結構優(yōu)化及其應用技術研究.pdf

1、高速加工技術是綜合多學科的高新加工技術，涉及信息技術、材料力學以及機械工程學等。由于獨特優(yōu)勢，高速加工技術在汽車工業(yè)、電子制造以及模具制造等行業(yè)應用廣泛。高速加工實現(xiàn)前提是具有優(yōu)異性能的高速加工工具系統(tǒng)。同時，作為聯(lián)接部分，高速夾頭聯(lián)接刀柄與刀具，是高速加工工具系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)。高速夾頭自身的工作和使用性能以及其對刀具的夾持能力優(yōu)劣，對高速切削加工的成敗有著至關重要的影響
　　本研究針對高速夾頭結構不合理所導致應力集中的問題以及分析

2、評價夾頭和刀具的聯(lián)接性能，通過力學分析、有限元模擬以及相關實驗，分析了高速夾頭自身的性能和對刀具的夾持性能。本研究主要工作以及結論如下：
　?。?）建立高速液壓夾頭與刀具的接觸模型，通過研究發(fā)現(xiàn)了高速夾頭存在接觸應力分布不均以及夾頭內部應力集中問題。利用優(yōu)化方法，對液壓夾頭油腔采用圓弧過渡形線以及改變結構尺寸值，進而得到了夾頭的優(yōu)化數(shù)學模型。
　?。?）建立高速液壓夾頭與刀具配合的參數(shù)化模型，利用有限元Ansys中優(yōu)化模塊，

3、選擇優(yōu)化方法對夾頭結構進行優(yōu)化，得到夾頭優(yōu)化序列。選取最優(yōu)的結構設計參數(shù)，對其進行優(yōu)化效果評價，對比優(yōu)化前后夾頭性能以及夾頭使用壽命，結果表明優(yōu)化后的夾頭性能和疲勞壽命得到保障和顯著提高。
　　（3）構建高速彈簧夾頭/刀具力學以及有限元模型，通過分析確定彈簧夾頭主要失效模式，獲得了彈簧夾頭的可靠度和可靠性靈敏度，分析高速彈簧夾頭/刀具配合模型的各方面參數(shù)對夾頭聯(lián)接可靠度的影響大小，并且提出了相關建議和措施，為彈簧夾頭的設計、制造以