HSK刀柄-主軸接觸特性及可靠性研究.pdf

1、高速加工技術(shù)是多種新興技術(shù)的相互交叉、融合，是目前發(fā)展最為快速、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、經(jīng)濟(jì)效益顯著的一種先進(jìn)制造技術(shù)。HSK刀柄是目前高檔數(shù)控機(jī)床應(yīng)用最為廣泛的高速加工刀柄之一，其與主軸連接的可靠性不僅關(guān)乎刀柄的使用壽命，而且對(duì)產(chǎn)品加工的質(zhì)量和效率有重要的影響。
　　本文以HSK刀柄/主軸的連接為研究對(duì)象，通過理論分析和數(shù)值模擬，對(duì)HSK刀柄/主軸連接的接觸特性和可靠性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。本研究的主要工作及成果為:
　　(1)首先，通

2、過對(duì)HSK刀柄/主軸接觸體型分析，建立HSK刀柄/主軸連接的接觸模型，對(duì)其接觸狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬，揭示了不同因素對(duì)接觸應(yīng)力分布和間隙變化及其特征參數(shù)的影響規(guī)律。
　　(2)其次，通過分析HSK刀柄/主軸接觸間隙峰值、間隙端點(diǎn)的位置變動(dòng)，研究了其間隙形成與變化，揭示出間隙在擴(kuò)展和收縮時(shí)，靠近端面部分其間隙變化較為明顯，遠(yuǎn)離端面部分其間隙變化比較輕微，而間隙峰值的位置則在中間一定范圍內(nèi)變動(dòng)。
　　(3)第三，利用多因素正交試驗(yàn)法和

3、數(shù)值模擬分析法，對(duì)HSK刀柄/主軸連接的錐面平均接觸應(yīng)力和間隙截面面積進(jìn)行正交數(shù)值模擬試驗(yàn)，揭示出錐面平均接觸應(yīng)力的最顯著影響因素是過盈量，間隙截面面積的最顯著影響因素則是轉(zhuǎn)速。為了保證錐面接觸結(jié)合度保持在70％以上，確立了最優(yōu)連接參數(shù)范圍為夾緊力取18KN，過盈量取10～12μm，轉(zhuǎn)速不高于25000r/min。
　　(4)第四，基于對(duì)HSK工具系統(tǒng)進(jìn)行故障模式及影響分析，編制出HSK工具系統(tǒng)的FMEA表，建立出HSK刀柄/主軸