HSK熱裝刀柄性能及其控制技術研究.pdf

1、高速加工技術是集材料科學、工程力學、信息科學、機械動力學和制造科學為一體的綜合高新加工技術。高速加工機床與刀具的接口技術直接影響和制約著高速加工的質量和效率，其研究受到國內外學者的高度關注。在眾多高速加工工具系統(tǒng)中，HSK刀柄及其工具系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢和工程應用背景，其中熱裝刀柄又因其高速度、高精度和高剛性等特點得到越來越廣泛的應用。
　　 本論文主要運用理論分析、數(shù)值模擬和實驗方法對HSK熱裝刀柄性能及其控制技術進行研究，其研究

2、的主要工作及創(chuàng)新成果為:
　　 1.建立熱裝夾頭的加熱分析模型，為HSK熱裝刀柄感應加熱方式的分析，熱裝夾頭的電磁場、溫度場和熱應力計算提供理論依據(jù)。
　　 2.確定HSK熱裝刀柄與刀具過盈配合的最大變形量，選擇刀柄材料;基于電磁-熱-結構耦合研究熱裝刀柄的最優(yōu)感應加熱溫度，并考慮電流密度和加熱頻率對最優(yōu)感應加熱溫度的影響，并通過正交實驗，得到熱裝刀柄實際的最優(yōu)感應加熱溫度。
　　 3.進行傳統(tǒng)加熱與最優(yōu)加熱的H

3、SK熱裝工具系統(tǒng)銑削力實驗，以銑削力信號為依據(jù)，比較二者的切削穩(wěn)定性，結果表明最優(yōu)感應加熱的HSK工具系統(tǒng)銑削穩(wěn)定性更好。
　　 4.分析HSK熱裝刀柄的熱疲勞性能，先使用瞬態(tài)傳熱與熱應力耦合有限元分析求塑性應變，再聯(lián)立Manson-Coffin公式，從而預測HSK熱裝刀柄的熱疲勞壽命，并考慮熱循環(huán)方式和高溫保持時間對熱疲勞壽命的影響。
　　 本文主要對HSK熱裝刀柄的性能進行理論分析與實驗研究，部分研究工作是在上海工具