热缩刀杆装夹温度的影响因素

为得到热缩刀杆与刀具配合公差与其最小装夹温度之间的精确关系,对影响刀杆接触面最小热位移差值的感应加热长度、热缩刀杆壁厚、锥角、配合长度、内径等因素进行了研究。采用ANSYS参数化设计语言,构建具有过盈特征的刀杆与刀具配合的参数化有限元模型,通过试验验证了模型的可靠性。通过获取热缩刀杆接触面的位移分布,结合刀杆与刀具接触状态的表征方法对接触面上最小热位移差值进行了计算。计算结果表明,配合面最小热位移差值随着热缩刀杆壁厚、配合长度、锥角的增加而减小,随着内径的增大而增大,且适当增大感应加热长度也有利于刀具的装夹。最终建立了配合公差所对应的过盈量?与最小装夹温度T之间的计算关系式,对刀具在热缩刀杆中的装夹及刀杆的结构设计提供理论指导。

热缩刀杆与刀柄接触应力的影响因素

为改善热缩刀杆与刀柄配合面的实际接触状态,对配合面接触应力分布的影响因素及规律进行了研究。采用Ansys参数化设计语言,构建了热缩刀杆与刀柄配合的参数化有限元模型,通过感压胶片测量了其配合面的接触应力,间接地验证了参数化模型的可靠性。通过获取热缩刀杆配合面的压力分布,对配合面上接触应力进行了分析计算。结果表明,随着热缩刀杆内径、厚度、配合长度、锥角的增加,配合面平均接触应力及最大接触应力减小,接触应力的均匀性降低,但接触应力的分布趋势及分布范围不变;适当增大刀柄厚度和选择适当刀杆厚度有利于减小应力集中。