HSK-A63测温工具系统结构设计及不平衡响应分析

按照热电偶测温的需求设计并加工出所需的测温工具系统,把数据采集模块及发射装置安装在刀柄内部,最后在动平衡机上对新工具系统进行动平衡测试,测出其存在的不衡量。利用有限元分析法,分析此不平衡量产生的惯性离心力引起的刀尖节点位移的变化规律,为HSK-A63测温工具系统设计、制造及刀具的研究提供理论依据。

HSK-A63测温刀柄的结构设计及模态分析

为了便于测量立铣刀铣削温度,通过改进HSK-A63刀柄的结构,把测温数据采集模块安装到刀柄内部,设计出热电偶测温刀柄。利用Pro/E5.0软件建立嵌入式测温刀柄主体、弹簧夹头/螺母、立铣刀的三维实体模型并进行装配,在ANSYS Workbench中确立合理的边界条件和网格划分的基础上对装配体进行模态分析,得出固有频率和振型。

HSK-A63刀柄与主轴锥孔过盈量的研究

基于对HSK-A63刀柄与主轴锥孔接触状态的理论分析,利用CATIA软件的有限元模块,对HSK-A63刀柄与机床主轴联接系统在不同转速下的膨胀变形进行了仿真分析。结果表明,随着机床主轴转速的提高,主轴/刀柄联接系统的膨胀间隙将增大。通过适当提高轴向预紧力和联接面间的过盈量,可有效改善联接性能和提高加工精度。为增加联接可靠性,HSK-A63刀具系统的过盈量应为20-25μm。

新型离心膨胀动态补偿高速刀柄的静态性能分析

设计了一种新型离心膨胀动态补偿高速刀柄,该刀柄以离心力作为驱动力、液压油作为力传递介质,使膨胀套产生弹性变形对刀柄/主轴接口锥面的离心膨胀进行动态补偿。利用Ansys Workbench分析得到刀柄/主轴接口的接触压力分布规律,确定了刀柄的极限转速;计算了刀柄/主轴接口的径向刚度,确定了接口的名义径向刚度和许用弯矩。结果表明:与HSK-A63高速刀柄相比,新型高速刀柄的极限转速提高了40%、接口名义径向刚度相当、许用弯矩提高约33%。新型高速刀柄适于更高速加工。