高速刀柄简介.pptx

报告人 Sunny 高速刀柄研究现状 1 引言2 各型刀柄2 1传统刀柄2 2新型刀柄3 致谢 目录 在高速主轴的设计中 目前对刀柄和主轴连接较成功的设计主要有两种 一种是为了降低成本 仍然采用7 24锥度而进行改进的刀兵结构如美国的WSU系列刀柄 日本的Big Plus刀柄等 另一种就是彻底改变7 24锥度标准采用替代型结构 如德国的HKS系列 美国的KM系列刀柄等 这些设计都各具特色但也存在一些问题 1 引言 2 各型刀柄 2 1传统刀柄 2 1 1BT工具系统 BT工具系统 7 24 常规机床广泛采用的实心长刀柄 工作时仅靠锥面定位 优点 结构简单 使用便利 成本低缺点 不能用于高速加工 2 1 2BIG PLUS工具系统 BIG PLUS工具系统 在BT基础上 缩小主轴端面与刀柄端面间隙 锁紧后利用主轴锥孔弹性膨胀补偿间隙 提高了系统刚度和重复定位精度 缺点是制造工艺难度加大 Big plus 2 1 3WSU工具系统 WSU刀柄采用了虚拟锥度 离散的点或者线形成锥面与主轴接触 的概念 实现端面与锥面同时接触定位 优点 双面定位 动平衡性能好 缺点 滚珠加工精度高 产生的永久变形影响重复定位精度 拉杆拉力较大 2 1 43 LOCK工具系统 本体柄部是圆柱体和椎体的组合 锥套上开有缝隙 大端处设蝶形弹簧 优点 端面 锥面 锥套内孔三处锁紧 高转速时系统可靠性高缺点 由于锥套开有缝隙 导致动平衡精度不高 3 LOCK SHOW D F C 2 2新型刀柄 2 2 1HSK工具系统 空心短锥柄 1 10 采用端面和锥面同时定位 外胀式加紧机构 优点 具有良好的刚度和重复定位精度 高速性能优异缺点 制造工艺难度大 现有主轴存在兼容问题 HSK 2 2 2KM工具系统 KM 1 10 空心短锥刀柄 锥面和端面双面定位 优点 双面定位 高速性能好 允许较大过盈量缺点 与传统主轴兼容问题 大过盈量导致主轴膨胀恶化 缩短轴承寿命 2 2 3CAPTO工具系统 CAPTO 1 20 刀柄呈锥形三角体结构 锥面和端面双面定位 优点 无滑动的扭矩传递 动平衡性能好 位置精度高缺点 三角体加工困难 成本高 2 3其他工具系统 a H F C工具系统 日本 b SHOWD F C工具系统 日本 c NC5刀柄 日本 国外刀柄性能研究 在新型工具系统的性能研究方面 通用汽车公司的IhabM Hanna JohnS Agapiou和DavidA Stephenson利用abaqus软件建立了HSKA 63型刀柄的有限元模型 系统分析了锥面接触间隙和应力分布以及不同过盈下弯矩载荷与接触刚度的关系 分别讨论了外加载荷 夹紧力 离心力对刀柄接触应力的影响规律 为了解HSK工具系统接口性能提供了依据 日本庆应义熟大学的T Aoyama和L Lnasaki等设计了一套独特的实验方案 对HSKA 50型刀柄接口做了径向刚度测量 并借助有限元分析了转速和过盈量对接口刚度的影响规律 北卡罗来纳大学的Uttarav Kumar和TonyL Schmitz等基