刀柄接口扭转刚度特性.pdf

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1、第7期组合机床与自动化加工技术NO．72012年7月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJu1．2012文章编号：1001—2265(2012)07—0106—03CaptoC6主轴／刀柄接13扭转刚度特性水刘春春，王树林，沈春根，陈文华(江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013)摘要：Capto刀柄与HSK刀柄均为高速数控机床配套使用的刀柄，其动静态刚度、可靠性、安全性等直接影响到被加工零件的质量和加工效率，这两类高速刀柄和主轴接口在工况下的扭转变形是影响整个主轴．刀柄系统刚度及其性能的重要指标。文章运用有限元分析方法分析了两

2、种刀柄在相同过盈量、扭矩等情况下和主轴接口的刚度特性及其规律，研究结果为合理选型高速刀柄提供理依据。关键词：主轴／刀柄接口；有限元；扭转刚度中图分类号：TH16；TP391文献标识码：ATorsionalRigidityPropertyofCaptoC6Spindle／Tool-holderInterfacesLIUChun-chun，WANGShu-lin，SHENChun-gen，CHENWen-hua(SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China)Abstract：Captotoo

3、lholderandHSKtoolholderareallsupportingtheuseofthetoolholderinthehighspeedCNCmachine，andtheirstaticaccuracy，reliabilityandsafetydirectlyaffectthequalityofthepartandmachiningeficiency．Whatmainlyaffectstheintegratedrigidityoftoolholderandspindleanditsperformanceisthetorsionaldeformation，whichiscausedb

4、ythesetwokindsofhighspeedtoolholderandspindleinterfaces．Thispaper，usingFEMmethodanalysestherigidityofbothtoolholderswhenatthesamemagnitudeofinterference，torqueandSOon．Andtheresultsprovidedtheoreticalbasisforthereasonableselectionofhighspeedtoolholder．Keywords：spindle／tool—holderinterface；FEM；torsion

5、alrigidityHSK主轴／刀柄扭转刚度角度来分析，研究工作可以0引言为高速加工以及实际应用选择合理的刀柄提供理论高速加工是五大现代制造技术之一⋯，已成为依据。现代机械制造技术的一个重要组成部分和发展方本文基于UGNX7．0前处理对两者刀柄进行建向。数控机床主轴系统包含主轴、轴承、刀柄、刀模，将所建模型直接通过NXNastran进行分析，避免具(或工件)等零件，而工具系统性能对高速加工转化过程中的缺陷和不足，将更具合理性。的加工质量、加工精度和加工效率等都有直接影响。1可乐满CaptoC6与HSK63E刀柄的三维通常，被加工工件材料主要包括铸铁、高速钢、轴承模型及工作原理钢等钢铁材料，也涉

6、及高温合金、钛合金等难加工材料]，传统7：24锥度的工具系统暴露出其在高速加可乐满Capto工具系统是瑞典SandvikCoromant工方面的不足，取而代之的是以可乐满Capto和HSK公司开发的一种双面定位夹紧中空短锥刀柄，并于为代表的高速加工工具系统，现被广泛应用于汽2008年成为国际标准ISO26623。可乐满Capto刀柄车、电子、航空、机床、模具等行业。衡量工具系统性联接结构采用锥度为1：20的三弧段等距型面联接，这能的重要指标之一是接口刚度，本文主要从Capto与种联接形式与平键、花键联接相比，联接强度高、传递收稿日期：2011—11—30；修回日期：2011—12—14一基金项

7、目：高档数控机床与基础制造装备科技重大专项(2009ZX04012—012)；国家自然科学基金(510751927)作者简介：刘春春(1987一)，男，江苏南通人，江苏大学机械工程学院研究生，主要从事可乐满Capto主轴／刀柄接口联接特性分析等，(E—mail)liuchunchunedu@163．corn。·108·组合机床与自动化加工技术第7期表1CaptoC6与HSK63E刀柄的基本属性刀柄