HSK热装刀柄的感应加热.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术NO．92012年9月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueSep．2012文章编号：1001—2265(2012)09—0079—04HSK热装刀柄的感应加热陈建，王贵成，宋伟，何娟娟(江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013)摘要：HSK热装刀柄是高速数控机床重要通用部件之一，它是目前应用最为广泛的刀柄。热装刀柄与刀具配合的原理是热胀冷缩，刀柄感应加热的温度会影响到刀柄热变形量大小，从而影响刀具与刀柄的配合性能。先从理论上分析了热装夹头感应加热模型；再使用ANSYS中的电磁热

2、结构耦合有限元分析，得到理论上感应加热的最优温度；最后，通过实验验证得到刀柄实际装配时加热的最优温度。分析了传统加热与最优化加热的优劣，有限元分析的最优温度与实际得到数据的原因。关键词：热装夹头；感应加热；最优温度；热变形中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ATheInductionHeatingofHSKShrinkToolholderCHENJian，WGNGGui—cheng，SONGWei，HEJuan-juan(SchoolofMechanicEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，Chin

3、a)Abstract：HSKshrinktoolholderisanimportantpartofthehighspeedCNCmachinetoolanditismostwidelyusedrecently．Theprinciplewhichthetoolisembededintothetoolholderisexpandingwithheatandcontractingwithcold，thetemperatureoftoolholderbyinductionheatingwillaffectthedeformation，SOthatitwillinfluenceth

4、eperformanceofthetoolandwiththecooperationoftoolholder．Firstly，itana-lyzestheinductionheatingmodelofhotclampingheadintheory；Secondly，itgetsthetheoreticoptimaltemperaturebyelectromagnetism-thermal—structureFEAwithANSYSsoftware，Lastly，theexperimentaldataisacquiredthroughtheactualheating．Als

5、o，itanalysesthestrengthsandweaknessesoftraditionalheatingandoptimalheatingandthereasonwhichthedifferentoptimaltemperaturebetweenFEAandex—periment．Keywords：hotclampinghead；inductionheating；optimaltemperature；thermaldeformation热时间，加热不同夹持孔尺寸的热装夹头。通过这0引言种方式加热，壁厚薄的夹头温度会过高，导致热变形高速加工是五大现代制造技术之一⋯

6、，已成为和热应力很大，从而影响刀柄的动平衡性能和疲劳现代制造技术的一个重要组成部分和发展方向。寿命，因此需要得到热装夹头不同夹持孔尺寸感应高速工具系统是高速数控机床所需要的重要组成部加热的最优温度。件之一，是机床与刀具的连接部件，是刀具发挥切削l热装夹头的工作原理作用的桥梁。目前，用于高精密加工有三种典型夹头：液压夹头、热装夹头和应力锁紧式夹头。其热装夹头的工作原理：利用刀柄材料的热胀冷中，热装夹头的HSK刀柄以其夹持精度高、夹持力缩性能来夹持刀具；在原始状态下，夹持孔的直径小强、弯曲刚度高和动平衡性能好等优点，得到了广泛于刀具刀杆直径，刀具无法直接插入；安装刀具时，的应

7、用。首先对刀柄的夹持段加热，金属材料受热膨胀，夹持热装夹头的夹持孑L尺寸由所夹持刀具刀杆大小孔尺寸变大，此时，刀具可以顺利地插入到夹持孔所决定，不同夹持内孔尺寸的热装夹头其壁厚不一中；然后将刀柄夹持段冷却，金属材料收缩，依靠刀样，所需要的加热温度也不同。由于目前对不同夹柄材料的收缩力将刀具牢牢地夹住；卸刀的过程持孔热装刀柄所需最优感应加热温度了解较少，对和上述装刀的过程相同，通常采用电磁感加热的方热装夹头的加热方式主要采用：设定统一的感应加法加热刀柄；图1为感应加热的示意图。收稿日期：2012—02—24；修回日期：2012—