高速電主軸設(shè)計及主軸-刀柄接口聯(lián)接特性分析.pdf

1、高速加工能大大地提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，高速電主軸單元是高速加工中的核心部件。高速電主軸性能的優(yōu)劣直接決定著高速加工質(zhì)量的好壞，決定電主軸性能指標(biāo)的影響較多，諸如電機類型、軸承配置、主軸潤滑及冷卻等等，不過，主軸/刀柄聯(lián)接接口的設(shè)計也是重要影響因素之一。目前，高速電主軸主要采用1:10錐度過定位方式的HSK型聯(lián)接形式。而HSK主軸/刀柄接口在我國尚處于接受、消化該技術(shù)的階段，一些關(guān)鍵技術(shù)問題尚需要深入剖析。因此，從理論上研究HSK主

2、軸/刀柄聯(lián)接特性對開發(fā)我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型工具系統(tǒng)具有重要的理論意義和實用價值。
　　本論文主要圍繞加工中心用高速電主軸開展研究，主要完成電主軸單元總體設(shè)計，同時應(yīng)用有限元軟件對電主軸用HSK主軸/刀柄接口聯(lián)接特進行深入研究，具體工作如下：
　　高速電主軸的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，針對支撐單元的組配、選型進行詳細(xì)設(shè)計，確定電機、潤滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)等主要組成部分；設(shè)計中選用HSK主軸/刀柄聯(lián)接形式，并對其結(jié)構(gòu)特點、工作原理及夾緊方式進

3、行了分析。
　　基于彈性力學(xué)理論，分析離心力作用下主軸/刀柄接口的變形規(guī)律，并與標(biāo)準(zhǔn)7:24錐度的BT主軸/刀柄接口進行比較分析；同時分析離心力作用下錐面配合過盈量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。
　　建立HSK主軸/刀柄接口的有限元分析模型，并對HSK主軸/刀柄接口進行非線性接觸分析，深入討論夾緊力、聯(lián)接配合過盈量及轉(zhuǎn)速等因素對主軸/刀柄接口的變形、應(yīng)力分布、剛度和承載能力的影響規(guī)律。同時與7:24錐度的BT主軸/刀柄聯(lián)接接口性能進行對比分