高速加工工具系統(tǒng)動平衡及其應用基礎的研究.pdf

1、高速加工是集材料科學、工程力學、信息科學、控制理論和制造技術(shù)為一體的綜合加工新技術(shù)，它與精密加工、高能束加工、柔性自動化加工一起，構(gòu)成了當今機械制造中的四大先進制造技術(shù)。工具系統(tǒng)在高速加工機床中占有重要的地位，其結(jié)構(gòu)特性、靜動態(tài)特性、動平衡穩(wěn)定性等對高速加工的質(zhì)量和效率具有重要的影響。其中動平衡技術(shù)也是目前高速機床和精密機床研究的四大技術(shù)難點之一(主軸精度、動平衡、溫升冷卻、熱變形)。因此去研究高速加TT具系統(tǒng)的動平衡及其工程應用，對推

2、廣高速加工和精密加工技術(shù)具有重要意義。 本文以配套在高速機床的HSK工具系統(tǒng)為研究對象，運用轉(zhuǎn)子動平衡原理，確定工具系統(tǒng)動平衡類型及其相應的平衡方法，在綜合分析工具系統(tǒng)不平衡因素產(chǎn)生原因的基礎上，通過實驗研究，揭示工具系統(tǒng)不平衡量和加-FT藝系統(tǒng)之間的一些規(guī)律，詳細探討了工具系統(tǒng)動平衡精度等級的選用原則，闡述了國外高速加工工具系統(tǒng)先進平衡技術(shù)的工作原理，為工具系統(tǒng)的設計、制造和使用提供理論指導。 全文由七章組成。第一章緒

3、論，第二章高速加工工具系統(tǒng)動平衡的基本原理，第三章高速加工工具系統(tǒng)動平衡分析，第四章高速加TT具系統(tǒng)動平衡對機床和加工的影響，第五章高速加'FT具系統(tǒng)動平衡的精度，第六章高速加工工具系統(tǒng)的先進平衡技術(shù)，第七章研究工作結(jié)論及其發(fā)展展望。本文研究的主要貢獻有： 1.在研究剛性轉(zhuǎn)子動平衡原理和撓性轉(zhuǎn)子動平衡原理的基礎上，首次提出了區(qū)分工具系統(tǒng)是剛性轉(zhuǎn)子還是撓性轉(zhuǎn)子是實施動平衡技術(shù)的必要前提。 2.系統(tǒng)地分析了在HSK工具系統(tǒng)的

4、設計、制造、裝配、使用等一系列過程中，各種不平衡因素產(chǎn)生的原因，并且將各種因素分為確定性和不確定性兩種，為工具系統(tǒng)的設計、制造、裝配和使用提供理論指導。 3.系統(tǒng)地分析了工具系統(tǒng)各種平衡方法的特點和性能，提出了正確運用工具系統(tǒng)各種平衡方法的途徑，為工具系統(tǒng)的設計和合理確定工具系統(tǒng)動平衡工藝提供理論指導。 4.通過實驗方法，初步揭示工具系統(tǒng)不平衡量與高速機床主軸振動和加工工件表面質(zhì)量之間的一些定量關(guān)系和結(jié)論，為確定合理的高

5、速加工切削參數(shù)和確定合理的工具一主軸系統(tǒng)動平衡精度等級提供依據(jù)。 5．探討了高速加3232具系統(tǒng)動平衡精度等級選用的各種方法，提出了設計高速加工工具系統(tǒng)時，其平衡精度等級合理確定的原則。同時研究了工具系統(tǒng)視作撓性轉(zhuǎn)子時，由不平衡量所引起的變形對平衡精度等級的影響，提出了對其原始不平衡量和平衡精度等級進行修改的計算方法。 本研究的成果進一步豐富和發(fā)展了高速加工工具系統(tǒng)的設計理論和應用技術(shù)，對正確實施高速加2232具系統(tǒng)動平