高速主轴/刀柄联结特性的有限元分析 被引量：8

1

作者 张松 艾兴 +1 位作者 赵军 刘战强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2004年第12期84-86,共3页

非线性有限元法可以分析、模拟主轴 /刀柄联结面间的变形、接触应力分布规律 ,为主轴 /刀柄联结的设计和优化提供理论依据。研究表明 ,适当提高轴向拉力和过盈量可以有效地解决上述问题 ,改善联结性能和加工精度。

关键词 主轴/刀柄联结 高速旋转 有限元

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高速状态下机床主轴/刀具联接系统变形的有限元分析 被引量：8

2

作者 王殿龙 李天华 康德纯 《工具技术》 北大核心 2003年第3期7-10,共4页

随着高速加工机床及新型刀具的开发取得重大进展 ,刀具 /主轴联接系统已成为高速加工系统中最薄弱的环节之一。本文采用有限元模拟分析方法 ,对比分析了标准 7:2 4锥度联接系统与HSK联接系统在高速状态下的变形情况 ,研究了在离心力作... 随着高速加工机床及新型刀具的开发取得重大进展 ,刀具 /主轴联接系统已成为高速加工系统中最薄弱的环节之一。本文采用有限元模拟分析方法 ,对比分析了标准 7:2 4锥度联接系统与HSK联接系统在高速状态下的变形情况 ,研究了在离心力作用下系统的膨胀变形对联接性能的影响。 展开更多

关键词 高速加工 机床 主轴/刀具联接系统 变形 有限元分析

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刀柄—主轴系统联结性能有限元接触分析 被引量：4

3

作者 程强 宋晓磊 +2 位作者 蔡力钢 赵永胜 刘志峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期775-780,共6页

为提高高速加工的质量,采用有限元接触理论建立了刀柄—主轴系统的联结性能评测模型。对接触面上所有高斯积分点进行接触判定。计算任意两点间的法向距离和法向接触力,以判断是否进入接触状态;计算切向接触力以判断摩擦状态。用罚函数... 为提高高速加工的质量,采用有限元接触理论建立了刀柄—主轴系统的联结性能评测模型。对接触面上所有高斯积分点进行接触判定。计算任意两点间的法向距离和法向接触力,以判断是否进入接触状态;计算切向接触力以判断摩擦状态。用罚函数法将不等式形式的判定条件引入非线性有限元变分原理,采用完全New-ton-Raphson方法求解方程组。采用该模型仿真刀柄—主轴接触面的变形状况和应力分布,并用统计方法分析了拉刀力和转速对刀柄—主轴系统联结性能的影响规律。 展开更多

关键词 刀柄—主轴系统 联结性能 接触 有限元分析 高速加工

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主轴—刀柄结合面刚度建模方法 被引量：9

4

作者 高相胜 张以都 张洪伟 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期61-66,共6页

为建立高速旋转状态下的主轴—刀柄结合面刚度模型,提出了经典弹性理论和吉村允孝积分法相结合的半解析方法,求解在高速旋转状态下的主轴—刀柄结合面刚度。采用文献[2]的实验数据验证了该方法的有效性。在此基础上建立了在高速旋转状... 为建立高速旋转状态下的主轴—刀柄结合面刚度模型,提出了经典弹性理论和吉村允孝积分法相结合的半解析方法,求解在高速旋转状态下的主轴—刀柄结合面刚度。采用文献[2]的实验数据验证了该方法的有效性。在此基础上建立了在高速旋转状态下的主轴—刀具耦合系统的动力学模型。采用基于Riccati变换的整体传递矩阵法,对主轴—刀具耦合系统的动态特性进行了分析。考察了主轴转速软化结合面刚度因素对系统动态特性的影响。通过对比说明,高速旋转产生的离心力对主轴—刀具耦合系统的动态特性有较大影响;所提的计算模型和方法可以实现高速旋转状态下的主轴—刀柄结合面刚度的求解。 展开更多

关键词 主轴 高速旋转 刚度软化 结合面刚度 动态特性

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高转速下主轴-双面锁紧刀柄接触特性预估 被引量：2

5

作者 赵永胜 许静静 +1 位作者 蔡力钢 刘志峰 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期673-680,共8页

采用有限元方法获得不同转速下端面和锥面的接触压强,基于该压强采用三维分形和赫兹接触理论计算双面锁紧刀柄与主轴的接触刚度,建立高转速下主轴-双面锁紧刀柄系统仿真模型。分析不同参数对主轴-双面锁紧刀柄(BTF40)系统锥面接触率及... 采用有限元方法获得不同转速下端面和锥面的接触压强,基于该压强采用三维分形和赫兹接触理论计算双面锁紧刀柄与主轴的接触刚度,建立高转速下主轴-双面锁紧刀柄系统仿真模型。分析不同参数对主轴-双面锁紧刀柄(BTF40)系统锥面接触率及结合部接触刚度的影响规律,确定了该新型刀柄的极限转速、拉刀力、碟簧刚度和碟簧预紧力的合理取值区间,研究结果为双面锁紧刀柄的设计与优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 双面锁紧刀柄 高转速 三维分形理论 接触刚度

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高速电主轴力-热耦合特性建模 被引量：4

6

作者 王书亭 陈凤姣 +1 位作者 刘涛 苟卫东 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1-5,共5页

针对高速电主轴工作在力热耦合状态下,结合部刚度、阻尼、热阻等物理参数确定及结合部的精确计算困难等问题,采用分形接触理论和赫兹接触理论,研究了高速电主轴固定结合部和可动结合部的力-热耦合特性,建立了高速电主轴结构界面的物理... 针对高速电主轴工作在力热耦合状态下,结合部刚度、阻尼、热阻等物理参数确定及结合部的精确计算困难等问题,采用分形接触理论和赫兹接触理论,研究了高速电主轴固定结合部和可动结合部的力-热耦合特性,建立了高速电主轴结构界面的物理表征方法.在此基础上,提出了一种考虑结合部特性的高速电主轴力-热耦合建模及其数值方法,并结合机床高速电主轴实验测试,验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 高速电主轴 结合部 物理表征 力-热耦合建模 数值方法

原文传递

高转速下主轴-刀柄结合部接触刚度分析 被引量：1

7

作者 赵永胜 许静静 +1 位作者 蔡力钢 刘志峰 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期91-95,共5页

提出一种宏微观相结合的方法建立高转速下主轴-刀柄系统结合部接触刚度模型.宏观上假设主轴-刀柄结合面为理想圆锥面,通过有限元方法获得不同转速下锥形表面的接触压强分布;微观上假设接触表面由微凸体构成,并基于接触压强采用考虑域拓... 提出一种宏微观相结合的方法建立高转速下主轴-刀柄系统结合部接触刚度模型.宏观上假设主轴-刀柄结合面为理想圆锥面,通过有限元方法获得不同转速下锥形表面的接触压强分布;微观上假设接触表面由微凸体构成,并基于接触压强采用考虑域拓展因子影响的三维分形模型计算锥形结合部的接触刚度.以BT40刀柄为研究对象,其无转速工况下主轴-刀柄系统理论预测与实验频响函数一致性较好,在此基础上分析转速及拉刀力对结合部刚度影响规律,确定了转速极限值为1.5×10^4 r/min,拉刀力合理取值范围为[8,12]kN,研究结果为主轴-刀柄系统的结构优化及应用提供理论基础. 展开更多

关键词 主轴-刀柄系统 三维分形模型 高转速 接触刚度 拉刀力

原文传递

高速主轴-刀柄接口离心膨胀动态补偿系统的研究 被引量：1

8

作者 王军 唐海洋 任权国 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第10期84-89,共6页

为解决高速主轴-刀柄接口因离心膨胀导致极限转速偏低及定位精度下降的问题,设计了一种新型离心膨胀动态补偿系统,并对其性能进行了分析。利用ANSYS有限元软件分析了主轴-刀柄接口的锥面接触应力,确定了主轴-刀柄接口的极限转速,计算了... 为解决高速主轴-刀柄接口因离心膨胀导致极限转速偏低及定位精度下降的问题,设计了一种新型离心膨胀动态补偿系统,并对其性能进行了分析。利用ANSYS有限元软件分析了主轴-刀柄接口的锥面接触应力,确定了主轴-刀柄接口的极限转速,计算了主轴-刀柄接口的径向刚度。通过与常规主轴-刀柄接口进行对比,验证了补偿系统的补偿效果。带补偿系统的主轴-刀柄接口锥面接触应力满足径向定位要求,接口极限转速提高43.8%,接口径向刚度随转速与载荷的变化关系更符合高速加工实际要求。 展开更多

关键词 高速主轴 主轴-刀柄接口 补偿系统 极限转速 径向刚度

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HSK主轴/刀柄接口扭转刚度特性

9

作者 王洋 王树林 +2 位作者 于永慧 肖坡 程果 《工具技术》 北大核心 2017年第6期85-88,共4页

主轴/刀柄接口性能直接影响零件的加工质量,HSK主轴/刀柄接口克服了传统7/24锥度工具接口在高速切削加工中存在的弊端。HSK工具系统接口的扭转刚度高于同规格的BT工具系统,而高速刀柄和主轴接口在工作中的扭转变形直接影响工具系统的使... 主轴/刀柄接口性能直接影响零件的加工质量,HSK主轴/刀柄接口克服了传统7/24锥度工具接口在高速切削加工中存在的弊端。HSK工具系统接口的扭转刚度高于同规格的BT工具系统,而高速刀柄和主轴接口在工作中的扭转变形直接影响工具系统的使用性能。运用有限元方法分析了锥面接触和端面接触对接口扭转刚度以及过盈量、夹紧力、转速对扭转刚度的影响。研究结果为高速加工工具系统的设计与合理使用提供了依据。 展开更多

关键词 高速切削加工 主轴/刀柄接口 扭转刚度 有限元

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HSK-100A型刀柄/主轴联接性能分析

10

作者 张年松 张立 +1 位作者 赵爱娜 吴良宝 《中国制造业信息化（学术版）》 2012年第1期43-44,48,共3页

将机床主轴与刀具相联接的刀柄是影响机床加工精度、刀具磨损及加工效率的关键部件。针对高速切削对刀柄的要求,建立了HSK-100A型刀柄的三维实体模型,同时利用有限元方法,对影响HSK-100A型刀柄/主轴联接性能的参数进行了分析,为HSK刀柄... 将机床主轴与刀具相联接的刀柄是影响机床加工精度、刀具磨损及加工效率的关键部件。针对高速切削对刀柄的要求,建立了HSK-100A型刀柄的三维实体模型,同时利用有限元方法,对影响HSK-100A型刀柄/主轴联接性能的参数进行了分析,为HSK刀柄的实际应用提供一定的依据及指导。 展开更多

关键词 高速切削 HSK-100A 有限元分析 刀柄/主轴联接

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高速主轴/刀柄接口联结特性 被引量：1

11

作者 揭文恺 王贵成 陈建 《工具技术》 2014年第2期23-26,共4页

高速数控机床主轴/刀柄接口的联结特性对机床精度和加工稳定性具有重要影响。以HSK-E63为研究对象,利用非线性有限元法分析高速数控机床主轴/刀柄的联结特性,系统地揭示出过盈量、夹紧力、转速对锥面接触应力及间隙的影响及其变化规律... 高速数控机床主轴/刀柄接口的联结特性对机床精度和加工稳定性具有重要影响。以HSK-E63为研究对象,利用非线性有限元法分析高速数控机床主轴/刀柄的联结特性,系统地揭示出过盈量、夹紧力、转速对锥面接触应力及间隙的影响及其变化规律。研究结果为高速主轴/刀柄接口的设计和优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 高速数控机床 主轴 刀柄联结 非线性接触 接触应力 锥面间隙

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高速主轴/刀柄联结的可靠性分析

12

作者 揭文恺 王贵成 +1 位作者 沈春根 陈建 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第6期266-268,272,共4页

高速主轴/刀柄的联结性能对加工精度和机床可靠性具有重要影响。采用机械零件可靠性设计的方法,对高速主轴/刀柄联结的可靠性进行了分析,建立了高速主轴/刀柄联结强度和传递扭矩的可靠性模型,并给出了可靠度的通用计算公式,利用ANSYS有... 高速主轴/刀柄的联结性能对加工精度和机床可靠性具有重要影响。采用机械零件可靠性设计的方法,对高速主轴/刀柄联结的可靠性进行了分析,建立了高速主轴/刀柄联结强度和传递扭矩的可靠性模型,并给出了可靠度的通用计算公式,利用ANSYS有限元分析软件,计算出不同转速、过盈量、夹紧力作用下的高速主轴/刀柄联结的接触应力,系统地揭示出不同夹紧力作用下,过盈量、转速对高速主轴/刀柄联结强度和传递扭矩的可靠性的影响,研究结果为实际使用过程中夹紧力、过盈量、转速大小的选用提供了参考。 展开更多

关键词 高速主轴 刀柄联结 强度 传递扭矩 可靠性模型 可靠度

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考虑气泡体积分布的轴承油气紊流润滑模型

13

作者 华成玉 林晓辉 《机械制造与自动化》 2015年第1期13-15,24,共4页

将高速工况下的油气润滑介质视为由连续液体和离散气泡构成的混合流,基于连续方程、Navier-Stokes方程、壁面定律紊流模型和气泡体积分布函数,导出了考虑界面效应的混合流体紊流广义Reynolds方程,建立了高速主轴径向轴承油气紊流动压润... 将高速工况下的油气润滑介质视为由连续液体和离散气泡构成的混合流,基于连续方程、Navier-Stokes方程、壁面定律紊流模型和气泡体积分布函数,导出了考虑界面效应的混合流体紊流广义Reynolds方程,建立了高速主轴径向轴承油气紊流动压润滑模型,模型同时考虑了气泡体积分布以及两相界面间动量传输效应。通过数值耦合求解广义Reynolds方程和流体速度方程,获得了油气润滑动压轴承的压力分布、紊流流速分布。结果表明,气泡尺寸分布和界面效应将使油膜发散区产生正压力。 展开更多

关键词 高速主轴径向轴承 两相紊流润滑 界面效应

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