基于有限元分析的刀柄感应加热性能研究

发布时间：2021-04-01 12:13

　　为了能将感应线圈磁场聚集在内部中上段,提高加热效率,针对热装刀柄与刀具的配合方式,设计适用于热装刀柄的特殊线圈结构。分析了刀柄加热过程中的所需功率,以设计的感应线圈作为电磁感应加热源,利用ANSYS有限元分析软件对刀柄加热过程进行磁-热-结构耦合分析,研究刀柄的理论最优加热温度和热疲劳寿命。最后利用自主研发的刀柄热装装置进行大量加热实验,通过对温度数据的分析,得到了刀柄加热温度随电流频率升高而降低的结论,验证了温度分布与线圈磁场分布的一致性。 

【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2020,(12)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

刀柄感应加热示意图

使用Maxwell软件中的Fileds->Calculator分析线圈中心线上从顶部到底部的磁感应变化情况,如图4所示。根据线圈内部中轴线上的磁感应变化曲线可以得出:在线圈中轴线上,强感应强度呈抛物线变化趋势,磁场中部磁感应强度最大,由中部向上下两端逐渐减小。

线圈最终结构XZ截面磁场强度云图

【参考文献】：
期刊论文
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[3]HSK热装刀柄的加热性能分析[J]. 陈建,王贵成,王树林,刘春春,杨晨.  中国机械工程. 2013(23)
[4]HSK热装刀柄的感应加热[J]. 陈建,王贵成,宋伟,何娟娟.  组合机床与自动化加工技术. 2012(09)
[5]半组合式曲轴感应加热过程的数值模拟[J]. 庄宏,梁明明,唐文献,苏世杰.  现代制造工程. 2012(09)
[6]静压膨胀式刀柄、应力锁紧式刀柄和热装式刀柄的性能比较[J]. 沈健,张海岩.  工具技术. 2005(12)

博士论文
[1]高速HSK热装工具系统结合部的参数辨识理论及切削稳定性研究[D]. 陈建.江苏大学 2015

硕士论文
[1]某高速永磁电机多物理场耦合分析与优化[D]. 路文开.贵州大学 2019
[2]面向铣削加工的测振刀柄设计与试验研究[D]. 陈奇伟.南京航空航天大学 2019



本文编号：3113315