高速电主轴设计及主轴/刀柄接口联接特性分析

发布时间：2023-03-29 01:44

　　高速加工能大大地提高生产效率和降低生产成本,高速电主轴单元是高速加工中的核心部件。高速电主轴性能的优劣直接决定着高速加工质量的好坏,决定电主轴性能指标的影响较多,诸如电机类型、轴承配置、主轴润滑及冷却等等,不过,主轴/刀柄联接接口的设计也是重要影响因素之一。目前,高速电主轴主要采用1:10锥度过定位方式的HSK型联接形式。而HSK主轴/刀柄接口在我国尚处于接受、消化该技术的阶段,一些关键技术问题尚需要深入剖析。因此,从理论上研究HSK主轴/刀柄联接特性对开发我国自主知识产权的新型工具系统具有重要的理论意义和实用价值。 本论文主要围绕加工中心用高速电主轴开展研究,主要完成电主轴单元总体设计,同时应用有限元软件对电主轴用HSK主轴/刀柄接口联接特进行深入研究,具体工作如下: 高速电主轴的整体结构设计,针对支撑单元的组配、选型进行详细设计,确定电机、润滑系统及冷却系统等主要组成部分;设计中选用HSK主轴/刀柄联接形式,并对其结构特点、工作原理及夹紧方式进行了分析。 基于弹性力学理论,分析离心力作用下主轴/刀柄接口的变形规律,并与标准7:24锥度的BT主轴/刀柄接口进行比较分析;同时分析离心力...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的和意义
    1.2 国内外高速电主轴研究概述
    1.3 电主轴主轴/刀柄联接接口技术概述
    1.4 主要研究内容
第2章 高速电主轴单元总体设计
    2.1 高速电主轴单元组成及性能指标要求
    2.2 总体设计
        2.2.1 电主轴结构布局确定
        2.2.2 电主轴支承设计
        2.2.3 电主轴单元润滑及冷却系统
        2.2.4 主轴电机
        2.2.5 主轴/刀柄联接接口设计
        2.2.6 电主轴总体结构
    2.3 本章小结
第3章 主轴/刀柄联接接触面变形分析
    3.1 主轴/刀柄联接接触面变形理论研究
        3.1.1 离心力作用下的变形分析
        3.1.2 锥面配合过盈量与转速的关系
    3.2 有限元分析建模
        3.2.1 有限元分析理论基础
        3.2.2 主轴/刀柄联接接口有限元分析建模
    3.3 主轴/刀柄接口变形有限元分析
        3.3.1 夹紧力对变形的影响
        3.3.2 离心力对变形的影响
        3.3.3 HSK与BT主轴/刀柄联接接口变形比较
    3.4 主轴/刀柄联接接触面应力分布有限元分析
        3.4.1 过盈量对主轴/刀柄联接的影响
        3.4.2 夹紧力对主轴/刀柄联接的影响
        3.4.3 转速对主轴/刀柄联接的影响
    3.5 主轴/刀柄接口夹紧力与锥面接触配合过盈量的关系
    3.6 本章小结
第4章 主轴/刀柄联接接口刚度及承载能力分析
    4.1 径向刚度及承载能力的力学模型
        4.1.1 径向刚度力学分析
        4.1.2 名义载荷力学建模
    4.2 主轴/刀柄接口刚度和承载能力有限元分析
        4.2.1 静态刚度和承载能力特性
        4.2.2 高速下接口刚度和承载能力特性
        4.2.3 HSK与BT主轴/刀柄接口刚度和承载能力比较
    4.3 主轴/刀柄接口传递扭矩能力
        4.3.1 主轴/刀柄接口传递扭矩分析模型
        4.3.2 主轴/刀柄接口传递扭矩能力分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3773731