1、報(bào)告人： Sunny高速刀柄研究現(xiàn)狀11.引言2.各型刀柄 2.1 傳統(tǒng)刀柄 2.2 新型刀柄3.致謝目錄2 在高速主軸的設(shè)計(jì)中，目前對(duì)刀柄和主軸連接較成功的設(shè)計(jì)主要有兩種：一種是為了降低成本，仍然采用7：24錐度而進(jìn)行改進(jìn)的刀兵結(jié)構(gòu)如美國的WSU系列刀柄，日本的Big-Plus刀柄等。另一種就是徹底改變7：24錐度標(biāo)準(zhǔn)采用替代型結(jié)構(gòu)，如德國的HKS系列，美國的KM系列刀柄等。這些設(shè)計(jì)都各具特色但也存在一些問題。1. 引 言32. 各型刀柄2.1 傳統(tǒng)刀柄42.1.1 BT工具系統(tǒng) BT工具系統(tǒng)（7：24），常規(guī)機(jī)床廣泛采用的實(shí)心長刀柄，工作時(shí)僅靠錐面定位。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，使用便利，成本低缺點(diǎn)

2、：不能用于高速加工52.1.2 BIG-PLUS工具系統(tǒng) BIG-PLUS工具系統(tǒng)，在BT基礎(chǔ)上，縮小主軸端面與刀柄端面間隙，鎖緊后利用主軸錐孔彈性膨脹補(bǔ)償間隙，提高了系統(tǒng)剛度和重復(fù)定位精度，缺點(diǎn)是制造工藝難度加大6Big-plus72.1.3 WSU工具系統(tǒng) WSU刀柄采用了虛擬錐度（離散的點(diǎn)或者線形成錐面與主軸接觸）的概念，實(shí)現(xiàn)端面與錐面同時(shí)接觸定位。 優(yōu)點(diǎn)：雙面定位，動(dòng)平衡性能好。 缺點(diǎn)：滾珠加工精度高，產(chǎn)生的永久變形影響重復(fù) 定位精度，拉桿拉力較大82.1.4 3-LOCK工具系統(tǒng) 本體柄部是圓柱體和椎體的組合，錐套上開有縫隙，大端處設(shè)蝶形彈簧。優(yōu)點(diǎn)：端面，錐面，錐套內(nèi)孔三處鎖緊，高轉(zhuǎn)

3、速時(shí)系統(tǒng)可靠性高缺點(diǎn)：由于錐套開有縫隙，導(dǎo)致動(dòng)平衡精度不高93-LOCK10SHOW-D-F-C112.2 新型刀柄122.2.1 HSK工具系統(tǒng) 空心短錐柄（1：10），采用端面和錐面同時(shí)定位，外脹式加緊機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：具有良好的剛度和重復(fù)定位精度，高速性能優(yōu)異缺點(diǎn)：制造工藝難度大，現(xiàn)有主軸存在兼容問題13HSK14152.2.2 KM工具系統(tǒng) KM（1：10）空心短錐刀柄，錐面和端面雙面定位。優(yōu)點(diǎn)：雙面定位，高速性能好，允許較大過盈量缺點(diǎn)：與傳統(tǒng)主軸兼容問題，大過盈量導(dǎo)致主軸膨脹惡化，縮短軸承壽命162.2.3 CAPTO工具系統(tǒng) CAPTO（1：20），刀柄呈錐形三角體結(jié)構(gòu)，錐面和端面雙面定

4、位。優(yōu)點(diǎn)：無滑動(dòng)的扭矩傳遞，動(dòng)平衡性能好，位置精度高缺點(diǎn)：三角體加工困難，成本高172.3 其他工具系統(tǒng) a. H.F.C工具系統(tǒng)（日本） b. SHOW D-F-C工具系統(tǒng)（日本） c. NC5刀柄(日本)18國外刀柄性能研究在新型工具系統(tǒng)的性能研究方面，通用汽車公司的Ihab M.Hanna、John S.Agapiou和David A.Stephenson利用abaqus軟件建立了HSK A-63型刀柄的有限元模型，系統(tǒng)分析了錐面接觸間隙和應(yīng)力分布以及不同過盈下彎矩載荷與接觸剛度的關(guān)系；分別討論了外加載荷、夾緊力、離心力對(duì)刀柄接觸應(yīng)力的影響規(guī)律，為了解HSK工具系統(tǒng)接口性能提供了依據(jù)。19日本慶應(yīng)義熟大學(xué)的T.Aoyama和L.Lnasaki等設(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)HSK A-50型刀柄接口做了徑向剛度測(cè)量，并借助有限元分析了轉(zhuǎn)速和過盈量對(duì)接口剛度的影響規(guī)律。北卡羅來納大學(xué)的Uttarav.Kumar和Tony L.Schmitz等基于動(dòng)