热缩刀杆装夹温度的影响因素*
网络出版日期: 2017-01-05
基金资助
* 国家自然科学基金（51375418，51375419，51275436）、湖南省自然科学基金(12JJ8015、13JJ8007)、湖南省高校创新平台开放基金(13K040)、深圳市科技计划(JCYJ20160415114050831)资助项目; 20151211收到初稿，20160909收到修改稿;
The Influence Factors of Shrink-fit Tool Holder Clamping Temperature
Online published: 2017-01-05
为得到热缩刀杆与刀具配合公差与其最小装夹温度之间的精确关系，对影响刀杆接触面最小热位移差值的感应加热长度、热缩刀杆壁厚、锥角、配合长度、内径等因素进行了研究。采用ANSYS参数化设计语言，构建具有过盈特征的刀杆与刀具配合的参数化有限元模型，通过试验验证了模型的可靠性。通过获取热缩刀杆接触面的位移分布，结合刀杆与刀具接触状态的表征方法对接触面上最小热位移差值进行了计算。计算结果表明，配合面最小热位移差值随着热缩刀杆壁厚、配合长度、锥角的增加而减小，随着内径的增大而增大，且适当增大感应加热长度也有利于刀具的装夹。最终建立了配合公差所对应的过盈量?与最小装夹温度T之间的计算关系式，对刀具在热缩刀杆中的装夹及刀杆的结构设计提供理论指导。
周后明 , 刘博 , 张高峰 , 周友行 , 彭锐涛 . 热缩刀杆装夹温度的影响因素*[J]. 机械工程学报, 2017 , 53(1) : 174 -179 . DOI: 10.3901/JME.2017.01.174
[1] ZHOU H，WANG C，DENG J，et al. Radial grip rigidity of the matching of lengthened shrink-fit holder and cutter in high-speed milling [J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering，2012，25(1)：179-183.
[2] ZHOU H，WANG C，TANG D，et al. Dynamic analysis of the lengthened shrink-fit holder and cutting tool system in high-speed milling[J]. Machining Science and Technology，2012，16(2)：157-172.
[3]周后明，王成勇，赵振宇. 热缩刀杆与刀具配合的接触特性分析[J]. 机械设计与研究，2008，24(1)：75-80.
ZHOU Houming，WANG Chengyoug，ZHAO Zhenyu.Contact performance of matching of lengthened shrink-fit holder and cutting tool in high speed milling[J].Journal of Machine Design and Research，2008，24(1)：75-80.
[4] 周后明，邓建新. 高速加工热装式加长刀杆与刀具配合的力学特性分析[J]. 制造技术与机床，2009(7)：52-57.
ZHOU Houming，DENG Jianxin. Mechanical characteristic of the matching of lengthened shrink-fit holder and cutting tool in high-speed milling[J].Manufacturing Technology & Machine Tool，2009(7)：52-57.
[5] ARSLAN M A. Assessing the effects of induction rotor transient heating on shaft interference fit during force-stopped condition [J]. Electric Power Components and Systems，2005，33：1097-1104.
[6] PEDERSEN P. On shrink fit analysis and design [J]. Computational Mechanics，2006，37：121-130.
[7] NAMAZI M，ALTINTAS Y，ABE T，et al. Modeling and identification of tool holder–spindle interface dynamics [J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture，2007，47：1333-1341.
[8] Schmitz T L，POWELL K，WON D，et al. Shrink fit tool holder connection stiffness/damping modeling for frequency response prediction in milling [J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture，2007，47：1368-1380.
[9] 邹雨，庄茁，黄克智，等. 超弹性材料过盈配合的轴对称平面应力解答[J]. 工程力学，2004，21(6)：72-75
ZOU Yu，ZHUANG Zhou，HUANG Kezhi, et al. The solutions of axisymmetric plane stress for a hyperelastic material interference problem [J]. Encineering Mechanics，2004，21(6)：72-75
[10] 王新敏，李义强，许宏伟. ANSYS结构分析单元与应用[M]. 北京：人民交通出版社，2011
WANG Xinmin，LI Yiqiang，XU Hongwei. ANSYS structural analysis element and applications [M].Beijing：China Communications Press，2011.
[11] 龚曙光，谢桂兰，黄云清. ANSYS参数化编程与命令手册[M]. 北京：机械工业出版社，2009.
GONG Shuguang，XIE Guilan，HUANG Yunqing. ANSYS parametric programming and Command Reference [M]. Beijing：China Machine Press，2009.
[12] GOPAL V，WHITING M J，CHEW J W，et al. Thermal contact conductance and its dependence on load cycling [J]. International Journal of Heat and Mass Transfer，2013，66：444-450.
[13] 俞汉清，李晓沛，赵秉厚. 公差与配合-过盈配合计算和选用指南[M]. 北京：中国标准出版社，1990．
YU Hanqing，LI Xiaopei，ZHAO Binghou. Tolerance and cooperation - interference fit calculation and selection guide [M]. Beijing：China Standard Press，1990.
[14] 马平，张伯霖．高速机床电主轴过盈配合量的计算[J]．组合机床与自动化加工技术，1999(7)：22-27.
MA Ping，ZHANG Bolin. Calculation of the interference fit for the electro-spindle of high speed machine tool[J]. Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique，1999，(7)：22-27.
[15] 盛骤，谢式千，潘承毅. 概率论与数理统计[M]. 北京：高等教育出版社，2010
SHENG Zhou，XIE Shiqian，PAN Chengyi. Probability theory and mathematical statistics [M]. Beijing：Higher Education Press，2010
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