高速液压夹头结构的优化设计.pdfVIP

机械 设计 与制造 第7期 236 Machinery Design Manufacture 2015年 7月 高速液压夹头结构的优化设计 陶德飞 ，李朱峰2陈 建 ，王贵成 1,2 (1．江苏大学 机械工程学院，江苏 镇江 212013；2．南通理工学院 机电工程学院，江苏 南通 226000) 摘 要：高速夹头是高速加工工具系统的重要组成部分，被广泛用于中轻加工载荷的高速k．Y-，其性能直接影响高档数 控机床的性能及加工质量。通过高速液压夹头／刀具模型有限元分析发现：夹头／刀具接触应力分布不均，夹头油腔转角过 渡区域应力集中。本研究对油腔转角区域采用单元弧过渡形线，基于结构优化设计理论和优化方法，利用Ansys优化分 析模块对夹头，刀具模型进行优化。结果表明：结构优化改善了夹头／刀具接触应力分布。降低了夹头液压腔转角过渡区域 应力集中和减小了接触压力峰值，提高了高速液压夹头的可靠性和稳定性。 关键词：高速加工；液压夹头；结构优化；-n-f靠性；有限元法 中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2015)07—0236—04 OptimizationDesignofHighSpeedHydraulicChuckStructure TAODe-fei，LIZhu-feng，CHENJian，WANGGui-cheng’ (1．SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，JiangsuZhenjiang212013，China； 2．MechanicalandElectricalEngineeringCollege，NantongInstituteofTechnology，JiangsuNantong226000，China) Abstract：Asa／,／importantpartofhighspeedmachiningtoolings~tem，highspeedchuckiswidelyappliedtohighspeed machiningofvariousloadsbutheavy，nadthepe矿0llno31~eofwhcihdirectlyaffectsthepropertynadprocessingqualityof advancedcomputernumericalcontrolmachinetools．Itsifoundfrom thenaalyssiofhydraulicchuck／toolFEMmodelthat therevaesorn~problems，suchasunevenhydrua lci chuck／toolcontactpressuredistribution，stressconcentration inchuck cvaityCOITbeFtransitoinregion．Basedonstructuraloptimizationtheorynadme thods，papliestransitionarcstohydrualcichuck oilc ycornersandutilziesAmy5optimization analysismodule to optimziechuck／toolmodel TheFeslAl~qshow zhat structuraloptimizationimproveschuck／toolcontactstressdistributionnaddecreasestheconcentratedstressinhydrualcichuck c删itycornertransitoinregionandcontactpressurepeak．Inaddition，italsoimprovesthereliabilitynadstabilityof觚咖 speedhydraulw c