简介
本书系统阐述了高速加工工具系统基础共性技术。首先,以HSK工具系统为重点,通过结构分析、模型建立和数值模拟,系统地揭示出高速加工HSK工具系统性能及其变化基本规律;其次,对高速加工表面质量,工具系统的动平衡及其控制技术、HSK刀柄的制造和使用技术等进行了比较深入的分析;最后,介绍了自主开发的HSK专家知识系统,提出了合理选用HSK刀柄与切削用量的主要方法和途径,并给出了HSK刀柄与主轴的制造尺寸。本书可供从事高速加工的工程技术人员使用,也可供机床工具行业有关设计、制造与检测技术人员开发新产品时参考,还可供高等院校、科研院所的教师、研究生和科技人员阅读。
目录
第一章 绪论
1.1 高速加工技术
1.1.1 高速加工及其特点
1.1.2 高速加工的关键技术
1.2 高速加工工具系统
1.2.1 国内外高速加工工具系统的开发与进展
1.2.2 高速加工工具系统存在的主要问题
1.3 高速加工工具系统研究的主要内容及其意义
第二章 高速加工机床
2.1 概述
2.1.1 高速加工机床的基本要求
2.1.2 国内外高速加工机床的开发进展
2.2 高速加工机床的主体结构
2.2.1 高速回转主轴单元系统
2.2.2 高速进给系统
2.2.3 高速机床支承部件
2.2.4 高速数控系统
2.2.5 高速加工监测系统
2.3 高速加工中心
2.3.1 加工中心的高速化
2.3.2 高速加工中心的类型
2.3.3 快速换刀技术
2.3.4 高速加工中心简介
2.4 其他高速加工机床
2.4.1 高速钻床
2.4.2 高速车铣床
2.4.3 高速车床
2.4.4 高速磨床
2.5 虚拟轴高速机床
第三章 高速加工工具系统结构
3.1 高速加工工具系统应满足的功能要求
3.1.1 基本功能要求
3.1.2 辅助功能要求
3.2 高速加工工具系统的截面形状
3.2.1 高速加工工具系统纵截面形状
3.2.2 高速加工工具系统横截面形状
3.2.3 高速加工工具系统截面形状的最佳组合
3.2.4 高速加工工具系统最佳截面形状的设计
3.3 高速加工工具系统的夹紧机构
3.3.1 对夹紧机构的基本要求
3.3.2 常用的夹紧机构特点分析
3.4 常用高速加工工具系统简介
3.4.1 HSK工具系统
3.4.2 KM工具系统
3.4.3 NC5工具系统
3.4.4 其他高速加工工具系统
第四章 HSK工具系统性能
4.1 HSK工具系统定位精度
4.1.1 轴向定位精度
4.1.2 径向定位精度
4.1.3 周向定位精度
4.2 HSK工具系统刚度特性
4.2.1 轴向刚度
4.2.2 径向刚度
4.2.3 扭转刚度
4.3 HSK工具系统动态特性
第五章 HSK工具系统的力学模型
5.1 HSK工具系统力学模型的建立
5.2 HSK工具系统的轴向刚度
5.3 HSK工具系统的径向刚度
5.3.1 径向变形分析
5.3.2 许用弯矩的确定
5.4 HSK工具系统的扭转刚度
5.5 DIN标准与ISO标准的HSK工具系统性能
第六章 HSK工具系统性能的数值模拟
6.1 数值模拟分析的必要性及其有效性
6.2 高速加工刀柄静态变形及其极限转速
6.2.1 高速加工刀柄静态变形分析
6.2.2 HSK刀柄极限转速的确定
6.3 离心力对高速加工工具系统性能的影响
第七章 HSK工具系统的动平衡
7.1 概述
7.1.1 高速加工工具系统动平衡的概念
7.1.2 高速加工刀具系统的不平衡现象及危害
7.2 影响高速加工工具系统动平衡精度的主要因素
7.2.1 刀具与刀柄的不平衡
7.2.2 主轴不平衡
7.3 高速加工工具系统动平衡精度等级的确定
7.3.1 高速加工工具系统动平衡精度的表示方法
7.3.2 高速加工工具系统动平衡精度的确定原则
7.4 高速加工工具系统动平衡精度的修正
7.5 高速加工工具系统动平衡的检测与平衡技术
7.6 高速加工工具的动平衡失稳
7.6.1 高速加工刀具动平衡失稳模型
7.6.2 典型高速加工刀具的动平衡失稳临界转速的确定
第八章 高速加工表面质量
8.1 概述
8.2 高速加工的刀具材料
8.3 高速加工工件表面粗糙度
8.3.1 铸铁高速加工
8.3.2 钢及其合金高速加工
8.3.3 铝合金高速加工
8.4 高速加工工件表面硬化
8.5 高速加工工件表面残余应力
8.5.1 立方氮化硼刀具加工对表面残余应力的影响
8.5.2 陶瓷刀具加工对表面残余应力的影响
8.6 HSK刀柄特性对表面粗糙度的影响
第九章 HSK专家知识系统的开发及应用
9.1 概述
9.1.1 专家系统的基本组成
9.1.2 专家系统的知识表示方法
9.1.3 专家系统的自动推理机制
9.2 HSK刀柄选用的基本规则
9.2.1 HSK刀柄型号的选用
9.2.2 HSK刀柄规格的选择
9.2.3 HSK刀柄选用中扭矩的校核
9.3 HSK专家知识系统的建立
9.3.1 总体方案设计
9.3.2 HSK刀柄选用的决策规则
9.3.3 HSK刀柄选用专家系统的知识表示
9.3.4 HSK刀柄选用专家系统的自动推理机制
9.4 HSK工具系统的故障诊断
9.4.1 HSK刀柄故障知识库
9.4.2 HSK刀柄故障诊断的界面
9.5 HSK专家知识系统的应用
第十章 HSK工具系统的制造尺寸
10.1 HSK工具系统制造标准的发展过程
10.2 HSK锥面配合的可靠性
10.2.1 可靠性的基本概念
10.2.2 机械零件应力-强度干涉模型
10.2.3 HSK刀柄锥面配合的力学方程
10.2.4 HSK刀柄锥面配合的强度模型
10.2.5 HSK刀柄锥面配合可靠度计算举例
10.3 HSK-A型刀柄与主轴尺寸
10.4 HSK-B型刀柄与主轴尺寸
10.5 HSK-C型刀柄与主轴尺寸
10.6 HSK-D型刀柄与主轴尺寸
10.7 HSK-E型刀柄与主轴尺寸
10.8 HSK-F型刀柄与主轴尺寸
1.1 高速加工技术
1.1.1 高速加工及其特点
1.1.2 高速加工的关键技术
1.2 高速加工工具系统
1.2.1 国内外高速加工工具系统的开发与进展
1.2.2 高速加工工具系统存在的主要问题
1.3 高速加工工具系统研究的主要内容及其意义
第二章 高速加工机床
2.1 概述
2.1.1 高速加工机床的基本要求
2.1.2 国内外高速加工机床的开发进展
2.2 高速加工机床的主体结构
2.2.1 高速回转主轴单元系统
2.2.2 高速进给系统
2.2.3 高速机床支承部件
2.2.4 高速数控系统
2.2.5 高速加工监测系统
2.3 高速加工中心
2.3.1 加工中心的高速化
2.3.2 高速加工中心的类型
2.3.3 快速换刀技术
2.3.4 高速加工中心简介
2.4 其他高速加工机床
2.4.1 高速钻床
2.4.2 高速车铣床
2.4.3 高速车床
2.4.4 高速磨床
2.5 虚拟轴高速机床
第三章 高速加工工具系统结构
3.1 高速加工工具系统应满足的功能要求
3.1.1 基本功能要求
3.1.2 辅助功能要求
3.2 高速加工工具系统的截面形状
3.2.1 高速加工工具系统纵截面形状
3.2.2 高速加工工具系统横截面形状
3.2.3 高速加工工具系统截面形状的最佳组合
3.2.4 高速加工工具系统最佳截面形状的设计
3.3 高速加工工具系统的夹紧机构
3.3.1 对夹紧机构的基本要求
3.3.2 常用的夹紧机构特点分析
3.4 常用高速加工工具系统简介
3.4.1 HSK工具系统
3.4.2 KM工具系统
3.4.3 NC5工具系统
3.4.4 其他高速加工工具系统
第四章 HSK工具系统性能
4.1 HSK工具系统定位精度
4.1.1 轴向定位精度
4.1.2 径向定位精度
4.1.3 周向定位精度
4.2 HSK工具系统刚度特性
4.2.1 轴向刚度
4.2.2 径向刚度
4.2.3 扭转刚度
4.3 HSK工具系统动态特性
第五章 HSK工具系统的力学模型
5.1 HSK工具系统力学模型的建立
5.2 HSK工具系统的轴向刚度
5.3 HSK工具系统的径向刚度
5.3.1 径向变形分析
5.3.2 许用弯矩的确定
5.4 HSK工具系统的扭转刚度
5.5 DIN标准与ISO标准的HSK工具系统性能
第六章 HSK工具系统性能的数值模拟
6.1 数值模拟分析的必要性及其有效性
6.2 高速加工刀柄静态变形及其极限转速
6.2.1 高速加工刀柄静态变形分析
6.2.2 HSK刀柄极限转速的确定
6.3 离心力对高速加工工具系统性能的影响
第七章 HSK工具系统的动平衡
7.1 概述
7.1.1 高速加工工具系统动平衡的概念
7.1.2 高速加工刀具系统的不平衡现象及危害
7.2 影响高速加工工具系统动平衡精度的主要因素
7.2.1 刀具与刀柄的不平衡
7.2.2 主轴不平衡
7.3 高速加工工具系统动平衡精度等级的确定
7.3.1 高速加工工具系统动平衡精度的表示方法
7.3.2 高速加工工具系统动平衡精度的确定原则
7.4 高速加工工具系统动平衡精度的修正
7.5 高速加工工具系统动平衡的检测与平衡技术
7.6 高速加工工具的动平衡失稳
7.6.1 高速加工刀具动平衡失稳模型
7.6.2 典型高速加工刀具的动平衡失稳临界转速的确定
第八章 高速加工表面质量
8.1 概述
8.2 高速加工的刀具材料
8.3 高速加工工件表面粗糙度
8.3.1 铸铁高速加工
8.3.2 钢及其合金高速加工
8.3.3 铝合金高速加工
8.4 高速加工工件表面硬化
8.5 高速加工工件表面残余应力
8.5.1 立方氮化硼刀具加工对表面残余应力的影响
8.5.2 陶瓷刀具加工对表面残余应力的影响
8.6 HSK刀柄特性对表面粗糙度的影响
第九章 HSK专家知识系统的开发及应用
9.1 概述
9.1.1 专家系统的基本组成
9.1.2 专家系统的知识表示方法
9.1.3 专家系统的自动推理机制
9.2 HSK刀柄选用的基本规则
9.2.1 HSK刀柄型号的选用
9.2.2 HSK刀柄规格的选择
9.2.3 HSK刀柄选用中扭矩的校核
9.3 HSK专家知识系统的建立
9.3.1 总体方案设计
9.3.2 HSK刀柄选用的决策规则
9.3.3 HSK刀柄选用专家系统的知识表示
9.3.4 HSK刀柄选用专家系统的自动推理机制
9.4 HSK工具系统的故障诊断
9.4.1 HSK刀柄故障知识库
9.4.2 HSK刀柄故障诊断的界面
9.5 HSK专家知识系统的应用
第十章 HSK工具系统的制造尺寸
10.1 HSK工具系统制造标准的发展过程
10.2 HSK锥面配合的可靠性
10.2.1 可靠性的基本概念
10.2.2 机械零件应力-强度干涉模型
10.2.3 HSK刀柄锥面配合的力学方程
10.2.4 HSK刀柄锥面配合的强度模型
10.2.5 HSK刀柄锥面配合可靠度计算举例
10.3 HSK-A型刀柄与主轴尺寸
10.4 HSK-B型刀柄与主轴尺寸
10.5 HSK-C型刀柄与主轴尺寸
10.6 HSK-D型刀柄与主轴尺寸
10.7 HSK-E型刀柄与主轴尺寸
10.8 HSK-F型刀柄与主轴尺寸
Tooling system for high speed machining
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