陈世平， 曾凡宇， 王振振, 李青锋

(1.重庆理工大学 机械工程学院，重庆 400054 ； 2.重庆铁马集团公司，重庆 402246)

0 引 言

高速切削技术作为先进制造技术中的一种重要加工方式，是国内外在机械加工领域中的重要研究对象，对它的深入研究，于我国的机械制造业发展具有非常重要的意义[1]。高速加工工具系统主要是指机床主轴与刀具的连接系统，它包括主轴、刀柄、刀具和夹紧机构，其核心是连接刀柄[2-4]。传统BT工具系统(7∶24锥度)具有不自锁、装卸快的特点，在数控机床和加工中心上得到广泛的应用[5]，但是它的性能不能满足高速下的加工要求[6-7]。于是以HSK(1∶10锥度)为代表的高速工具系统相继出现，在连接刚度、重复安装精度、动态夹紧力等方面的高速性能都得到了明显的提高[8]。

文献资料表明，有单独针对HSK工具系统的失效特点、使用可靠性、动力学特性以及嵌入式热收缩HSK刀柄等进行研究的相关研究成果[9-12]，也有单独针对BT工具系统进行连接性能、高速平衡问题以及建立结合部连接数学模型等问题进行研究的相关研究成果[13-15]。但是，以BT工具系统为比较对象，针对HSK工具系统进行系统而全面的比较分析研究的相关成果较少。本文运用有限元分析方法，仿真实验HSK与BT工具系统的高速性能来进行比较分析研究，为进一步研究、推广应用HSK工具系统提供理论依据。

1 两种工具系统的结构特征及工作原理

1.1 HSK工具系统的结构分析

HSK工具系统如图1所示，刀柄的特点是内部空心且具有1∶10的短锥面。……