冷锯机侧隙圆锯片的横向振动研究

侧隙锯片是一种具有良好应用前景的新型冷锯机圆锯片,具有节能并延长锯片使用寿命两大优点。现针对准1800mm冷锯机在锯切H型钢过程中,因锯片横向振动导致锯缝过宽、锯斜并产生过多锯切损耗等问题,利用ANSYS和MATLAB软件对空载条件下侧隙锯片和普通锯片不同位置节点的横向振动进行分析,并研究锯片转速、锯片厚度等参数对两种锯片横向振动的影响。结果表明:圆锯片两侧加工侧隙,在一定程度上能改善锯片的横向振动,为进一步优化锯片结构参数和锯切工艺参数提供理论基础。     

冷锯机锯片有限元模态分析

针对锯片直径为1800mm的冷锯机在锯切过程中锯切功率过大,导致电流过大,出现闷锯现象的问题,利用ANSYS有限元分析软件,计算分析了锯片参数及片体结构对夹锯功率的影响。结果表明,增大夹紧比、减小锯片厚度,以及采用侧隙型锯片的方式能够减小锯槽宽度及轧件与锯片的有效接触面积,从而降低锯切功率,解决电流过载问题。     

径向超声锯切系统的实现及其应用探索

超声加工为硬脆性材料零件制造提供了一种高效精密加工方式,随着对超声加工研究的不断深入,超声辅助加工的形式也越来越多,提出一种结合径向超声振动辅助超薄金刚石锯片进行光学玻璃材料锯切研究。利用Pro/E建模与有限元分析手段,对采用二级变幅杆来实现超声振动方向的轴-径向转变进行了设计和仿真,完成了径向超声振动锯切装置的设计制造,并利用该装置,进行了光学玻璃的锯切试验,探索径向超声振动中单颗磨粒最大切削厚度对锯切过程机理的影响,试验结果表明在超声锯切过程中,单颗磨粒最大切削厚度对锯切比能的影响并不显著,而传统锯切方式中锯切比能随之增大而减小,这与光学玻璃材料在锯切过程中的材料去除方式有着一定关系,超声锯切过程中材料更多以脆性断裂方式去除,同时,超声振动在锯切过程中减少了金刚石锯片与工件间的摩擦,从而降低其能耗。     

大切深锯切石材中锯片受力的有限元分析

通过测量大切深锯切石材条件下锯片承受的垂直力、水平力以及主轴消耗的净功率,分析了锯切力在锯切弧区内合力作用点的位置,确定了锯切弧区内载荷的分布情况.在此基础上,利用有限元方法对某一典型锯切参数下锯片基体和锯切弧区内锯齿端面的应力分布情况进行了计算分析.采用屈曲分析研究了使锯片丧失稳定性的临界载荷及其影响因素.研究表明,锯切弧区内锯切载荷基本上按三角形规律分布.锯切弧区内金刚石节块表面前后端应力存在梯度,而且随着节块长度的增大而增大.锯片的临界载荷随着锯片厚度、转速和夹紧比的增大而增大,随着锯片直径的增大而减小.     

冷锯机锯片的模态及谐响应分析

针对1800mm冷锯机锯片在锯切H型钢过程中出现剧烈横向振动并使锯片的使用寿命减短的问题,采用有限元法对不同厚度和夹盘直径锯片进行模态分析,分析结果表明通过改变夹盘直径能够改变锯片的固有频率,结合对锯片的谐响应分析,计算出不同频率下锯片的共振频率和共振峰值。研究表明,通过改变锯片的厚度和夹盘直径能够有效降低圆锯片的共振峰值同时为避开共振敏感区域提供合理的理论依据。     

不同结合剂金刚石锯片精密锯切石英玻璃研究

探讨石英玻璃的精密锯切,通过两种不同结合剂的金刚石薄锯片对石英玻璃进行精密锯切,测量和分析锯切过程中的锯切力,并结合锯切力比、比能来研究不同结合剂金刚石锯片对石英玻璃的锯切特征。结果表明:随着切深和进给速度增大,锯切力增大;随着锯片转速增大,锯切力减小,力比在2.11~2.46之间,接近于金刚石砂轮磨削硬质合金的力比,比能在4"10J/mm3之间,树脂锯片锯切石英玻璃的锯切力和锯切比能较金属锯片小,而锯切力比较金属锯片大。     

金刚石圆锯片振动模态及频率可靠性分析

为提高金刚石圆锯片的锯切性能,降低其工作时的振动,防止锯片共振,通过锤击振动试验法,分析锯片固有频率的概率特性.依据结构固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义了锯片振动问题的可靠性模式和可靠度,提出避免锯片共振的频率可靠性分析方法.并通过对不同转速下的锯片可靠度的分析,得到了防止共振的工作转速,提高了金刚石圆锯片的使用寿命.     

金刚石圆锯片模态分析

金刚石圆锯片锯切过程中,普遍存在着严重的振动问题。为研究金刚石圆锯片的动态性能,通过ANSYS有限元分析软件建立锯片三维参数化模型,并利用不同的有限元网格划分方法分别进行模态分析,得到固有频率和振型,最后通过采用锤击法对金刚石圆锯片进行模态试验。对比多组不同直径的锯片有限元分析结果和模态试验结果可见,不同的网格划分方法对有限元模态分析结果影响较大,而映射分网的有限元模态分析结果更接近试验结果。利用该模型可代替试验对金刚石圆锯片进行参数化模态分析,为进一步研究锯片的振动可靠性和稳定性问题打下了基础。     

径向超声振动辅助锯切光学玻璃

本文通过在锯切用超薄切割砂轮的径向上辅加超声振动的方法,对两种不同物理特性的光学玻璃进行锯切加工实验,探索了径向超声振动对光学玻璃锯切过程的影响。理论分析了超声振动锯切过程中的锯切力和锯切比能,给出了单颗磨粒在普通锯切与超声振动锯切时的切削路径。采用有无超声振动辅助锯切两种方式对K9玻璃和石英玻璃进行锯切实验,分析了超声振动对光学玻璃锯切力和锯切比能的影响。结果表明,相比于普通锯切方式,除了受到加工参数的影响外,超声振动辅助加工时K9玻璃和石英玻璃的锯切力减少幅度分别在30%~50%和50%~65%,锯切比能分别减少了30%~45%和50%~60%。径向超声振动辅助锯切使材料产生微破碎,具有减小锯切力和比能的作用,因此有利于提高光学玻璃材料锯切效率和改善加工质量。     

锯片的动态设计——从理论到实践

随着原木价格和劳动力费用的持续增长,锯切精确度的提高和锯口量的减小正逐渐变得重要了。为了使锯口损耗和锯切过程的变化减少到最小程度,就需要考虑对锯切机械的正确设计、锯片和锯切过程的正确使用和对锯切系统的有效保养。锯切过程住往受到各种不同的锯片设计和实际操作变化的影响。例如:圆锯片的直径和厚度、压紧装置的直径大小、锯片在锯切时受压紧力、旋转、导向时的变化所产生的温度梯度。所以,锯     

圆盘锯片振动特性的计算分析

以有限元分析理论为基础,借助于大型通用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ,对轧钢厂冷锯机锯片的固有特性进行了全面系统的研究。通过对锯片在增大夹盘、打孔、开槽情况下固有频率及振型的计算分析发现,对锯片进行不同的处理,都能改变锯片的固有频率及振型,有助于锯片噪声的降低,但对大型冷锯机,只能采取增大夹盘和开不开口槽两种方法;上述计算分析结果对钢厂冷锯机噪声的降低及新型锯片的设计都有很好的指导意义。     

组合结构金刚石圆锯片的有限元模态分析

提出新型组合结构圆锯片基体,为锯切大幅面制品提供了可能的有效途径。针对金刚石圆锯片在锯切加工过程中出现的振动问题,利用有限元软件ANSYS对普通圆锯片和组合结构圆锯片进行了模态分析,得到了各自低阶固有振动频率及主振型图并进行对比。结果表明:组合结构圆锯片和普通圆锯片的低阶振型都明显有节圆和节直径的特点,且都为少节圆或无节圆振型;前12阶扩展模态分布具有一定的规律性,在初始5阶模态状态时频率波动较小,从第6阶模态以后分布波动较大,且波动幅度最大约为30Hz。     

高速锯切单晶硅的锯切力和锯缝崩边研究

探讨在单晶硅的高速精密锯切中,锯切用量与锯切崩边幅度大小之间的关系。通过使用金刚石薄锯片对单晶硅进行高速锯切,测量和分析不同参数下的锯切力,并结合锯切力比来分析金刚石锯片对单晶硅的锯切中力与崩边相互联系的特征。结果表明:在高速锯切单晶硅过程中,锯切深度、进给速度增大都能引起锯切力与力比的增大,也造成了单晶硅崩边情况更加严重。但是转速的提高则可以使锯切力大幅降低,并有效抑制加工过程中沟槽侧面的崩边问题。锯切深度与进给速度的增加引起锯切力增大时使单晶硅材料更加倾向于脆性断裂而被去除,但是提高转速降低锯切力后可使单晶硅渐转化为塑性去除,有效提高了加工产品质量。     

涂层硬质合金齿圆锯片的设计与试验

以锯片的实际锯切工况为背景,为适应不同成分钢材工件的锯切要求,选取无涂层硬质合金齿圆锯片以及分别涂覆有TiAlN和A1CrN的涂层硬质合金齿圆锯片作为研究对象,对三种锯片锯切试验的结果进行分析。分析结果表明：涂层硬质合金锯片可使锯片的锯切能力显著提升,使用寿命进一步提高;而且A1CrN涂层比TiAlN涂层更适合锯切难加工金属材料,从而为刀具涂层技术在锯切领域的应用奠定了基础。     

Suppression of forced vibration due to chip segmentation in ultrasonic elliptical vibration cutting of titanium alloy Ti–6Al–4V

Ultrasonic elliptical vibration cutting of titanium alloy Ti–6Al–4V is investigated in this research. Because products made of Ti–6Al–4V alloy are usually designed for possessing low-rigidity structures or good-quality cut surfaces, machining requirements such as low cutting forces and slow rate of tool wear need to be fulfilled for realization of their precision machining. Therefore, the ultrasonic elliptical vibration cutting is applied as a novel machining method for those products. Machinability of Ti–6Al–4V alloy by the ultrasonic elliptical vibration cutting with cemented carbide tools is examined to figure out suitable cutting conditions for precision machining of Ti–6Al–4V alloy. As experimental results, generated chips, cutting forces, and profiles of cut surfaces are indicated. A forced vibration problem occurred due to the segmented chip formation, which is also well-known in the ordinary non-vibration cutting. Therefore, characteristics of the forced vibration due to the chip segmentation are investigated in this research. Through the experiments, it is found that the frequency and magnitude of the forced vibration have relation with the average uncut chip thickness and cutting width. Especially, it is found that the averaging effect can suppress the forced vibration, i.e. the chip segmentation tends to occur randomly over the large cutting width, and hence the force fluctuations with random phases tend to cancel each other as the cutting width increases relatively against the average uncut chip thickness. Based on the investigations, a new practical strategy to suppress the forced vibration due to chip segmentation is proposed and verified. Using the proposed method significantly decreased cutting forces and good quality of surfaces are obtained when the forced vibration is suppressed compared to the ordinary non-vibration cutting results. Therefore, the results suggest that the precision machining can be realized without sacrificing the machining efficiency by increasing the width of cut and decreasing the average uncut chip thickness.     

圆锯片横向振动控制分析

根据圆锯片的结构特点以及圆锯片的实际工作条件,结合流体动压润滑理论,建立回转圆锯片工作系统的动力学方程,通过对该动力学方程的理论分析,利用专门设计、制造的试验装置,对圆锯片的静态特性及圆锯系统的动态特性进行了测量,将测量数据与理论分析进行了对比,结果表明,流体动压膜可有效地减少圆锯片横向振动的幅值,这为进一步研究减小圆锯片工作时的横向振动及提高其稳定性奠定了基础。     

降噪减振结构金刚石圆锯片的有限元模态分析模型

建立了金刚石圆锯片降噪减振结构模态分析模型 ,采用ANSYS软件对多种阻尼细缝结构金刚石圆锯片的固有频率和模态振型进行了计算 ,研究了阻尼细缝的形状、宽度等参数在锯片降噪减振中的影响并与普通圆锯片进行了比较 ,提出了合理的减振降噪锯片结构的设计途径和措施     

基于主振模态预测的带锯振动主动抑制系统

针对带锯条振动引起的材料损失、锯条寿命降低、锯材尺寸精度及加工面质量变差的状况,设计了一种基于主振模态预测的带锯条振动主动抑制装置。该装置实时采集带锯条横向、纵向及扭转方向上的多维度振动信号,并采用基于EMD筛分方法的主振型模态识别算法,来构建振动信号关于主振型模态的预测模型,最后基于实时采得的数据及其预测模型的输出量,通过PID控制方法控制电液阻尼减振器。实验结果表明,该装置对带锯条横向、纵向及扭转方向上的抑振效果分别可达80%、66%、75%。     

超声波振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响

通过脆性材料沟槽切削试验,研究了超声波直线振动金刚石刀具和超声波椭圆振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响,与没加超声波振动的金刚石刀具相比,超声波振动金刚石刀具能增大对脆性材料塑性切削的临界切削深度。提出了超声波振动金刚石刀具切削脆性材料临界切削深度计算公式,分析了导致超声波振动金刚石刀具增大脆性材料塑性切削的临界切削深度的原因。