桥式金刚石圆盘锯横梁静动态性能仿真研究

在研究分析桥式金刚石圆盘锯结构、功能的基础上,对金刚石圆盘锯横梁结构进行重新设计以达到降低生产成本的目的.充分利用了CAD设计的全参数化和在一定条件下的CAD和CAE自由传递的特性,对建立的横梁模型运用有限元方法进行了静、动态仿真分析,通过多次改进横梁结构布局建立方案模型来进行仿真研究,最终得出了一种较为合理的结构设计方案.本文结合其它三种改进方案一起进行了具体分析研究,该方案的实施不仅可满足设计要求,而且可使横梁质量减轻约24%,降低了成本,提高了设备的市场竞争力.     

组合式金刚石圆锯片创新及优化设计

传统金刚石圆锯片的有效切割宽度只有其直径的30～35％。为在普通规格的金刚石圆盘锯上低成本、高效率的加工大幅面石材制品，本文基于创新设计原理和圆锯片、锯机结构与功能的分析，将圆锯片分解为切割功能模块、支撑功能模块和驱动功能模块，提出新型组合式金刚石圆锯片基体的设计方案，使圆锯片的切割幅面达到其直径的2／3。应用有限元分析软件ANSYS，在结构分析、模态分析的基础上对组合式金刚石圆锯片基体径厚比、切割功能模块尺寸进行优化设计。结果表明：结构优化后的Ф1800mm组合式金刚石圆锯片基体质量减轻3．048kg，一阶固有频率提高3．235Hz，圆锯片直径和厚度均有所降低，动态性能更加稳定，结构更加合理。     

金刚石绳锯样机研制及试验分析

详细介绍了金刚石绳锯机实验样机的总体设计,并对其关键部件锯弓板进行了有限元建模与分析,得到了应力和位移分布云图,利用分析结果指导设计,提高了锯弓板设计的效率和可靠性.完成了实验样机切割单层海底油气管道的试验,试验表明:设计的实验样机结构是合理的,基本性能指标满足要求,证明金刚石串珠绳能够进行多种材料的切割,为水下金刚石绳锯机工程样机的制造奠定了实践基础.     

超声珩磨振动系统动态设计

对超声珩磨振动系统传递原理及振动系统的设计方法进行了研究.运用有限元动力学分析方法对超声珩磨振动系统进行了模态分析以及谐响应分析,得到了弯曲振动圆盘、振动子系统的谐振频率以及油石座的谐振位移.实验测试较好地验证了理论分析结果,解决了振动系统传统设计中周期长、成本高、匹配性能差等问题,为超声珩磨的推广应用提供了新的研究思路与方法.     

花岗石锯切过程中的比能变化特征

金刚石圆盘锯已成为目前切割花岗石的最主要工具，对锯切过程进行深入地研究对于降低加工成本和提高加工效率有着非常重要的意义，能量消耗对所有加工过程都起着重要的作用，本文着重围绕在不同的加工参数下锯切花岗石时主轴电机消耗功率的变化情况，并结合比能u与单颗金刚石磨粒最大切削厚度hmax的对应关系对花岗石锯切过程中的能量特征进行量化研究。     

金刚石框架锯锯框模态试验分析与轻量化设计

文章通过对金刚石框架锯锯框进行模态试验,获得其各部件的前十阶固有频率,与有限元结果进行对比,数据误差在5%左右,验证了有限元模型和分析方法的准确性。同时基于ANSYS Workbench对锯框模型结构尺寸进行多目标优化设计,减轻了锯框质量,有效降低了成本,同时减少了锯框的最大等效应力,增强了锯框强度,有效提高了锯机性能。     

基于有限元分析的现场铣床横梁结构优化

针对在加工中由于横梁部件刚度不足在工件表面产生波纹状刀痕的情况,使用三维软件Solidworks以及有限元分析插件CosmosWorks对现场铣床进行建模和静、动态性能的分析,依据横梁振动相对变形的振型和幅值,以及机床的工作环境和机床设计的结构力学理论,提出了对横梁的几项改进建议,通过有限元分析其性能有较大提高,并通过模态实验进行验证,将实测值与理论值对比可知,改进后横梁具有较好的静、动态性能,证明横梁结构的优化设计是可行的.     

大型丝杠旋风铣床关键零部件的动态性能研究

以安阳鑫盛机床厂生产的9m数控丝杠旋风铣床为研究对象,通过CATIA建立旋风铣床横梁的三维模型,并对横梁模型进行了简化.利用ANSYS Workbench建立了横梁的有限元模型,并对横梁进行了应力分析和模态分析,得到了横梁的应力分布云图和前6阶固有频率.通过应力分析对横梁结构进行了优化,提高了横梁抵抗破坏的性能.通过对固有频率分析,表明横梁设计符合动态性能要求.     

液压金刚石飞切机床整机模态分析

以我国自主研制的某液压金刚石飞切机床为研究对象,对考虑地基的机床整机动态性能进行研究。使用UG和ANSYS Workbench联合仿真对机床整机进行有限元模态分析,得到机床的前6阶固有频率和振型;运用模态测试系统对机床整机进行模态测试,基于实模态参数识别方法获得机床的模态参数。通过有限元仿真与试验结果对比分析发现,前6阶固有频率误差均不超过10%且对应模态振型基本一致,验证了研究结果的正确性。机床整机低阶模态振型表现为床身系统相对地基的整体转动与平动,说明机床整体机构设计合理,为机床整机进一步的时变多体动力学规律预测奠定了基础。     

偏置锯切力对圆锯片辐射噪声能量影响的研究

将热切机圆锯片锯切时表面的辐射噪声量按照板的噪声辐射情况考虑,推导了噪声辐射能量与锯片表面轴向振动速度均方值的关系。分析了圆盘锯在锯切过程中由振动导致径向和切向脉冲力偏置的原因,同时在此基础上以圆锯片辐射噪声能量为评价指标,利用有限元得到了径向锯切力和切向锯切力偏置对圆锯片轴向振动模态和声辐射特性的影响。     

耐冲击型金刚石圆锯片锯切受力的数值模拟(二)——以新型半圆形水槽锯片为例

建立耐冲击型金刚石锯片锯切受力的有限元分析模型,围绕新型半圆形水槽和传统U型水槽的2种齿形结构,以数值模拟对比研究金刚石圆锯片的锯切受力。仿真结果表明:在承受相同载荷的情况下,新型半圆形水槽锯片较传统U型水槽锯片在锯切受力时的变形、应力方面都得到了明显改善,其变形量减少11.56%,第一、第三主应力分别降低24.04%和34.19%,因而其承受大载荷和耐冲击性能良好。      

基于统计能量法的组合式金刚石圆锯片声压级研究

组合式金刚石圆锯片在进行硬脆性材料加工时容易产生振动并辐射噪声,基于统计能量法(SEA)建立花岗石锯切模型,考虑系统实际工程中的模态密度、内损耗因子、约束、激励及辐射区等条件,对组合式金刚石圆锯片噪声辐射水平进行频域历程的定量估计,并与现场实测结果进行对比。结果表明:基体外径460 ～1584 mm、厚度4.0 mm的9片组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为88.3～102.3 dB,其峰值在高频区4000 Hz处;且1～5片组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为79.5～99.2 dB,声压级随组合片数增加而不断增大,但整体递增幅度随片数增加而减小;厚度3.5～5.5 mm的组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为86.1～104.7 dB,声压级随组合片厚度增加而不断增大,且4000 Hz峰值处的声压级有5.7 dB的差值。试验和模型结果较为吻合,证明了所建立的统计能量分析模型对锯片高频噪声声压级计算的可信性。      

节块延伸结构金刚石圆锯片的有限元分析

本文对节块向基体内延伸的金刚石圆锯片进行了有限元应力、变形和模态分析，并与普通锯片比较，研究了不同长度和周向分布数量的延伸节块对锯片变形、应力、模态及固有频率的影响效果。研究表明，合理结构参数的延伸节块锯片，不仅减小了锯片的应力变形，改善了其应力集中状况，提高了锯片的刚度，同时也减小了锯片发生强烈振动的几率，并使同阶模态的固有频率下降，噪声辐射效率降低，起到降噪减振的作用。     

基于多元非线性回归分析法的圆锯片锯切花岗岩锯切功率预测模型

根据φ350 mm金刚石圆锯片锯切花岗岩的实验数据,利用多元非线性回归分析法建立了金刚石圆锯片锯切花岗岩的锯切功率预测模型。通过实验数据与模型预测数据比较,验证了该预测模型的可行性。结果表明:多元非线性回归分析法预测模型的拟合效果较好,预测的锯切功率与实验锯切功率相比,相对误差绝对值的平均值仅为2.17%;影响圆锯片锯切功率的最主要因素为进给速度,其次为金刚石磨料的综合强度,最后为锯切深度。      

电镀金刚石线锯镀镍层力学性能及磨粒把持力研究

电镀工艺参数直接影响电镀金刚石线锯镀镍层的力学性能且难以测定。按金刚石线锯电镀工艺制备电镀试件,利用纳米压/划痕仪、X射线衍射仪测试试件的力学性能,得镀镍层的硬度、弹性模量、残余应力以及镀镍层与线锯基体的结合强度。简化计算镀镍层对金刚石磨粒的把持力。根据试验获得的镀镍层力学参数建立磨粒把持力有限元模型并进行仿真分析。简化计算与仿真分析的结果一致性较好。      

金刚石圆锯片的振动可靠性及灵敏度分析

金刚石圆锯片锯切过程中,普遍存在严重的振动问题。采用随机概率有限元法对金刚石圆锯片进行可靠性分析,选用Monte-Carlo概率设计方法对?350 mm的金刚石圆锯片进行1000次循环抽样,对金刚石圆锯片的可靠性及灵敏度进行研究。研究结果表明:金刚石圆锯片的不可靠度随着阀值的增大而增加,对金刚石圆锯片的振动灵敏度影响最大的是金刚石圆锯片的厚度。这对于优化金刚石圆锯片的结构,提高金刚石圆锯片的使用寿命和锯切质量有着重要意义。      

耐冲击型金刚石圆锯片锯切受力的数值模拟——以钥匙孔水槽底孔中镶铜钉的锯片为例

建立耐冲击型金刚石锯片锯切受力的有限元分析模型,围绕传统钥匙孔水槽和钥匙孔水槽的底孔中镶铜钉的2种齿形结构,以数值模拟的方式对比研究其锯切受力。仿真结果表明:在承受相同载荷的情况下,钥匙孔水槽底孔中镶铜钉锯片较传统钥匙孔水槽锯片在锯切受力时的变形、应力方面都得到了明显改善,其变形量减少6.36%,第一、第三主应力分别降低38.04%和41.36%。在钥匙孔水槽的底孔镶入铜钉的方式可以提高锯片的耐冲击性,适用于更大载荷的应用场景。      

脆性材料用固结金刚石线锯切割技术研究进展

脆性材料在光学元器件行业、半导体行业、光伏产业,石材行业等领域有着重要的应用。通过分析脆性材料常用切割方式、固结金刚石线锯切割原理、固结金刚石线锯制造工艺及固结金刚石线锯机床加工方式等,研究不同加工方式对脆性材料切割质量的影响。结果发现:单向循环式金刚石线锯机床能超长时间高速切割,且线锯线速度稳定,可实现硬脆材料的精密超精密切割,是未来发展的主流;而环形金刚石线锯是单向循环式金刚石线锯机床的重要组成部分,其加工制造工艺是未来发展的难点。