金刚石绳锯加工弧区载荷分布的研究

论文摘要

由于金刚石绳锯的结构组成,使得金刚石绳锯在锯切加工过程中是独特的柔性加工方式,加工的弧区较长,这就使得金刚石绳锯的加工过程比较复杂。与其他金刚石工具的加工方式相比,金刚石绳锯长期在锯切弧区内,导致金刚石绳锯的损坏较快。在金刚石绳锯长弧区的锯切过程中,绳锯的损坏主要表现在金刚石串珠的磨损和断绳,而绳锯的磨损和断绳与弧区内的锯切力、锯切加工过程中锯切线速度和进给速度的合理选择以及绳锯的合理选择有很大的关系。为了减少绳锯的损害、合理选择加工参数、延长绳锯的使用寿命,在绳锯锯切加工过程当中就必须考虑到弧区内的锯切载荷的分布情况,目前关于这方面的研究仍然很少,研究还处在空白阶段。本课题考虑到绳锯的长弧区柔性加工特点,为了能够较准确的测到锯切弧区内各点或段的载荷,同时在测量的过程中保证完整的弧区形状,在试验中设计了专用的夹具来进行实验。研究了测量弧区宽度、间隙宽度对弧区载荷测量的影响,分析了锯切弧区载荷与锯切弧区的不同位置点和锯切参数(绳锯线速度、进给速度)之间的关系,在此基础上进一步研究绳锯弧区载荷的分布特征,得出以下主要结论:(1)设计制造了特殊的实验所需的装夹夹具,夹具既保证了弧区的完整性,又可以测量出锯切弧区内的不同位置点的载荷。(2)通过对弧区中间位置点不同厚度的工件进行测量,结果表明微段上的水平锯切力随着测量工件厚度的增加而呈现减小的趋势,由功率计算出的微段上水平锯切力则变化很小,微段上垂直锯切力的趋势随着测量工件厚度的增加而增大。(3)通过把锯切弧区均分成七个位置点进行锯切载荷的测量得出,弧区载荷分布规律:弧区载荷从锯切起始端到终端呈整体下降的趋势,进给速度越大下降趋势越明显(进给速度对弧区载荷分布的影响要大于线速度)。(4)在锯切弧区中不同位置点的锯切载荷受锯切参数的影响不同,锯切起始端位置点的载荷受加工参数的影响最大,越靠近锯切终端影响越小,呈下降的趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 金刚石绳锯的发展及应用
• 1.1.1 金刚石绳锯的发展
• 1.1.2 金刚石绳锯的应用
• 1.2 金刚石绳锯的研究现状
• 1.2.1 金刚石绳锯的构成及加工特点
• 1.2.2 金刚石绳锯的国内外研究技术
• 1.2.3 金刚石绳锯加工中存在的问题
• 1.2.4 课题的提出及研究意义
• 1.3 课题的研究思路及研究内容
• 1.3.1 本课题的研究思路
• 1.3.2 绳锯分布载荷研究的技术路线及研究内容
• 第二章 实验方法及内容
• 2.1 实验条件
• 2.2 夹具的设计
• 2.3 实验平台的搭建
• 2.4 实验内容
• 2.4.1 信号分析与检测实验
• 2.4.2 实验方法
• 第三章 金刚石绳锯弧区中不同测量弧区长度载荷研究
• 3.1 锯切力和锯切功率特征及数据的处理方法
• 3.1.1 金刚石绳锯的锯切力和功率的信号特征
• 3.1.2 金刚石绳锯锯切加工的锯切力和功率的信号处理方法
• 3.2 金刚石绳锯弧区中间点的不同测量弧区长度的载荷情况
• 3.2.1 测量工件与两侧辅助工件之间的缝隙对弧区载荷的影响
• 3.2.2 不同厚度的测量工件对弧区锯切载荷影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 锯切参数对金刚石绳锯弧区载荷的影响
• 4.1 金刚石绳锯弧区载荷的分布情况
• 4.2 锯切参数对金刚石绳锯弧区载荷的影响
• 4.2.1 线速度对绳锯锯切弧区载荷的影响
• 4.2.2 进给速度对绳锯锯切弧区载荷的影响
• 4.3 锯切参数变化对金刚石绳锯弧区载荷分布的影响分析
• 4.3.1 线速度对绳锯锯切弧区载荷分布的影响
• 4.3.2 进给速度对绳锯锯切弧区载荷分布的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢