【摘要】：基于內(nèi)圓切片機(jī)的內(nèi)圓切片方法,具有切割精度高、加工靈活和污染小等諸多優(yōu)點(diǎn),是目前硬脆材料切片加工的主流方法之一。內(nèi)圓切片機(jī)刀片作業(yè)之前需要通過張緊來提升剛度,而刀片張緊后的刃口不平度、剛度和動態(tài)特性等張緊狀態(tài)的優(yōu)劣直接影響著后續(xù)切片加工精度的高低。因此,關(guān)于內(nèi)圓刀片張緊特性的研究對于內(nèi)圓切片技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論和工程意義,同時也為其它各類環(huán)形圓盤片的研究和應(yīng)用提供參考。本文研究內(nèi)容主要包括:1.內(nèi)圓刀片是被廣泛應(yīng)用的各類環(huán)形圓盤片中的一種,進(jìn)行環(huán)形圓盤片的先行性理論研究,以更加深入地了解內(nèi)圓刀片的工作特性和張緊意義。本文建立環(huán)形圓盤片的通用數(shù)學(xué)模型,考慮包含內(nèi)圓刀片內(nèi)圈自由與外圈固定邊界在內(nèi)的25種內(nèi)外圈邊界條件組合。對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解析和數(shù)值計算,分析各種邊界條件下環(huán)形圓盤片的固有頻率、穩(wěn)態(tài)振幅比、臨界轉(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速等靜動態(tài)特性,并根據(jù)理論結(jié)果進(jìn)一步分析內(nèi)圓刀片邊界條件的固有優(yōu)勢和劣勢,以及張緊對于內(nèi)圓刀片切片加工的意義。2.使用有限元軟件開展內(nèi)圓刀片張緊過程接觸非線性大變形仿真分析,定義內(nèi)圓刀片張緊裝置各部件間的接觸參數(shù),設(shè)置十個張緊螺栓預(yù)緊力的載荷步,并完成內(nèi)圓刀片張緊的仿真計算。仿真研究張緊螺栓不同擰緊次數(shù)、順序、預(yù)緊力和偏載情況對張緊后內(nèi)圓刀片刃口不平度和固有頻率的影響。3.設(shè)計內(nèi)圓刀片張緊實(shí)驗(yàn)測試方案,搭建實(shí)驗(yàn)臺軟硬件系統(tǒng),開展內(nèi)圓刀片張緊實(shí)驗(yàn)研究。使用扭力扳手與標(biāo)準(zhǔn)量塊、塞尺,完成內(nèi)圓刀片定量張緊。使用數(shù)據(jù)采集卡和多種傳感器,測試不同張緊狀態(tài)下內(nèi)圓刀片的刃口不平度、剛度和振動響應(yīng)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)降噪和頻域變換等后處理,分析不同張緊方案對內(nèi)圓刀片張緊狀態(tài)的影響,并驗(yàn)證理論仿真計算的正確性。4.根據(jù)理論仿真和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果,以改善內(nèi)圓刀片張緊質(zhì)量和提升切片加工精度為改進(jìn)目標(biāo),分別從最佳張緊下壓量區(qū)間、張緊螺栓擰緊順序和擰緊次數(shù)等角度出發(fā),對內(nèi)圓切片機(jī)刀片張緊工藝進(jìn)行改進(jìn),為生產(chǎn)實(shí)際提供參考方案。
【圖文】：

材料具有高硬度、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)越于機(jī)械、航空、電子、光學(xué)等工業(yè)和民用領(lǐng)域。但是硬脆材料也碎裂、表面層組織易損傷等缺點(diǎn)，，因此存在加工難問題，如何解加工問題一直是業(yè)界研究的重點(diǎn)[1]。經(jīng)過多年的發(fā)展，在傳統(tǒng)切等加工方式的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了一些硬脆材料的精密加工方式，諸片加工、多線切割加工、超聲加工、高能束流加工、電加工和化工方式[2-3]。際生產(chǎn)過程中，磁性材料、半導(dǎo)體硅、陶瓷、玻璃、石英、硬質(zhì)的切割和切片加工十分普遍。如圖 1.1 所示，釹鐵硼和單晶硅棒片加工，形成用途更加廣泛的片狀原料。硬脆材料的切割方式按來分，有圓片鋸、帶鋸、線鋸三大類；而在硬脆材料的切片加工刀片的內(nèi)圓切片方法和基于線鋸/磨料的多線切片方法是硬脆材料大主流方法[4-7]。

圖 1.2 內(nèi)圓切片加工示意圖及實(shí)物圖多線切片方法如圖 1.3 所示，該方法是利用固著磨料或游離磨料切削液在多根鋼絲定向運(yùn)動的帶動下實(shí)現(xiàn)材料去除加工，一次可并行完成多處切割，切割效率高，通過增加切割線長度可進(jìn)行超大直徑工件的切片加工。圖 1.3 多線切片加工示意圖及實(shí)物圖棒料切割絲
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG71

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳超;秦建新;林峰;;晶片切割技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J];超硬材料工程;2015年04期

2 黃蕊慰;;不同初始張緊狀態(tài)下內(nèi)圓鋸片刀刃的磨損研究[J];裝備制造技術(shù);2013年06期

3 王小軍;孫振亞;;硅片切割技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];超硬材料工程;2011年06期

4 陳成軍;楊國慶;常東方;洪軍;;基于有限元法的螺栓組連接彈性相互作用研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2011年10期

5 楊俊飛;田欣利;劉超;張保國;郭f ;;非金屬硬脆材料加工技術(shù)的最新進(jìn)展[J];新技術(shù)新工藝;2009年08期

6 徐超;余紹蓉;鄭曉亞;張鐸;;機(jī)械螺栓法蘭連接的有限元力學(xué)模型比較研究[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2009年06期

7 黃蕊慰;;內(nèi)圓鋸片鋸切力的理論分析[J];茂名學(xué)院學(xué)報;2008年03期

8 張坤領(lǐng);;硬脆材料加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2008年05期

9 KAWASHIMA Kazuo;;Development of Cutting Condition Monitoring System for ID-blade Saw Slicing Machine[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2006年S1期

10 葛培琪,孟劍鋒,陳舉華,章亮熾;硅晶體精密切片技術(shù)及相關(guān)基礎(chǔ)研究[J];工具技術(shù);2005年09期

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1 黃蕊慰;金剛石內(nèi)圓鋸片工作特性研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2006年

2 解振華;硅晶片內(nèi)圓鋸切過程的振動研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2005年

3 林湖;發(fā)動機(jī)關(guān)鍵螺栓緊固理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];上海海運(yùn)學(xué)院;2002年

本文編號：2675775