【摘要】：基于內(nèi)圓切片機的內(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,是目前硬脆材料切片加工的主流方法之一。內(nèi)圓切片機刀片作業(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)圓刀片張緊實驗測試方案,搭建實驗臺軟硬件系統(tǒng),開展內(nèi)圓刀片張緊實驗研究。使用扭力扳手與標準量塊、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)。進行實驗數(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,并驗證理論仿真計算的正確性。4.根據(jù)理論仿真和實驗研究結(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目標,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)圓切片機刀片張緊工藝進行改進,為生產(chǎn)實際提供參考方案。
【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，，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[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動的帶動下實現(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】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2675775