超声振动对单晶硅锯切比能的影响

超声振动能很好地改善硬脆性材料的加工性能,为了探索超声振动锯切比能对单晶硅的影响,本文采用薄金刚石锯片,在有无超声振动的条件下对单晶硅进行锯切实验.实验结果表明:超声振动使锯切材料过程中的比能大幅度降低;2种锯切方式下锯切比能都随着单颗磨粒最大锯切厚度的增大而降低,但普通锯切方式下锯切比能呈幂指数递减趋势,而在超声振动的作用下比能变化趋势转变为良好的线性递减;并且单晶硅材料的去除方式由普通锯切中塑性去除为主导转变为脆性断裂去除,其破碎方式属于微破碎,趋于粉末状破碎,由此在不会对工件表面产生严重损伤的同时使材料去除所消耗的能量得到了有效降低.同时,超声振动使得锯片上的磨粒对单晶硅表面的高速冲击作用,使单晶硅产生大量微裂纹,对单晶硅的微小剥离起到很大作用.因此,超声振动在单晶硅材料的加工中有着很大的发展前景.

锈蚀现象对金刚石圆锯片锯切稳定性的影响

针对锈蚀金刚石圆锯片锯切时出现锯切稳定性降低的问题,根据不同锈蚀程度锯片的结构参数建立模型,采用有限元法对锈蚀锯片进行模态分析,将锯切振动作为稳定性的参考指标,研究锈蚀对锯片锯切稳定性的影响,并通过实验验证理论分析的准确性。结果表明:在640~1280 Hz频率范围内锈蚀锯片的振型模态比原锯片多6阶,并且相邻固有频率差值减小了8.56%,随锈蚀程度的增加,锯片更容易出现共振现象;锯片轴孔位置处和1/3至2/3半径圆环范围的锈蚀对锯片的锯切稳定性影响较大,因此可以通过优化加工参数、减少表面缺陷的方式减小锈蚀程度,降低对锯片锯切稳定性的影响。该研究为金刚石圆锯片的实际使用和防锈工艺提供了指导依据。

P20预硬塑料模具钢锯切困难原因分析

综合运用洛氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜对P20预硬塑料模具钢锯切困难的原因进行了系统分析。结果表明材料质量合格,锯切瘤形成原因为锯切设备故障,其为加工硬化瘤,具有与基体不相连、边缘层片状结构、硬度高、易腐蚀、加工硬化组织等特征。

木构件锯切功率的影响因素试验研究

木构件锯切的影响因素很多且复杂,较难进行准确的测定评价。本研究选取木构件的锯切转速、圆锯片齿形、齿数、木构件材料作为试验因素,探究其对锯切性能的影响规律。基于多因素正交试验分析方法,采用直观分析法综合探究转速1 000、2 000、3 000 r/min,圆锯片平齿、梯平齿、左右齿,齿数60、96、120,云杉、纤维板、重组竹对木构件锯切性能的影响,以木构件锯切功率作为木构件锯切性能的评价指标,进行多组试验分析,确定不同材料下木构件最佳锯切方案。结果表明:1)各个试验因素对锯切过程最大功率消耗影响的主次顺序依次是:圆锯片转速、试件材料、圆锯片齿数、圆锯片齿形。锯切云杉的较优工艺为转速1 000 r/min、齿数60个、平齿形;2)锯切纤维板的较优工艺为转速1 000 r/min、齿数96个、梯平齿形;3)锯切重组竹的较优工艺为转速2 000 r/min、齿数60个,梯平齿形。

基于Design-Expert的电链锯锯齿结构参数优化

为提高电链锯的锯切效率,对电链锯锯齿的齿形结构参数进行研究,以单位锯切功为电链锯锯切效率的衡量指标,通过对电链锯锯切过程的仿真研究,得出不同结构锯齿的单位锯切功。以电链锯锯齿中的外形前角、侧刃楔角和顶刃楔角等结构参数作为影响因子,采用Box-Benhnken中心组合试验方法设计多因素正交试验,使用Design-expert软件进行数据分析得出最优齿形结构参数组合。研究结果表明,所选取的齿形结构参数对单位锯切功影响程度由大到小顺序依次为外形前角、侧刃楔角、顶刃楔角,并获得最优齿形结构参数组合,外形前角为10.92°、侧刃楔角为45.7°、顶刃楔角为45.41°。

AlCrN涂层双金属带锯条锯切SKD11性能研究

锯齿性能是影响双金属带锯条锯切效率和使用寿命的关键因素。采用PVD涂层技术在带锯条锯齿上涂覆AlCrN涂层,并在同等条件下与未涂层带锯条同时进行锯切SKD11冷作模具钢的测试,结果发现:涂层带锯条锯切SKD11模具钢面积提升30.8%;AlCrN涂层可减少前刀面黏着磨损,进而提升锯齿性能。

台阶式锯切开挖边坡岩体质量及稳定性评价

锯切法进行边坡开挖施工,开挖面平整光滑,对边坡岩体质量影响较小,利于提高边坡的开挖稳定性。目前采用锯切法开挖边坡的应用较少,缺少对切割岩体质量和应力应变特征的详细研究。本文对某抽水蓄能电站台阶式锯切开挖边坡进行研究,通过现场岩石回弹试验和波速测试,对切割开挖边坡的岩体质量进行研究,分析了切割开挖过程中岩体的应变特征。在此基础上,利用三维有限元模型,对锯切法开挖边坡的应力应变情况和稳定性特征进行了模拟。结果表明:台阶式锯切开挖对边坡的扰动较小,岩体质量几乎不受切割开挖影响;边坡开挖过程中的稳定性系数均大于3,边坡整体变形量较小,边坡稳定性较好;在开挖台阶上部会产生较大拉应力,容易引起局部拉裂或崩塌破坏,需要进行及时支护,边坡的锚杆支护深度建议在4.0m以上。

铝合金建筑型材圆锯片锯切振动特性分析

在铝合金建筑型材圆锯片切削过程中,型材因受到圆锯片周期性冲击而产生振动和噪声,严重影响了加工效率以及加工质量。设计圆锯片锯切铝合金建筑型材单因素实验,研究不同进给速度下铝合金建筑型材的锯切振动特性。时域分析结果显示,振动信号会随着锯切位置的变化呈现出明显的分段特性,振动最剧烈阶段的振动加速度峰值是振动最平稳阶段的3倍以上,说明以横向翼板类结构为代表的典型型材结构会对振动信号产生显著影响。通过频谱分析,型材锯切振动的峰值频率与圆锯片转动频率不存在倍数关系,说明转动频率不是影响型材锯切振动的主要因素,并且振动能量会随着进给速度的提高逐渐由低频处向高频处转移。随着进给速度由25.0 mm/s提高到75.0 mm/s,进给方向振动加速度的峰值由1669.91 m/s2逐渐增大至2001.59 m/s2,提高了19.86%;垂直进给方向振动加速度的峰值由932.52 m/s2逐渐增大至1097.30 m/s2,提高了17.67%。结果表明:铝合金建筑型材的各种组成结构对圆锯片锯切振动的影响远大于进给速度对其产生的影响。

栎木锯切功率影响因素的研究

在锯切加工中,锯切功率对能耗具有重要影响。采用硬质合金圆锯片对栎木(Quercus spp.)进行锯切试验,探究锯切参数(锯齿前角、锯片转速及进给速度)对栎木锯切功率的影响,通过3因素3水平设计27组全因子试验,对锯切参数进行方差分析,并建立锯切功率的回归模型。结果表明;随着锯齿前角增大、主轴转速增大,栎木锯切功率减小;随着进给速度增大,栎木锯切功率增大。各锯切参数对锯切功率的影响程度排序为:进给速度>锯片转速>锯齿前角。根据方差分析结果建立线性模型的决定系数为0.9065,25°锯齿前角在不同锯切参数下的锯切功率预测值与实测值的相对误差绝对值最大仅8.22%,表明该模型适用于栎木锯切功率的预测。

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。

基于改进40Mn2金相组织形态提高锯切性能的研究

用户锯切40Mn2钢时发生锯切困难,在同样锯切条件下锯条使用时长较同行标杆产品大幅降低。通过探索锯切困难的成因,提出相关改进措施,改进了金相组织形态,提高了锯切性能,达到了同行标杆的水平。

自动化在无缝钢管锯切下料中的应用

随着经济不断增长,科学技术日新月异,电力、石油、机械、水利等行业快速崛起,无缝钢管需求日趋增大。文章通过对大规格厚壁无缝钢管锯切方法优缺点深入分析,以及对自动化在无缝钢管锯切下料中应用优势的分析,从多角度考量无缝钢管锯切下料自动化应用,结合用户需求调整生产工艺规划实现个性化定制产品,对无缝钢管锯切下料自动化体系建设应用及参数要点提出建议,为无缝钢管锯切下料优化工艺提供支撑,推进高效、绿色、低碳无缝钢管锯切自动化产业发展。

水泥混凝土切割机作业动力学及参数选取

为确保水泥混凝土切割机参数选取的科学性,对其应用效果进行研究。运用金刚石锯片切割机理对水泥混凝土切割机开展动力学分析,探究不同组成结构在实际切割作业中的动力学变化及其对切割效率的影响。通过借鉴同类旋转作业机械的研究成果,对水泥混凝土切割机的切割锯锯片功率、复合运动和锯切阻力的规律展开深入分析。结果表明,在不同工况下,水泥混凝土切割机的作业参数受到锯切深度、作业速度、金刚石锯片转速的影响,可通过控制变量的方式获得最佳作业参数。在水泥混凝土切割机的参数选取中,锯片直径的大小与锯切阻力之间存在正比关系,锯切阻力与锯片转速存在反比关系。在参数选取中要综合考虑作业参数、锯切材料、金刚石锯片等多重因素的影响,可运用有限元的分析方法对其运行参数进行科学计算。

纵剖优选锯主轴调整系统改造研究

为了提高毛边板材的出材率、生产效率和加工精度,文章改进了一台单锯片上轴式纵剖圆锯机的主轴系统结构。先进行主轴调整组件的总体结构设计和主轴调整系统样机试制,然后进行锯切试验。试验结果表明:在有轴向约束情况下,移动锯片锯切稳定性良好。

免耕播种机新型锯切防堵装置的试验研究

针对免耕播种机作业中的堵塞问题 ,提出以锯齿圆盘为切刀的防堵装置 ,利用部分正交多项式试验设计方法 ,对锯切防堵装置用于玉米秸秆切碎的功率消耗和抛撒效果进行了试验研究 ,得出了影响功率消耗的主次顺序为秸秆覆盖量、前进速度、动定刀间隙、锯齿圆盘转速和锯齿圆盘离地间隙。试验结果表明 :锯切防堵装置结构新颖 ,功率消耗低 ,可作为免耕播种机的防堵装置。

串珠绳锯切花岗石过程中锯切参数对锯切力和能耗的影响

在建立串珠绳锯切弧区内单颗磨粒平均切削深度与锯切参数间理论关系的基础上,采用单因素和正交法进行锯切参数对锯切力和锯切能耗影响的试验研究。结果表明,单颗磨粒平均切削深度与锯切长度无关,但随进给率的增大或线速度的减小而增大。进给率对锯切力和功率的影响比线速度和锯切长度都要明显。锯切过程中材料去除方式存在体积破碎,适当增大磨粒切削深度有利于提高体积破碎比例从而降低锯切比能;但增大磨粒切削深度直接缩小了介于工具—工件接触面间的动态容屑空间从而加剧岩屑摩阻效应,长弧区排屑困难对锯切力和能耗影响明显。正确选择锯切工艺参数尤其是进给率,对锯切力和能耗的控制及动态容屑空间的平衡至关重要。

锯切过程中花岗石与金刚石间的摩擦效应

通过测量锯切力和计算锯切比能，获得了多种条件下的比能与单颗磨粒平均载荷的试验数据．从能量角度探讨了花岗石的锯切机理，并建立了单颗磨粒平均载荷与磨粒纵向切削面积平均值之间、单位宽度功率消耗与滑擦面积之间的对应关系．结果表明，锯切过程中能量主要消耗于花岗石与金刚石间的摩擦．由于单颗磨粒纵向切削面积平均值同时包含了磨粒切削深度与弧长的影响，更适用于描述锯切过程．锯切中锯切深度和材料去除率等因素的影响均可从摩擦的角度得到合理解释．

高枝修剪机姿态协调控制与精准锯切定位

修枝是林业抚育管理的重要措施之一,但适用于高大树木的修枝机械尚处起步阶段。针对目前国内外修枝机械普遍存在作业高度不足、灵活性不高,操作人员劳动强度大、作业危险性高等问题,设计研发了一种高枝修剪机及其控制系统,实现15 m以内高大树木的修枝作业。本文详细阐述了高枝修剪机的工作原理,基于多自由度修剪机械臂正、逆运动学进行锯切定位分析,提出了修剪机的机械臂姿态协调控制与末端修枝锯的锯切定位方法,辅以末端摄像头观察待修树枝的相对位置,通过人机交互界面实现修枝臂协调控制和锯切定位调整,自动化实现升降台、回转台和修剪机械臂姿态调整。此外,通过在开放场地进行样机修枝试验及误差测量与补偿,试验结果表明:在回转台转角固定情况下,本文设计的控制系统和控制方法可以实现末端修枝锯在空间2个坐标轴上的定位标准差均小于5 mm,在作业高度15 m、作业半径6 m的范围内,与同类机械相比具有更高的相对定位精度,能够实现精确定位和锯切作业。

实现花岗石高效锯切的关键因素分析

分析了锯切花岗石过程中金刚石节块磨损机理。探讨了不同品质金刚石的失效特点及其对结合剂的要求，指出在同一节块中使用混合品质金刚石是造成金刚石非正常失效的直接原因。在分析了锯切中节块表面载荷分布特征的基础上，提出沿节块表面不同载荷区域使用不同品质金刚石和相应结合剂系统。试验结果表明，在节块成本和节块耐磨度不变的前提下，金刚石非正常失效率大大下降，锯切效率提高了６０％。

金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理研究

本文从理论上分析了金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理 ,并对大理石和花岗石进行了锯切试验 ,以验证理论分析的结果。理论分析和锯切试验均表明 :(1)金刚石绳锯的锯切轨迹近似为圆的渐开线 ,锯切过程中单位长度绳锯对石材的压力、绳锯张紧力决定了该渐开线的形状 ;(2 )金刚石绳锯锯切线速度高 ,锯切过程中单颗粒金刚石施加在石材上的压力很小 ,不足以使石材产生体积破碎 ,切屑细小。其主要碎岩方式是赫兹破碎 (Hert zianfracture) ,通过高速磨削实现锯切。根据金刚石绳锯的碎岩机理 ,锯切时应适当控制绳锯拉力和绳锯线速度 ,选用耐磨蚀性好的金刚石和胎体 ,保证良好冷却 ,以提高锯切速度 ,延长绳锯寿命。