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锯片的研究分析

金刚石圆锯片主要应用于大理石、花岗岩、陶瓷等脆硬性材料的加工中,是石材加工重要的加工工具,也是金刚石类工具中消耗量最大的加工工具,金刚石圆锯片由于其直径和厚度的比值远远大于200并且在高速旋转下工作,摩擦力和锯切力也相应地增大,锯片的磨损和变形加大,影响锯片的使用寿命和锯切质量,提高锯切成本.同时,在锯切加工过程中会产生共振,缩短锯片的使用寿命,产生噪声,影响操作者的健康.为提高锯片基体的刚性和耐磨性,降低噪声,防止共振,在实际使用过程中,锯片的振动和稳定性是一个不容忽视的问题.国内外学者对普通圆锯片进行受力分析揭示了锯片受力状态,同时在应力、应变、热应力、屈曲分析的基础上可以对锯片进行优化设计对金刚石圆锯片进行模态分析,可以更有效的优化金刚石圆锯片的结构,达到减小噪声防震的效果。

(1)通过ANSYS有限元分析软件对金刚石圆锯片进行模态分析,计算出金刚石圆锯片的固有频率和对应的主振型,为了避免金刚石圆锯片在使用时在外界冲击作用下发生共振现象,应尽量避免在外界冲击作用下的频率与锯片的固有频率相同.金刚石圆锯片前10阶模态的固有频率具有一定的规律性,前5阶频率值增加较小,从第5阶开始逐渐增大,同时振动和弯度次数也在相应的增大.

(2)金刚石圆锯片的参数对固有频率有很大的影响,锯片的固有频率随着锯片厚度的增加而增加,随着法兰盘直径的增加而增加,但随锯片直径的增加而减小.

(3)金刚石圆锯片的固有频率的大小和整体刚度密切相关,为了提高锯片刚度,可通过改变锯片的几何参数来实现.最终,考虑加工需求,加工效率以及加工质量可以得出金刚石刀具的最佳参数为法兰盘直径350mm,锯片厚度6.5mm,锯片直径2000mm.


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