金屬帶鋸床鋸切動態(tài)負(fù)載建模與驗證.pdf

1、金屬帶鋸床作為“工業(yè)母機(jī)”之一，極為普遍地應(yīng)用在各類工業(yè)中。金屬帶鋸床的先進(jìn)程度一定上反映了一個國家制造業(yè)的發(fā)達(dá)程度。為了不斷提高金屬帶鋸床的切削性能，對于鋸切負(fù)載的研究是很重要也是迫切需要的。
　　但在鋸切負(fù)載的研究領(lǐng)域，國內(nèi)外仍然存在一些不足。主要體現(xiàn)在：忽略了對帶鋸床運動過程的研究，特別是鋸切進(jìn)給運動的研究，習(xí)慣性的將其當(dāng)作勻速運動處理；忽略了帶鋸條的多齒切削特性，對于鋸切過程中參與鋸切齒數(shù)的研究欠缺，尤其是變齒距鋸切工況；

2、多為穩(wěn)態(tài)特性模型，無法預(yù)測動態(tài)特性。針對此，本文進(jìn)行了以下研究：
　　研究了金屬帶鋸床的基本結(jié)構(gòu)組成，通過液壓系統(tǒng)原理圖分析了帶鋸床各個運動的實現(xiàn)，并基于此搭建了鋸切負(fù)載實驗系統(tǒng)。針對金屬帶鋸床液壓驅(qū)動鋸切進(jìn)給系統(tǒng)，提出了金屬帶鋸床鋸切進(jìn)給過程的非線性動力學(xué)模型。通過三種進(jìn)給速度下的Simulink仿真，揭示了帶鋸床鋸切進(jìn)給過程的間歇特性。
　　提出了金屬帶鋸床鋸切動態(tài)負(fù)載理論模型。將鋸切負(fù)載特性分為穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)特性進(jìn)行研

3、究。考慮單齒鋸切狀態(tài)以及斜鋸齒等效原理，提出單齒鋸切負(fù)載穩(wěn)態(tài)模型；之后考慮鋸切進(jìn)給過程的間歇特性，優(yōu)化了單齒鋸切負(fù)載模型；最后對鋸切過程中參與鋸切的齒數(shù)進(jìn)行了分析計算，引入單齒鋸切周期、套齒鋸切周期和鋸帶傳動周期，建立了變齒距工況下多齒鋸切動態(tài)負(fù)載模型。
　　通過將多種工況下的鋸切實驗與仿真結(jié)果對比，分析表明：
　?。?）帶鋸床的進(jìn)給運動是一種非線性間歇運動，這種間歇特性會直接影響到鋸切負(fù)載，特別是鋸切力的突變；
　　

4、（2）鋸切負(fù)載的動態(tài)特性主要取決于接觸工件的齒數(shù)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間歇特性和齒距的變化。不論是單齒還是多齒鋸切過程中，均體現(xiàn)出單齒周期特性、套齒周期特性和整條鋸帶傳動的周期特性；
　?。?）多齒鋸切工況下鋸切力的大小與參與鋸切的齒數(shù)近似成正比；
　?。?）本文所提出的模型不僅在周期特性方面與實驗結(jié)果吻合，而且在鋸切力的大小、變化方面也較為吻合。所建立的鋸切負(fù)載特性模型能夠較為準(zhǔn)確地反映實際鋸切負(fù)載，這可為實際加工中鋸切工藝參數(shù)優(yōu)化