金屬帶鋸床鋸切動態(tài)負載建模與驗證.pdf

1、金屬帶鋸床作為“工業(yè)母機”之一，極為普遍地應用在各類工業(yè)中。金屬帶鋸床的先進程度一定上反映了一個國家制造業(yè)的發(fā)達程度。為了不斷提高金屬帶鋸床的切削性能，對于鋸切負載的研究是很重要也是迫切需要的。
　　但在鋸切負載的研究領域，國內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，特別是鋸切進給運動的研究，習慣性的將其當作勻速運動處理；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，無法預測動態(tài)特性。針對此，本文進行了以下研究：
　　研究了金屬帶鋸床的基本結構組成，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載實驗系統(tǒng)。針對金屬帶鋸床液壓驅動鋸切進給系統(tǒng)，提出了金屬帶鋸床鋸切進給過程的非線性動力學模型。通過三種進給速度下的Simulink仿真，揭示了帶鋸床鋸切進給過程的間歇特性。
　　提出了金屬帶鋸床鋸切動態(tài)負載理論模型。將鋸切負載特性分為穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)特性進行研

3、究。考慮單齒鋸切狀態(tài)以及斜鋸齒等效原理，提出單齒鋸切負載穩(wěn)態(tài)模型；之后考慮鋸切進給過程的間歇特性，優(yōu)化了單齒鋸切負載模型；最后對鋸切過程中參與鋸切的齒數(shù)進行了分析計算，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)負載模型。
　　通過將多種工況下的鋸切實驗與仿真結果對比，分析表明：
　?。?）帶鋸床的進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載，特別是鋸切力的突變；
　　

4、（2）鋸切負載的動態(tài)特性主要取決于接觸工件的齒數(shù)、進給機構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；
　　（4）本文所提出的模型不僅在周期特性方面與實驗結果吻合，而且在鋸切力的大小、變化方面也較為吻合。所建立的鋸切負載特性模型能夠較為準確地反映實際鋸切負載，這可為實際加工中鋸切工藝參數(shù)優(yōu)化