花崗石薄型板材高效加工關鍵技術與鋸解設備設計研究.pdf

1、花崗石薄型板材因薄而降低生產(chǎn)成本以及裝飾成本，同時可以節(jié)約和有效利用有限的石材資源，因此幅面寬度在600mm～lOOOmm的花崗石薄型板材的生產(chǎn)加工引起了越來越多的重視。但是目前薄型板材的加工生產(chǎn)效率低，表面質量差，刀具壽命低，嚴重制約了薄型板材的大批量應用和生產(chǎn)。
　　 通過比較目前花崗石薄型板材加工方法的優(yōu)劣性，分析鋸解和研磨過程中制約生產(chǎn)率以及加工質量的關鍵性技術問題，進而針對以上問題對鋸解以及研磨裝備進行規(guī)劃，重點對與加

2、工質量和加工效率密切相關的軸向力以及研磨軌跡進行分析。探討鋸解過程中由于鋸片的動態(tài)不穩(wěn)定性引發(fā)的軸向力以及軸向位移的計算，通過模態(tài)分析研究鋸片的厚度、夾緊比、轉速以及直徑對鋸片動態(tài)性能的影響；研究正確的組織研磨過程所必須遵守的原則，優(yōu)化研磨運動軌跡；對薄型板材加工過程中存在的臨界經(jīng)濟厚度進行初步討論?？紤]花崗石薄型板材高效加工過程的特殊性，制定鋸解設備的設計指標，結合模塊化設計技術以及三維仿真技術進行設備的開發(fā)和優(yōu)化，對設備的導向支承橫

3、梁模塊、主軸模塊等關鍵結構進行重點設計。
　　 借助有限元分析軟件，對用于本課題中大幅面花崗石薄型板材加工的1600mm的薄型金剛石圓鋸片在高效加工參數(shù)組合下進行仿真分析，即鋸切線速度為80m/s，進給速度為0.8m/min，鋸切深度為20mm。通過靜態(tài)分析和有預應力的模態(tài)分析驗證其在高效加工參數(shù)下鋸解的靜、動性能；通過熱應力耦合驗證其熱態(tài)性能；通過非線性屈曲分析計算薄型鋸片的臨界載荷。利用Matlab優(yōu)化工具箱對主軸模塊中的主

4、軸單元以許用扭轉變形角、許用偏轉角、許用切應力為約束條件，以軸端變形撓度和質量為目標函數(shù)，取主軸的直徑、跨距以及外伸端長度為設計變量對主軸進行多目標優(yōu)化，優(yōu)化結果表明在主軸直徑為90mm、外伸端長度為50m、軸承跨距為350mm的情況下，主軸的經(jīng)濟綜合性能與使用性能達到最佳的組合。
　　 本課題的研究旨在降低生產(chǎn)成本、提高加工效率，因此，其研究成果對我國薄型板材的生產(chǎn)加工具有現(xiàn)實的指導意義；同時，課題的研究思路和研究方法對薄型、