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金刚石锯片切割石材的切削力试验动态分析

【发布时间】2019-7-12 15:57:38 【来源】 【编辑】Admin 【浏览量】

  切削力试验测量是在K5232C型数控立式升降台铣床上进行的,选用定制直径为148m金刚石锯片,石材种类选用具有中等硬度的花岗岩,测力装置用定制的八角环测力仪,放大器选用 YJD-1型电阻应变仪,电压信号的采集通PCL8 12PG 采集卡进行数据采集,数据成像采用VC编制的程序并进行数据处并保存。


  图3-13为金刚石锯片切削石材时切削力的测量系统示意图。切削加工前,先将信号调零,在加工石材过程切削力的作用下使测力仪4上的应变片变形,电阻变化生成信号,通过放大#器5进行数据放大后传输到采集卡6中,在 PC7 中成像并保存数据。


金刚石锯片切割石材的切削力试验动态分析


  金刚石锯片在加工花岗岩等硬脆材料时,影响干切片受力的因素很多,其中包括锯片本身的制造工艺及物理力学性能、被加工件的成分及物理力学性能 、力工工艺参数、冷却条件等诸多因素。本试验主要测量锯片在切割石材过程中切力的情况,主要加工参数包括锯切深度、进给速度与主轴转速三个主要因素。


  切削力试验在测量前要进行调零工作,将数控机床开启,由于机床自身的振动与电信号的干扰不能完全屏蔽,会对切削力的测量产生一定的干扰,因此测开始前, 必须进行调零工作,通过YJD-1型电阻应变仪分别对Fx和Fy 进行调零。图3-14为切削力调零成像图,其中Fx为调零后成像图,与水平轴重合,Fy 前端波动信号,调零后为后半段,合力F∑ 为Fx和Fy的合力图。


金刚石锯片切割石材的切削力试验动态分析


  进行校零后,利用测力仪进行金刚石锯片切割花岗岩切削力的测量,设置主轴转速fn为 1800r/min、锯切深度ap 为 0.5mm、 进给速度vf 为400mm/min 时其测量得的切削力Fx 、Fy和合力F∑的图像如图3-15所示。


金刚石锯片切割石材的切削力试验动态分析


  通过多次测量在不同主轴转速、进给速度和切割深度条件下,对金刚石锯片切割花岗岩进行切削力测量,应用 MATLAB 线性回归的方法总结出干切片受公式为


金刚石锯片切割石材的切削力试验动态分析


  运用上述公式可以求解任意切削参数条件下的水平切削力Fx和垂直切削力Fy ,进而为金刚石锯片有限元模拟提供有力的试验依据。

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