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单储丝筒线切割机的切割线振动研究

时间:2018-07-26 16:13   作者: www. 点击:

  动的影响进行深入研究♤建立了基于转动惯量分析的切割机走丝系统模型♤并在Matlab的Simulink环境下对走丝系统进行了仿真♤结果揭示了导向轮转动惯量和切割阻力对切割线振动的影响规律⊙

  在对特殊晶体进行线切割加工时♤切割线的振动和切割方向的频繁改变会对晶体的切割精度造成很大影响⊙切割线的振动主要由张力波动产生♤而引起切张峰♤张斌智⊙磁流体辅助光工件表面粗糙度研究⊙光学精密割线张力波动的因素有很多♤如匀速切割过程中切割阻力的变化、变速切割过程中切割速度的大小和方向的改变以及在整个切割过程中张力调节装置对切割线唐恒宁♤尹韶辉♤陈逢军♤等⊙磁流变斜轴抛光及其路径控制⊙制9康桂文♤张飞虎♤仇中军⊙精密磁流变抛光机床的研制⊙制造技术与机床♤2005彭小强♤戴一帆♤李圣怡⊙磁流变抛光的材料去除数学模型⊙机械工程学报♤2004♤40(4)周虎♤李蓓智♤陈少梅⊙光学元件的磁流变精密抛光⊙为简化后期计算♤模型中设定储丝筒与两个导向轮的直径相等♤用理想的恒力Fp代替张力摆杆装置♤Fp作用在储丝筒与导向轮之间切割线的中点上♤方向垂直于储丝筒与导向轮的中心连线⊙模型中将工件带来的切割阻力简化为个方向垂直向上的变力FM♤FM作用在两个导向轮之间切割线的中点上♤其大小模拟真实情况下的切割阻力⊙储丝筒与导向轮的中心距记为L♤两个导向轮之间的中心距记为L.初始状态下♤此模型中储丝筒和导向轮均静止♤切割阻力FM为零♤储丝筒与导向轮之间的切割线在恒力Fp的作用下达到最大弯曲程度♤两个导向轮之间的线无弯曲♤切割线的张力处处相等⊙之后随着FM的变化♤各段切割线的长度和张力均发生变化⊙

  为储丝筒部分的分析示意图⊙图中线段AB为储丝筒与导向轮1的公切线上的一段♤A点为切点⊙C点为切割线与储丝筒的切点♤D点为恒力Fp的作用点♤储丝筒与导向轮间的切割线的拉力记为Ft♤弧AC为切割线缠绕在储丝筒上的部分♤切割线线段CD与AB的夹角为a储丝筒的半径记为r.在此模型中♤随着切割阻力Fm的变化♤各部分切割线的弯曲角度a和卢也会变化⊙设在t时刻♤a和卢的大小分别为at和饫♤导向轮的转速为vt♤经过At时刻之后♤a和/3的大小分别为aAt和/3At.设At为无穷小♤则在此段时间内♤导向轮转动的弧长为设在t时刻♤储丝筒与导向轮之间切割线的总长度为Llt♤两个导向轮之间切割丝的总长度为Lp到t+At时刻切割线的长度分别变为LUt和L2At♤则有式(9)和(10)反映了导向轮的转动对切割线弯曲角度的影响♤而导向轮的转动规律由切割阻力Fm决定♤利用Simulink的动态仿真功能可以得出在Fm作用下的导向轮转动惯量对切割线振动的影响⊙

  如所示⊙在此模型中设定输入的切割阻力及其他相关参数♤运行求解后即可得出导向轮转动惯量对切割线振动的影响⊙

  =2两个导向轮间的切割线的长度为适用于导向轮的转动惯量公式为使导向轮转动的力为4运行求解4.1初始条件的设定结合实际情况♤在运行求解前将初始条件设定为3=0.Fm输入的是一个半周期正弦波♤其振幅为20♤频率为1/1200♤仿真求解时间为600s. Simulink模型运行后♤各示波器输出的波形如所示⊙

  由可以看出♤导向轮在切割线的带动下其线加速度、线速度和线位移时刻发生着变化♤同时两个导线轮之间的切割线的弯曲角度卢也在不断变化⊙角度卢的变化反映了切割线的振动情况♤其变化趋势与切割阻力的变化趋势大体一致♤其幅值与导向轮质量近5结语(1)导向轮转动惯量的存在是切割线在工作过程数控电解机械复合切割加工间隙研究干为民徐波褚辉生(江苏省数字化电化学加工重点建设♤中发生振动的主要原因⊙

  切割阻力的变化规律对切割线的振动规律有决定作用⊙

  减轻导向轮的重量可以提高切割线振动的灵敏度♤虽然此时切割线振动频率更高♤但是振幅会减小♤在实际加工过程中更有利于提高工件表面质量⊙


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