硬质合金圆锯片辊压适张的振动特性及有限元研究

作     者：许新培 

作者单位：广东工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王成勇

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：圆锯片 辊压 适张 振动 有限元分析 

摘      要：硬质合金圆锯片是一种最常用的木材锯切加工刀具,工作时的切削速度高达70～100m/s,缘于圆锯片自身的径厚比很大及木材加工材料的复杂性,锯片存在着不可避免的振动。因此必须保证其具有较高的刚度或稳定性,才能减小圆锯片在加工过程中不断变形的程度,提高其加工寿命和木材产品的加工质量。目前的研究认为,对类似圆锯片此类大而薄的旋转圆盘,引入理想的预应力即进行适张处理是一种有效的提高动态稳定性的方法,而辊压作为一种简单、经济、可靠的适张方法,可有效的提高圆锯片的刚度和降低圆锯片的偏摆,因而受到国内外诸多学者的关注。 本文针对硬质合金圆锯片的辊压适张加工,搭建了数控锯切实验平台,采用实验研究及有限元分析技术方法,对辊压加工的影响作用进行了深入研究。论文首先对圆锯片辊压适张处理后的振动模态特性进行了实验测试,得到相关的频谱特性实验结果,结果表明分应用圆锯片的振动模态衡量辊压适张应力的状态是一种可靠且有效的方法,辊压适张加工后可有效地提高圆锯片的固有频率,进而提高了圆锯片的刚度。接着对实验数据结果进行参数识别,分析各辊压参数下的模态固有频率,发现增加辊压压力和次数、减小辊压半径均可提高圆锯片的模态频率。 接着通过ABAQUS软件建立完整的辊压加工过程有限元模型,并进行仿真模拟计算分析,研究发现利用有限元技术对辊压过程进行仿真研究是一种有效的研究手段,可直观地观察适张前后的应力应变分布规律状态,研究结果表明辊压参数的改变均会引起应力应变的改变,但由于辊压是一种对圆锯片的局部加工技术,引起弹塑变形有限,因而引入的适张应力有限,并不能无限地提高圆锯片的刚度。