花岗石超薄型板材锯解关键技术研究

作     者：赵兴虎 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王志;张进生

授予年度：2011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：花岗石 超薄型板材 破碎机理 有限元分析 轴向振动 

摘      要：随着世界上建筑业及装饰业的发展,石材的应用范围越来越广,而节约型社会理念的日渐深入人心,使得石材板材越来越向薄型化方向发展已经成为历史的潮流。花岗石超薄板以其薄、轻等突出特点从石材产品市场中脱颖而出,并越来越受广大用户欢迎。但是目前超薄型板材加工易破碎等缺陷严重制约了超薄型板材的大批量生产和应用。本文在深入剖析花岗石超薄型板材锯切加工技术现状以及存在问题的基础上,研究超薄板的锯切时锯片振动特性及锯切力状况,全面探讨了花岗石超薄板的锯切及破碎问题。 探讨了花岗石超薄型板材的市场需求、发展方向以及加工关键技术,通过对花岗石超薄板应用最为广泛的对剖加工方式中板材受力的分析,研究板材加工过程中锯切力的变化以及锯切应力与振动应力的分布。 建立板材破碎模型,对造成板材加工破碎的因素及破碎机理研究,分析其原因主要为锯片横向振动引起的板材轴向受力,并利用有限元软件ANSYS对板材加工过程进行静态仿真,分析板材破碎机理并探论在一定加工参数情况下板材厚度对板材应力分布及大小的影响,并提出加工设备及工艺的优化方向。 借助有限元软件ANSYS,对金刚石圆锯片进行仿真分析,通过模态分析验证其在一定加工参数下对剖加工时的动态性能,研究锯片的轴向振动特性,并且通过文献的锯切力经验公式及实验数据,分析了锯切过程中圆锯片轴向力随加工参数的变化规律。 利用ANSYS/LS-DYNA模块建立锯片切入花岗石板材的瞬时动态模型,研究锯片间断性磨削过程中锯切力变化与超薄板材内部的应力应变状况,仿真结果与实际加工情况基本相符。 本课题的研究目的在于研究花岗石超薄板材加工破碎机理,不仅在理论上有所突破,而且对于指导实际生产以减少浪费、提高经济效益有重要意义。