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如何提高高速钢机用锯条的锯切性能

工具技术 1994年第6期28卷 24-28页

作者：吴立志河北冶金研究所石家庄050031

讨论了有关检验机用锯条锯切性能的方法,介绍了有关锯条磨损的研究成果,分析了锯条材料的化学成分、锯条用热轧带钢在轧制过程中的加热温度以及热处理工艺对锯条锯切性能的影响。

关键词：高速工具钢机用锯条锯切性能

电镀金刚石线表面磨粒密度对锯切性能影响分析

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制造技术与机床 2020年第6期 104-107页

作者：李升高玉飞山东职业学院铁道车辆与机械工程系山东济南250104 山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061

电镀金刚石线广泛应用于光伏太阳能和半导体行业的硅晶体切片加工,其表面的磨粒密度对锯切性能有很大影响。为了评价表面不同磨粒密度的电镀金刚石线的锯切性能,以光伏多晶硅为试件开展了锯切试验,分析了表面形貌、表面粗糙度和锯切效... 详细信息

电镀金刚石线广泛应用于光伏太阳能和半导体行业的硅晶体切片加工,其表面的磨粒密度对锯切性能有很大影响。为了评价表面不同磨粒密度的电镀金刚石线的锯切性能,以光伏多晶硅为试件开展了锯切试验,分析了表面形貌、表面粗糙度和锯切效率的影响规律。研究结果表明:采用表面磨粒密度为210~230个/mm与290~330个/mm的两种金刚石线锯切的表面塑性沟槽所占比例较大,没有明显的较大尺寸脆性微凹坑。表面磨粒密度为210~230个/mm的金刚石线切割形成的硅片表面粗糙度最低,金刚石线表面过低或过大的磨粒密度会使硅片表面粗糙度变大。金刚石线的切割能力和锯切效率随着表面磨粒密度的增大而有所提高。综合考虑切片表面形貌和粗糙度等方面的质量要求与金刚石线的锯切能力和制造成本,建议金刚石线表面磨粒密度在210~330个/mm较为适宜。

关键词：电镀金刚石线表面磨粒密度锯切性能光伏多晶硅

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多参数金刚石圆锯片锯切性能试验机的研制

制造技术与机床 2012年第8期 119-122页

作者：刘全心刘青吴水平胡郁乐鄂州职业大学机械系湖北鄂州436000 湖北长江精工材料技术有限公司湖北鄂州436000 中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074

专门研制出一种多参数的试验机,用以检测石材加工所用的金刚石圆锯片的锋利度、耐磨性等锯切性能。简介了该试验机的系统组成,具体指出了用来衡量金刚石圆锯片的锯切性能的锯切功率、锯切阻力、锯片转速、给进速度和噪声等多种参数的检... 详细信息

专门研制出一种多参数的试验机,用以检测石材加工所用的金刚石圆锯片的锋利度、耐磨性等锯切性能。简介了该试验机的系统组成,具体指出了用来衡量金刚石圆锯片的锯切性能的锯切功率、锯切阻力、锯片转速、给进速度和噪声等多种参数的检测和控制工作原理,给出了基于LabVIEW的锯切参量检测程序设计面板和噪声检测程序代码。该系统测控操作简便,具有很强的适应性,满足综合评价金刚石圆锯片锯切性能的基本要求。

关键词：金刚石圆锯片锯切性能试验机虚拟检测变频调速

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硬脆材料锯切性能优化及实验

机械设计与研究 2022年第6期38卷 118-121,125页

作者：田永军张伟刘杰靳刚韩建鑫天津职业技术师范大学创新学院天津300222 天津职业技术师范大学机械工程学院天津300222

建立金刚石圆锯片锯切系统动力学模型,确定锯切工艺优化方案,改善锯切性能,在降低锯切力的基础上,最大限度地降低锯切振动响应。首先,采用田口(Taguchi)试验法设计三因素三水平锯切试验,计算大理石锯切过程中锯切力和锯片横向振动响应;... 详细信息

建立金刚石圆锯片锯切系统动力学模型,确定锯切工艺优化方案,改善锯切性能,在降低锯切力的基础上,最大限度地降低锯切振动响应。首先,采用田口(Taguchi)试验法设计三因素三水平锯切试验,计算大理石锯切过程中锯切力和锯片横向振动响应;其次,结合灰色关联分析(GRA)方法,以锯切力和锯片振动的信噪比作为性能指标,将多目标转化为单一目标进行优化设计;最后,利用灰色关联度确定了锯切参数对综合目标的影响规律,得到锯切工艺参数组合。结果表明,采用Taguchi-GRA优化设计方法,可以获得最优的工艺参数,即同时降低锯切力与锯片横向振动。

关键词：金刚石圆锯片锯切性能多目标优化 Taguchi GRA

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小径材电链锯锯切性能的研究与设计优化

小径材电链锯锯切性能的研究与设计优化

作者：张骏杰东北林业大学

学位级别：硕士

电链锯是一种利用回转的链状锯条进行锯截的林业电动工具,在森林采伐、造材、打枝等综合作用中是不可缺少的优良器械,锯切工作中多以小径材为主。在目前市场上链锯占有率油锯超过了80%,远大于电链锯,这主要是由于汽油机动力性能方面优... 详细信息

电链锯是一种利用回转的链状锯条进行锯截的林业电动工具,在森林采伐、造材、打枝等综合作用中是不可缺少的优良器械,锯切工作中多以小径材为主。在目前市场上链锯占有率油锯超过了80%,远大于电链锯,这主要是由于汽油机动力性能方面优于电动机,致使油锯锯切性能优于电链锯,但是传统油锯以汽油机为动力,消耗汽油且会易造成环境污染。从环保性以及行业发展来看进行相关研究提升电链锯锯切性能令其逐步取代油锯,是十分有意义的。对小径材中的典型树种落叶松进行力学特性试验,得到落叶松的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、弹性模量等参数。试验结果为电链锯锯切性能数值模拟研究中材料本构模型的建立提供了数据支撑。建立电链锯锯切系统仿真模型,以电链锯锯切比功与锯齿温度作为锯切性能的评价指标,分别对切削速度、进给速度、锯口长度、锯切宽度四个因素进行单因素仿真试验,得到各因素对锯切比功与锯齿温度的影响规律。利用建立的电链锯锯切系统仿真模型探究切削刀齿齿形参数中的侧刃切削角、顶刃前角、限料量对锯切比功与锯齿温度的影响,制定三因素三水平正交试验方案,进行各因素间的组合仿真试验,通过响应面分析确定三因素间的最优解,得出切削刀齿的最优化参数。研制电链锯锯切性能试验台,根据电链锯锯切过程的特性,明确设计要求,完成锯切试验台动力系统、进给装置、试材夹持平台、锯切装置的结构设计与关键零部件验证,进行控制与数据采集系统的零部件选型与控制电路设计。利用试验台进行电链锯锯切试验,并与仿真与优化结果进行对比,验证建立的锯切仿真模型的可行性与拟实性,从而验证通过数值模拟研究得出的影响规律与参数优化结果的正确性。

关键词：电链锯锯切性能锯切试验台齿形参数

基于加工对象的电镀超硬磨料线锯丝制备及锯切性能研究

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基于加工对象的电镀超硬磨料线锯丝制备及锯切性能研究

作者：李红双山东大学

学位级别：硕士

近些年,光伏产业得到了较为快速的发展,在光伏硅晶体切片加工领域,工业生产中普遍使用电镀金刚石线锯切割技术。为了降低成本,不断优化光伏切片技术,要求有尽可能低的切缝损失来提高硅晶体利用率。线锯丝线径减少,切缝损失随之降低,因此... 详细信息

近些年,光伏产业得到了较为快速的发展,在光伏硅晶体切片加工领域,工业生产中普遍使用电镀金刚石线锯切割技术。为了降低成本,不断优化光伏切片技术,要求有尽可能低的切缝损失来提高硅晶体利用率。线锯丝线径减少,切缝损失随之降低,因此,光伏晶体硅切片领域要求使用较细直径线锯丝来降低切缝损失。目前使用的线锯丝直径已减小到60μm甚至更小。采用固结磨粒线锯丝加工KDP晶体时没有对窄切缝的强烈需求,但KDP晶体因其尺寸大,切缝长（有些大于1000mm）,因此切片加工时对锯切区域的润滑、排屑性能的要求更高。不同加工对象对于线锯丝的需求有所不同。本文主要基于加工对象光伏硅晶体与KDP晶体进行电镀超硬磨料线锯丝制备研究。面向光伏晶体硅切片领域使用的线锯丝,考虑硅晶体切片技术要求以及母线直径较细的现状,使用直径60μm的高碳钢丝作为线锯丝母线,采用粒径范围8～10μm的金刚石作为线锯丝磨粒,在以氨基磺酸镍（Ni（NH2S03）2）为主要成分的电镀液中采用悬砂法进行实验,系统地分析了预镀、上砂、加厚各个工序工艺参数对线锯丝性能的影响,基于锯切性能分析,得到制作高锯切性能的电镀金刚石线锯丝的适宜工艺参数组合。面向大尺寸KDP晶体切割用线锯丝,考虑KDP晶体的材料特性以及切片加工中所存在的难排屑、切割液不易流入等问题,制备表面磨粒群螺旋排布电镀磨粒线锯丝,表面留有容屑槽,改善切割液不易流入和难排屑的问题,提高切片的表面质量,确定合理线锯丝结构参数。研究结果为面向不同加工对象使用的电镀线锯丝的制备提供了实验依据和参考。本文的主要研究工作归纳如下:（1）选用Φ60μm高碳钢丝为母线,选用粒径范围8～10μm镀镍金刚石为磨粒,制定了电镀金刚石线锯丝的制造工艺流程;确定了所需实验材料及母线前处理工艺;确定了制备电镀线锯丝预镀、上砂及加厚各个阶段的实验参数设计方案和线锯丝性能表征与评价方法。（2）开展了面向光伏硅晶体切片用电镀线锯丝的制备实验,系统地分析了预镀、上砂、加厚各个工序的工艺参数对线锯丝整体性能的影响,得出了合理工艺参数范围与参数组合。进行了光伏多晶硅的锯切实验,从切片形貌、表面粗糙度和切缝宽度几个方面分析了线锯丝的锯切性能,充分印证了其制备参数组合的合理性以及可行性。（3）选用Φ0.8mm的高碳钢丝作为母线,选用平均粒径120μm的SiC作为磨粒,制定了表面磨粒群螺旋排布电镀磨粒线锯丝的制造工艺流程,确定了所需实验材料、母线前处理工艺、上砂方式和各电镀工序的工艺参数,分析与设计了制备线锯丝的主要表面结构参数。（4）选取不同结构参数进行了面向KDP晶体切片用表面磨粒群螺旋排布电镀线锯丝的制作实验,实施了 KDP晶体的锯切实验,从锯切效率、切缝宽度与加工工件表面质量等几个方面研究了不同结构参数对线锯丝锯切性能的影响,确定了合理的结构参数。

关键词：线锯丝光伏硅晶体 KDP晶体复合电镀锯切性能

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金刚石框架锯锯切性能研究及主运动系统设计

金刚石框架锯锯切性能研究及主运动系统设计

作者：吴俊杰山东大学

学位级别：硕士

传统金刚石框架锯普遍适用于锯切宽幅面大理石等软质石材,加工花岗石等硬质石材时,存在锯齿磨损严重、部件受力较大、锯条易偏离原有运动轨迹等问题,制约着设备锯切性能的提升。本文以主运动系统为研究对象,完成了总体设计方案和三维模... 详细信息

传统金刚石框架锯普遍适用于锯切宽幅面大理石等软质石材,加工花岗石等硬质石材时,存在锯齿磨损严重、部件受力较大、锯条易偏离原有运动轨迹等问题,制约着设备锯切性能的提升。本文以主运动系统为研究对象,完成了总体设计方案和三维模型的构建,通过对主运动系统进行动力学优化分析和有限元仿真,提高了整体结构的静动态特性,实现了宽幅面硬质石材的高效加工。通过运动学分析建立了锯齿的平均切削厚度模型,并基于花岗石锯切试验,对金刚石锯齿磨损特征和锯切稳定性进行了分析,探究了现有锯机锯切能力不足的原因及不同锯切参数对锯切性能的影响规律。研究表明:锯齿的锯切力、平均磨损率随进给速度的增加而增大,在换向点处锯切力存在突变现象,最容易偏离原有运动轨迹;同时锯缝宽度呈上宽下窄的梯形分布,锯齿侧面金刚石颗粒的出刃现象明显,锯切稳定性差;此外,金刚石颗粒的平均出刃高度为86.3 μm,宏观破裂和脱落比例超过了整体的1/3,锯切环境恶劣。研究结果为寻找解决途径、制定设计方案提供了理论指导。依据生产需求及设计原则,采用公理设计的分析方法,完成了金刚石框架锯主运动系统的总体方案规划。研究表明:建立了主运动系统的分析框架,对其进行功能分解后能够保证满足功能和结构的独立性原则,由此构建的设计和影响矩阵可以进行功能结构的模块化处理,为三维模型的建立提供了科学的引导方向。基于总体设计方案和现有结构下锯切轨迹及往复惯性力分析,建立了新型主运动系统的三维模型。研究表明:新型主运动系统能够使锯框在往复的运动过程中周期性地抬升和下降,实现单向锯切,有利于金刚石颗粒的稳定性,降低了锯齿磨损,改善了设备的锯切性能,为后续主运动系统的静动态特性分析奠定了理论基础。对新型结构进行了动力学优化分析,确定了最优的工艺及结构参数,同时对整体结构进行了有限元的静动态分析。结果表明:新型主运动系统的加速度及受力较传统锯机有了显著地降低,改善了零部件的受力情况,此外,有限元仿真结果表明结构的强度和刚度符合设计标准,满足高效锯切的静动态特性要求,为宽幅面硬质石材的高效稳定锯切提供了技术支撑。研究将有利于完善花岗石等硬质石材的宽幅面高效加工技术,丰富锯机结构研发设计体系,解决现有锯机锯切性能低、工具磨损严重等问题,满足石材行业可持续发展需求,具有重要的示范意义和广阔的发展前景。

关键词：金刚石框架锯宽幅面硬质石材锯切性能主运动系统高效锯切

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沙生灌木圆锯片平茬锯切性能研究

沙生灌木圆锯片平茬锯切性能研究

作者：王飞北京林业大学

学位级别：硕士

本研究以更好地利用沙生灌木资源,研制高效的灌木平茬收割设备为目的,对圆锯片的沙生灌木锯切性能进行了初步研究。首先应用北京林业大学工学院承担国家“十一五”科技支撑项目子课题研制的第一代步进手扶圆锯片式割灌木机进行实地灌木... 详细信息

本研究以更好地利用沙生灌木资源,研制高效的灌木平茬收割设备为目的,对圆锯片的沙生灌木锯切性能进行了初步研究。首先应用北京林业大学工学院承担国家“十一五”科技支撑项目子课题研制的第一代步进手扶圆锯片式割灌木机进行实地灌木平茬试验。对灌木圆锯片切割中的劈裂和烧焦现象进行了试验研究。研究发现,在线速度为46.3～51.1 m/s的速度区间内用直径305mm硬质合金锯片进行灌木锯切作业时,劈裂率最高为5.26%,无烧焦现象,切割中出现的少数劈裂现象对次年萌发无明显影响。本研究中设计了以电机为动力,可实现不同进给速度,不同锯片,不同切割速度对灌木试件的锯切,并可对灌木锯切中的切割转速、进给速度和转矩进行测定的模拟灌木平茬切割实验装置。模拟切割实验研究发现,采用不同锯片以不同进给速度对灌木试件进行锯切,具有不同的临界切断速度,可作为平茬设备的速度选择的参考。齿数多,锯料量大,锯齿厚度小,锯齿前面斜角在20°附近的锯片切割相对比较顺畅,切断临界速度较低。功率测定实验数据显示:所用锯片中,前面斜角大的锯片,功率消耗明显较小;齿数为120的锯片在3000rpm及以上高速情况下切割功率明显较高,其原因可能是高速下锯片与灌木间摩擦增大导致的。其它齿数的锯片切割功率基本保持在一定水平内波动。切割中出现的毛刺现象主要是由于齿刃锋利程度低。烧焦现象是由锯齿磨损,锯齿表面粘附的杂质,线速度较高,锯料量小,灌木直径大等原因引起的,可以采用增大锯料量,降低锯片转速来尽量避免。锯片和转速的选择,应以切割顺畅,功耗小,避免劈裂和烧焦为原则。

关键词：沙生灌木圆锯片锯切性能模拟锯切

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如何提高高速钢机用锯条的锯切性能

河北冶金 1994年第2期 36-40,46页

作者：吴立志陈小银河北省冶金研究所

讨论了有关检验机用锯条锯切性能的方法，介绍了有关锯条磨损的研究成果，分析了锯条材料的化学成分、锯条用热轧带钢在轧制过程中的加热温度以及锯条热处理工艺对锯条的锯切性能的影响。指出，在硬度相同条件下，提高锯条材料韧性可提... 详细信息

讨论了有关检验机用锯条锯切性能的方法，介绍了有关锯条磨损的研究成果，分析了锯条材料的化学成分、锯条用热轧带钢在轧制过程中的加热温度以及锯条热处理工艺对锯条的锯切性能的影响。指出，在硬度相同条件下，提高锯条材料韧性可提高锯条的锯切性能，为此应严格控制锯条带热轧加热温度和保温时间，以控制一次碳化物颗粒尺寸；淬火晶粒度应控制在１０．５～１１．５级，回火温度应比二次硬化峰温度高１０～２０℃，采用高温短时两次回火更佳。

关键词：高速钢锯条锯切性能