申請?zhí)枺?01710014068.9
　　申請人：中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)
　　發(fā)明人：李波 范勇 張萌 徐凱 丁騰飛 楊洋

　　摘要： 本發(fā)明涉及一種金剛石圓鋸片設(shè)計(jì)及鋸切工藝參數(shù)的制定方法，先運(yùn)用模態(tài)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證模態(tài)仿真分析方法的可靠性；選擇不同型號的金剛石圓鋸片以其直徑和厚度為自變量進(jìn)行約束模態(tài)分析，得到金剛石圓鋸片前6階共振頻率與直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系；由所加工材料的大小和硬度，確定金剛石圓鋸片的直徑、線切削速度，加工轉(zhuǎn)速，及各階共振頻率與其直徑和厚度的關(guān)系，并獲得加工時產(chǎn)生的激振頻率與金剛石圓鋸片的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)的關(guān)系，最后以避免共振和工作轉(zhuǎn)速小于臨界轉(zhuǎn)速為條件，制定合適的金剛石圓鋸片的厚度和齒數(shù)，建立金剛石圓鋸片的設(shè)計(jì)和鋸切工藝參數(shù)的約束模型。本方法通用性強(qiáng)，適用于各種金剛石圓鋸片的設(shè)計(jì)及鋸切工藝參數(shù)的優(yōu)化。

　　主權(quán)利要求：1.一種金剛石圓鋸片設(shè)計(jì)及鋸切工藝參數(shù)的制定方法，先運(yùn)用模態(tài)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證模態(tài)仿真分析方法的可靠性，采用以一片普通的金剛石圓鋸片為試件進(jìn)行模態(tài)實(shí)驗(yàn)，對其進(jìn)行約束模態(tài)實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)一步對模態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到試件的模態(tài)頻率；運(yùn)用三維建模軟件對該試件進(jìn)行三維實(shí)體建模，然后導(dǎo)入到模態(tài)分析軟件中，附加對應(yīng)的材料屬性，設(shè)置與模態(tài)實(shí)驗(yàn)相同的約束條件，然后進(jìn)行模態(tài)仿真分析，得到仿真結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率；對模態(tài)實(shí)驗(yàn)和模態(tài)仿真兩種方法得到的前7階模態(tài)頻率的結(jié)果進(jìn)行誤差分析，若兩種模態(tài)分析結(jié)果的誤差在10％以內(nèi)，則驗(yàn)證模態(tài)實(shí)驗(yàn)和模態(tài)仿真的結(jié)果是正確可靠的；其特征在于，再按如下步驟操作：步驟一、選擇不同型號金剛石圓鋸片進(jìn)行約束模態(tài)分析，以其直徑和厚度為自變量，通過數(shù)據(jù)分析，得到金剛石圓鋸片的前6階共振頻率與其直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系：①、根據(jù)金剛石圓鋸片的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB11270-1989和國外標(biāo)準(zhǔn)ISO-6105-1988，均勻選取N種不同規(guī)格尺寸和厚度的金剛石圓鋸片，運(yùn)用三維建模軟件建立所選取的金剛石圓鋸片的模型，分別進(jìn)行約束模態(tài)仿真分析，得到所述N種型號的金剛石圓鋸片的模態(tài)頻率；②、取前6階模態(tài)頻率，即前6階共振頻率，運(yùn)用自定義的函數(shù)形式進(jìn)行擬合，得到金剛石圓鋸片的各階共振頻率與金剛石圓鋸片的直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系；步驟二、提出金剛石圓鋸片設(shè)計(jì)及鋸切工藝參數(shù)的約束模型：i、根據(jù)所加工材料的大小和硬度，確定金剛石圓鋸片的直徑和線切削速度，進(jìn)而得出金剛石圓鋸片的加工轉(zhuǎn)速；ii、提出金剛石圓鋸片工作時激振頻率、轉(zhuǎn)速和齒數(shù)的函數(shù)關(guān)系；得出金剛石圓鋸片的臨界轉(zhuǎn)速頻率與其厚度的關(guān)系；iii、以避免共振為條件，聯(lián)合上述得出的關(guān)系式，提出金剛石圓鋸片及鋸切工藝參數(shù)的約束模型；iv、根據(jù)約束模型，制定合適的金剛石圓鋸片的厚度、齒數(shù)以及加工轉(zhuǎn)速。
　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石圓鋸片設(shè)計(jì)及鋸切工藝參數(shù)的制定方法，其特征在于：步驟一中所述的金剛石圓鋸片的前6階模態(tài)頻率與其直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系如下：金剛石圓鋸片第1階(1,0)模態(tài)頻率與其直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式f1(D,H)＝－64.52+88.5×D－0.85+4.178×103×H金剛石圓鋸片第2階(0,1)模態(tài)頻率與其直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式f2(D,H)＝－60+84.91×D－0.85+4×103×H金剛石圓鋸片第3階(0,2)模態(tài)頻率與其直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式f3(D,H)＝－70.23+98.24×D－0.85+4.732×103×H金剛石圓鋸片第4階(0,3)模態(tài)頻率與其直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式f4(D,H)＝－98.8+139.4×D－0.85+6.635×103×H金剛石圓鋸片第5階(0,4)模態(tài)頻率與其直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式f5(D,H)＝－148.3+211.9×D－0.85+9.9×103×H金剛石圓鋸片第6階(0,5)模態(tài)頻率與其直徑和厚度的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式f6(D,H)＝－218.1+312.7×D－0.85+14.54×103×H其中：D為金剛石圓鋸片的直徑，H為金剛石圓鋸片的厚度。
　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石圓鋸片設(shè)計(jì)及鋸切工藝參數(shù)的制定方法，其特征在于：步驟二中所述的金剛石圓鋸片的設(shè)計(jì)及鋸切工藝參數(shù)的約束模型為： 其中：n為金剛石圓鋸片的加工轉(zhuǎn)速，n0為金剛石圓鋸片的臨界轉(zhuǎn)速，m為金剛石圓鋸片的齒數(shù)，v為切削線速度，f0為共振頻率，f為激振頻率。