[发明专利]一种金刚石圆锯片设计及锯切工艺参数的制定方法

权利要求书

1.一种金刚石圆锯片设计及锯切工艺参数的制定方法，先运用模态实验来验证模态仿真分析方法的可靠性，采用以一片普通的金刚石圆锯片为试件进行模态实验，对其进行约束模态实验，并进一步对模态实验数据进行分析，得到试件的模态频率；运用三维建模软件对该试件进行三维实体建模，然后导入到模态分析软件中，附加对应的材料属性，设置与模态实验相同的约束条件，然后进行模态仿真分析，得到仿真结构的模态频率；对模态实验和模态仿真两种方法得到的前7阶模态频率的结果进行误差分析，若两种模态分析结果的误差在10％以内，则验证模态实验和模态仿真的结果是正确可靠的；其特征在于，再按如下步骤操作：

步骤一、选择不同型号金刚石圆锯片进行约束模态分析，以其直径D和厚度H为自变量，通过数据分析，得到金刚石圆锯片的前6阶共振频率与其直径和厚度的函数关系：

①、根据金刚石圆锯片的国内标准GB11270-1989和国外标准ISO-6105-1988，均匀选取N种不同规格尺寸和厚度的金刚石圆锯片，运用三维建模软件建立所选取的金刚石圆锯片的模型，分别进行约束模态仿真分析，得到所述N种型号的金刚石圆锯片的模态频率；

②、取前6阶模态频率，即前6阶共振频率，运用金刚石圆锯片直径D和厚度H为自变量的函数进行拟合，得到金刚石圆锯片的各阶共振频率与金刚石圆锯片的直径和厚度的函数关系；

步骤二、提出金刚石圆锯片设计及锯切工艺参数的约束模型：

i、根据所加工材料的大小和硬度，确定金刚石圆锯片的直径和线切削速度，进而得出金刚石圆锯片的加工转速；

ii、提出金刚石圆锯片工作时激振频率、转速和齿数的函数关系；得出金刚石圆锯片的临界转速频率与其厚度的关系；

iii、以避免共振为条件，联合上述得出的关系式，提出金刚石圆锯片及锯切工艺参数的约束模型；

iv、根据约束模型，制定合适的金刚石圆锯片的厚度、齿数以及加工转速。

2.根据权利要求1所述的金刚石圆锯片设计及锯切工艺参数的制定方法，其特征在于：步骤一中所述的金刚石圆锯片的前6阶模态频率与其直径和厚度的函数关系如下：

金刚石圆锯片第1阶(1,0)模态频率与其直径和厚度的函数关系表达式

f₁(D,H)＝－64.52+88.5×D^－0.85+4.178×10³×H

金刚石圆锯片第2阶(0,1)模态频率与其直径和厚度的函数关系表达式

f₂(D,H)＝－60+84.91×D^－0.85+4×10³×H

金刚石圆锯片第3阶(0,2)模态频率与其直径和厚度的函数关系表达式

f₃(D,H)＝－70.23+98.24×D^－0.85+4.732×10³×H

金刚石圆锯片第4阶(0,3)模态频率与其直径和厚度的函数关系表达式

f₄(D,H)＝－98.8+139.4×D^－0.85+6.635×10³×H

金刚石圆锯片第5阶(0,4)模态频率与其直径和厚度的函数关系表达式

f₅(D,H)＝－148.3+211.9×D^－0.85+9.9×10³×H

金刚石圆锯片第6阶(0,5)模态频率与其直径和厚度的函数关系表达式

f₆(D,H)＝－218.1+312.7×D^－0.85+14.54×10³×H

其中：D为金刚石圆锯片的直径，H为金刚石圆锯片的厚度。

3.根据权利要求1所述的金刚石圆锯片设计及锯切工艺参数的制定方法，其特征在于：步骤二中所述的金刚石圆锯片的设计及锯切工艺参数的约束模型为：

其中：n为金刚石圆锯片的加工转速，n₀为金刚石圆锯片的临界转速，m为金刚石圆锯片的齿数，v为切削线速度，f₀为共振频率，f为激振频率，D为金刚石圆锯片的直径，H为金刚石圆锯片的厚度。