單儲(chǔ)絲筒線切割機(jī)的切割線振動(dòng)研究

　　動(dòng)的影響進(jìn)行深入研究，建立了基于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分析的切割機(jī)走絲系統(tǒng)模型，并在Matlab的Simulink環(huán)境下對走絲系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，結(jié)果揭示了導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和切割阻力對切割線振動(dòng)的影響規(guī)律。

　　在對特殊晶體進(jìn)行線切割加工時(shí)，切割線的振動(dòng)和切割方向的頻繁改變會(huì)對晶體的切割精度造成很大影響。切割線的振動(dòng)主要由張力波動(dòng)產(chǎn)生，而引起切張峰，張斌智。磁流體輔助光工件表面粗糙度研究。光學(xué)精密割線張力波動(dòng)的因素有很多，如勻速切割過程中切割阻力的變化、變速切割過程中切割速度的大小和方向的改變以及在整個(gè)切割過程中張力調(diào)節(jié)裝置對切割線唐恒寧，尹韶輝，陳逢軍，等。磁流變斜軸拋光及其路徑控制。制9康桂文，張飛虎，仇中軍。精密磁流變拋光機(jī)床的研制。制造技術(shù)與機(jī)床，2005彭小強(qiáng)，戴一帆，李圣怡。磁流變拋光的材料去除數(shù)學(xué)模型。機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2004，40（4）周虎，李蓓智，陳少梅。光學(xué)元件的磁流變精密拋光。為簡化后期計(jì)算，模型中設(shè)定儲(chǔ)絲筒與兩個(gè)導(dǎo)向輪的直徑相等，用理想的恒力Fp代替張力擺桿裝置，F(xiàn)p作用在儲(chǔ)絲筒與導(dǎo)向輪之間切割線的中點(diǎn)上，方向垂直于儲(chǔ)絲筒與導(dǎo)向輪的中心連線。模型中將工件帶來的切割阻力簡化為個(gè)方向垂直向上的變力FM，F(xiàn)M作用在兩個(gè)導(dǎo)向輪之間切割線的中點(diǎn)上，其大小模擬真實(shí)情況下的切割阻力。儲(chǔ)絲筒與導(dǎo)向輪的中心距記為L，兩個(gè)導(dǎo)向輪之間的中心距記為L.初始狀態(tài)下，此模型中儲(chǔ)絲筒和導(dǎo)向輪均靜止，切割阻力FM為零，儲(chǔ)絲筒與導(dǎo)向輪之間的切割線在恒力Fp的作用下達(dá)到最大彎曲程度，兩個(gè)導(dǎo)向輪之間的線無彎曲，切割線的張力處處相等。之后隨著FM的變化，各段切割線的長度和張力均發(fā)生變化。

　　為儲(chǔ)絲筒部分的分析示意圖。圖中線段AB為儲(chǔ)絲筒與導(dǎo)向輪1的公切線上的一段，A點(diǎn)為切點(diǎn)。C點(diǎn)為切割線與儲(chǔ)絲筒的切點(diǎn)，D點(diǎn)為恒力Fp的作用點(diǎn)，儲(chǔ)絲筒與導(dǎo)向輪間的切割線的拉力記為Ft，弧AC為切割線纏繞在儲(chǔ)絲筒上的部分，切割線線段CD與AB的夾角為a儲(chǔ)絲筒的半徑記為r.在此模型中，隨著切割阻力Fm的變化，各部分切割線的彎曲角度a和盧也會(huì)變化。設(shè)在t時(shí)刻，a和盧的大小分別為at和飫，導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)速為vt，經(jīng)過At時(shí)刻之后，a和/3的大小分別為aAt和/3At.設(shè)At為無窮小，則在此段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)的弧長為設(shè)在t時(shí)刻，儲(chǔ)絲筒與導(dǎo)向輪之間切割線的總長度為Llt，兩個(gè)導(dǎo)向輪之間切割絲的總長度為Lp到t+At時(shí)刻切割線的長度分別變?yōu)長Ut和L2At，則有式（9）和（10）反映了導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)動(dòng)對切割線彎曲角度的影響，而導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律由切割阻力Fm決定，利用Simulink的動(dòng)態(tài)仿真功能可以得出在Fm作用下的導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對切割線振動(dòng)的影響。

　　如所示。在此模型中設(shè)定輸入的切割阻力及其他相關(guān)參數(shù)，運(yùn)行求解后即可得出導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對切割線振動(dòng)的影響。

　　=2兩個(gè)導(dǎo)向輪間的切割線的長度為適用于導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式為使導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)的力為4運(yùn)行求解4.1初始條件的設(shè)定結(jié)合實(shí)際情況，在運(yùn)行求解前將初始條件設(shè)定為：3=0.Fm輸入的是一個(gè)半周期正弦波，其振幅為20，頻率為1/1200，仿真求解時(shí)間為600s. Simulink模型運(yùn)行后，各示波器輸出的波形如所示。

　　由可以看出，導(dǎo)向輪在切割線的帶動(dòng)下其線加速度、線速度和線位移時(shí)刻發(fā)生著變化，同時(shí)兩個(gè)導(dǎo)線輪之間的切割線的彎曲角度盧也在不斷變化。角度盧的變化反映了切割線的振動(dòng)情況，其變化趨勢與切割阻力的變化趨勢大體一致，其幅值與導(dǎo)向輪質(zhì)量近5結(jié)語（1）導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的存在是切割線在工作過程數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙研究干為民徐波褚輝生（江蘇省數(shù)字化電化學(xué)加工重點(diǎn)建設(shè)，中發(fā)生振動(dòng)的主要原因。

　　切割阻力的變化規(guī)律對切割線的振動(dòng)規(guī)律有決定作用。

　　減輕導(dǎo)向輪的重量可以提高切割線振動(dòng)的靈敏度，雖然此時(shí)切割線振動(dòng)頻率更高，但是振幅會(huì)減小，在實(shí)際加工過程中更有利于提高工件表面質(zhì)量。