往復(fù)自旋式電鍍金剛石絲鋸數(shù)控切割機(jī)的設(shè)計(jì)研究控制絲鋸旋轉(zhuǎn)，在二居數(shù)控工作臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)非金屬硬脆材料的切割及曲線加工通過為用電鍍金剛石內(nèi)圓鋸片切割硅片的原理圖。電鍍金剛石絲鋸作為一種線型工具具有其它超硬材料電鍍工具相同的加工性能，國內(nèi)外已有許多以電鍍金剛石絲鋸為工具的加工設(shè)備的報(bào)道。雖然2往復(fù)自旋式電鍍金剛石絲鋸數(shù)控切割機(jī)的設(shè)計(jì)以電鍍金剛石絲鋸做為工具的加工設(shè)備以其主運(yùn)動(dòng)形式的不同而有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。一般的可分為平動(dòng)式和旋轉(zhuǎn)式。平動(dòng)式是指安裝絲鋸的機(jī)構(gòu)做往復(fù)平動(dòng)；旋轉(zhuǎn)式是指絲鋸在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)。此次我們?cè)O(shè)計(jì)的電鍍金剛石絲鋸數(shù)控切割機(jī)為平動(dòng)式。

 

　　2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)示往復(fù)自旋式電鍍金剛石絲鋸數(shù)控切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。

 

　　由圖知該切割機(jī)在加工時(shí)由氣缸帶動(dòng)安裝有被彈簧張緊的絲鋸的鋸架以實(shí)現(xiàn)往復(fù)循環(huán)的切削運(yùn)動(dòng)。被加工材料安裝在二維數(shù)控工作臺(tái)上，由數(shù)控裝置控制工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)一維或二維的進(jìn)給，從而完成對(duì)被加工材料的直線或曲線的精密切魏該切割機(jī)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)。一是驅(qū)動(dòng)裝置采用氣缸利用氣缸速度可調(diào)、恒定的特性，保證絲鋸可以不變?？烧{(diào)的切削速度實(shí)施對(duì)不同材料的切割加工。氣缸兩端的換向裝置還可減小絲鋸受到的換向沖擊避免絲鋸換向時(shí)因沖擊力而被拉斷。采用氣缸為驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)于已配有氣源的場(chǎng)合特別適宜。二是利用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲鋸不斷地進(jìn)行小角度轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)‘自旋’，這可使鍍有金剛石磨粒的多切削刃絲鋸的各切削刃都能均勻地參與切削，減小單向切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖該切割機(jī)工藝范圍較廣它不但可對(duì)各種棒狀及板狀材料進(jìn)行精密切友也可進(jìn)行小孔研修。被加工材料的尺寸范圍可根據(jù)氣缸的行程、鋸架的結(jié)構(gòu)及工作臺(tái)的移動(dòng)距離形成不同的規(guī)格系列以適應(yīng)不同的使用要求。

 

　　2.氣缸參數(shù)的選擇及計(jì)算氣缸的主要技術(shù)參數(shù)為缸徑及行程行程是依據(jù)被加工圓柱形材料的*大直徑確定的。本次設(shè)計(jì)的切割機(jī)可加工材料（如陶瓷棒）的*大直徑70mm，故選氣缸的行程為160mm缸徑的大小決定了氣缸輸出力的大小它是由外載決定的。切割機(jī)切割時(shí)氣缸所受的外載包括絲鋸切割時(shí)的切削力鋸架的重力、鋸架沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)移動(dòng)副的摩擦力。為確定缸徑的值，以鋸架作為研究對(duì)象考慮鋸架向上運(yùn)動(dòng)為氣缸*大推力狀態(tài)設(shè)氣源供氣壓力為P氣缸推力F氣、絲鋸鋸切力為F線、鋸架重力為G接觸壓力為N摩擦力為F摩摩擦系數(shù)為及各長度尺寸//，鋸架受力狀態(tài)及各參數(shù)表示見依據(jù)力及力矩的平衡原理，則有：省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目由F摩=PN由（2）式有：的試驗(yàn)才能找到各參數(shù)與生產(chǎn)率的關(guān)系。由于條件的限制我們F摩F氣由于絲鋸切割為以磨代切故可知F線很小且尸線　　3加工工藝?yán)秒婂兘饎偸z鋸對(duì)非金屬材脆材料的加工工藝的研究，國內(nèi)外均有報(bào)道。但這些研究主要針對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的長絲鋸進(jìn)行的。對(duì)于往復(fù)循環(huán)平動(dòng)絲鋸加工工藝的探討因其機(jī)構(gòu)少而不多見因此，當(dāng)我們利用所設(shè)計(jì)的往復(fù)自旋式電鍍金剛石絲鋸數(shù)控切割機(jī)對(duì)非金屬硬脆材料加工時(shí)，各切削參數(shù)的選擇無現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒探索性的實(shí)驗(yàn)是我們**的方法。絲鋸切割是以磨代切故生產(chǎn)率是主要的技術(shù)指標(biāo)v影響電鍍金剛石絲鋸切割生產(chǎn)率的因素很多，像切割速度、進(jìn)給速度、電鍍的金剛石磨粒的粒度與濃度等都對(duì)切割生產(chǎn)率的大小有較大的影響，只有通過大量只是在反復(fù)小型模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在選定的工藝參數(shù)下在所設(shè)計(jì)制造出的往復(fù)自旋式電鍍金剛石絲鋸數(shù)控切割機(jī)上進(jìn)行了陶瓷管切斷和平板玻璃切割的實(shí)驗(yàn)對(duì)切割機(jī)的性能及切割生產(chǎn)率進(jìn)行了初步的研究試驗(yàn)用電鍍金剛石絲鋸，鋼絲直徑為0. 5mm金剛石磨粒為150陶瓷管外徑為<27mm，內(nèi)徑為felmm平板玻璃厚度為5mm切割長度為301mm切割工藝參數(shù)為，切斷陶瓷管的切削速度為0.6m/s進(jìn)給速度為3.2mm/min循環(huán)；切割玻璃的切削速度為0.8m/s進(jìn)給速度為5. 6mm/min循環(huán)切割時(shí)用乳化液冷卻。整個(gè)切割試驗(yàn)比較順利，切割過程平穩(wěn)正常。只是絲鋸的張緊須十分小心。張緊力大切割中絲鋸易被拉斷張緊力小，進(jìn)給時(shí)絲鋸易被頂彎，使加工軌跡發(fā)生偏移。另外對(duì)于平動(dòng)機(jī)構(gòu)的切友由于絲鋸短每一絲鋸壽命相對(duì)較短，在切割長度較長和厚度較大材料時(shí)切割過程中須有更換絲鋸過程增大了加工輔助時(shí)間，影響了生產(chǎn)率的提高。但就絲鋸損耗情況而言，短絲鋸在某些方面優(yōu)于長絲鋸的切割。經(jīng)試驗(yàn)，以實(shí)際加工時(shí)間計(jì)算切斷陶瓷管生產(chǎn)率為25mm2/min切割平板玻璃生產(chǎn)率為28mm2/min提高切削速度，可以提高生產(chǎn)率但平動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)限制了速度的提高故不宜采用太高的切削速度。切割后陶瓷管及玻璃的表面粗糙度為Ra3.2~l.m，切斷的陶瓷管見4結(jié)束語通過往復(fù)自旋式電鍍金剛石絲鋸數(shù)控切割機(jī)的設(shè)計(jì)和對(duì)非金屬硬脆材料的切割實(shí)驗(yàn)，可以看出，往復(fù)自旋式電鍍金剛石絲鋸數(shù)控切割機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，有其自身特點(diǎn)。在采用氣缸作為驅(qū)動(dòng)裝置后使得整個(gè)機(jī)構(gòu)緊湊、簡單。這種結(jié)構(gòu)形式便于小型化，提高經(jīng)濟(jì)性，特別適宜實(shí)驗(yàn)室的使用。該切割機(jī)工藝范圍較廣，以電鍍金剛石絲鋸為工具，可以對(duì)非金屬硬脆材料及難加材料進(jìn)行一維和二維的精密切割切割效率及切割精度均較高。利用該切割機(jī)還可以進(jìn)行小孔的研修，這一點(diǎn)也有特別意義但該切割機(jī)也有缺陷平動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣性限制了切削速度的提高大的換向沖擊容易造成絲鋸斷裂，合理的工藝參數(shù)的選擇及加工過程動(dòng)態(tài)特性的研究還應(yīng)進(jìn)行大量的試驗(yàn)?？傊?，為使該切割機(jī)能真正的投入應(yīng)甩還必須在結(jié)構(gòu)形式（比如鋸架采用吊裝式）、部件材料的選用及工藝試驗(yàn)進(jìn)行深入的工作。