第3期 2017年3月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)03003803
DOI : 10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2017. 03. 010
龙门型石材数控复合锯切机床圆锯片的
受力分析与优化
贝""，李慧"，冯显英""，王兆国"，路笃存” 刘
No.3 Mar.2017
(1.山东大学a.机械工程学院;b.高效洁净机械制造教育部重点实验室，济南250061;2.中共汶上县委组织部，山东济宁272501）
摘要：为了减小固切削区域垂向力作用使圆锯片基体产生的交变应力，改善和提高圆错片性能，采用 ANSYS有限元分析对圆锯片进行力学分析后，提出了一种固弧型基体表面，在锯片锯齿厚度一定的情况下，较好地改善了平切圆错片的垂向切削承受能力，圆锯片切削性能和使用寿命得到了显著的提高。实验结果表明：优化后的锯片质量只增加了200g，而切削区域垂向力产生的交变应力减小了
30%以上，弯曲变形更是减少了40%以上，锯片的使用寿命和切削性能得到了较大的提高，关键词：圆锯片；弯曲变形；交变应力；结构优化
中图分类号：TG659;TH122
文献标识码：A
Force Analysis and Optimization for Type of Longmen Stone CNC
Cutting Machine Composite Circular Saw Blade
LIU Bei', LI Hui'", FENG Xian-ying**,, WANG Zhao-guo"", LU Du-cun
(1 a. School of Mechanical Engineering; b. Key Laboratory of High Efficiency and Clean Mechanical Manufac-ture, Ministry of Education, Shandong University, Jinan 250061, China; 2. The Organization Department of CPC Wenshang County Committee ,Jining Shandong 272501, China)
Abstract : In order to decrease alternating stress for the circular saw blades matrix generated by the vertical force in the cutting area, and improve the performance of circular saw blades, after carrying out a mechani-cal analysis on circular saw blades by ANSYS finite element analysis, a type of arc surface of the substrate is established, which can greatly improve the circular saw blades ability to bear cutting vertical force on the premise that the thickness around saw blade serrate is certain, which makes the circular saw blade cutting performance and service life significantly improved. The experimental results show the optimized blade qual-ity is increased by only 200g, while alternating stress produced by cutting area vertical force is reduced more than 30% , bending deformation is reduced more than 40% , and the service life of saw blade is improved greatly
Key words: circular saw blade : bending deformation ; altemating stress: structure optimization
0引言
目前，为提高路沿石条的生产效率，龙门型石材数控复合锯切机床应运而生。复合锯切机在工作时，立平两圆锯片同时进行切割，从整块大理石上切下石条，圆锯片的结构简图及相对位置如图1所示，这种锯切机大大提高了石条切制的效率。
在切割过程中，两个相同的贯锯片在同样的进给量和切制速度下，立切圆锯片正常工作，而平切圆锯片却出现锯齿部分或整体脱落；另外，平切圆锯片切得的石材锯缝明显大于立切圆锯片，同时平切圆锯片的下齿面的磨损比立切圆锯片严重，且测得平切圆锯片向上的切削区
收稿日期：20160722
域的垂向力明显高于立切圆锯片。通过对比分析表明在这种结构工况下，锯片受到的垂直间上的力比较大，对立切圆锯片是沿径向方向，而对平切圆锯片是沿轴向方向，这就是使得平切圆锯片产生较大的弯曲变形，经过圆锯片的周期旋转为了循环交变应力，导致锯片刚度急剧下降，出现基体疲劳失效[16]
1.立切锯片2.法兰盘3.主轴4.平切图锯片图1复合锯切工作简图及锯片相对位置
作者简介：刘贝（1991—），男，河南南阳人，山东大学硕土研究生，研究方向为智能检测与控制，（E-mail)liubei199104@163.com；通讯作者：李慧
(1968—），女，山东济宁人，山东大学工程师，研究领城为数字化制造，智能检测与控制等，（Email）lihuifs@sdu.edu.cn
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