單儲絲筒線切割機的切割線振動研究

　　動的影響進行深入研究，建立了基于轉動慣量分析的切割機走絲系統模型，并在Matlab的Simulink環境下對走絲系統進行了仿真，結果揭示了導向輪轉動慣量和切割阻力對切割線振動的影響規律。

　　在對特殊晶體進行線切割加工時，切割線的振動和切割方向的頻繁改變會對晶體的切割精度造成很大影響。切割線的振動主要由張力波動產生，而引起切張峰，張斌智。磁流體輔助光工件表面粗糙度研究。光學精密割線張力波動的因素有很多，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切割過程中張力調節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。精密磁流變拋光機床的研制。制造技術與機床，2005彭小強，戴一帆，李圣怡。磁流變拋光的材料去除數學模型。機械工程學報，2004，40（4）周虎，李蓓智，陳少梅。光學元件的磁流變精密拋光。為簡化后期計算，模型中設定儲絲筒與兩個導向輪的直徑相等，用理想的恒力Fp代替張力擺桿裝置，Fp作用在儲絲筒與導向輪之間切割線的中點上，方向垂直于儲絲筒與導向輪的中心連線。模型中將工件帶來的切割阻力簡化為個方向垂直向上的變力FM，FM作用在兩個導向輪之間切割線的中點上，其大小模擬真實情況下的切割阻力。儲絲筒與導向輪的中心距記為L，兩個導向輪之間的中心距記為L.初始狀態下，此模型中儲絲筒和導向輪均靜止，切割阻力FM為零，儲絲筒與導向輪之間的切割線在恒力Fp的作用下達到最大彎曲程度，兩個導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生變化。

　　為儲絲筒部分的分析示意圖。圖中線段AB為儲絲筒與導向輪1的公切線上的一段，A點為切點。C點為切割線與儲絲筒的切點，D點為恒力Fp的作用點，儲絲筒與導向輪間的切割線的拉力記為Ft，弧AC為切割線纏繞在儲絲筒上的部分，切割線線段CD與AB的夾角為a儲絲筒的半徑記為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和盧也會變化。設在t時刻，a和盧的大小分別為at和飫，導向輪的轉速為vt，經過At時刻之后，a和/3的大小分別為aAt和/3At.設At為無窮小，則在此段時間內，導向輪轉動的弧長為設在t時刻，儲絲筒與導向輪之間切割線的總長度為Llt，兩個導向輪之間切割絲的總長度為Lp到t+At時刻切割線的長度分別變為LUt和L2At，則有式（9）和（10）反映了導向輪的轉動對切割線彎曲角度的影響，而導向輪的轉動規律由切割阻力Fm決定，利用Simulink的動態仿真功能可以得出在Fm作用下的導向輪轉動慣量對切割線振動的影響。

　　如所示。在此模型中設定輸入的切割阻力及其他相關參數，運行求解后即可得出導向輪轉動慣量對切割線振動的影響。

　　=2兩個導向輪間的切割線的長度為適用于導向輪的轉動慣量公式為使導向輪轉動的力為4運行求解4.1初始條件的設定結合實際情況，在運行求解前將初始條件設定為：3=0.Fm輸入的是一個半周期正弦波，其振幅為20，頻率為1/1200，仿真求解時間為600s. Simulink模型運行后，各示波器輸出的波形如所示。

　　由可以看出，導向輪在切割線的帶動下其線加速度、線速度和線位移時刻發生著變化，同時兩個導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，其幅值與導向輪質量近5結語（1）導向輪轉動慣量的存在是切割線在工作過程數控電解機械復合切割加工間隙研究干為民徐波褚輝生（江蘇省數字化電化學加工重點建設，中發生振動的主要原因。

　　切割阻力的變化規律對切割線的振動規律有決定作用。

　　減輕導向輪的重量可以提高切割線振動的靈敏度，雖然此時切割線振動頻率更高，但是振幅會減小，在實際加工過程中更有利于提高工件表面質量。