带锯床切割技术发展和研究现状

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高效带锯床的关键技术研究及应用

高效带锯床的关键技术研究及应用
在兴旺国家,带锯床已根本占锯切领域的主导地位。美国带锯床产量 到达国内锯床总产量的80%~90%;日本和德国采用带锯下料的工艺超 过了70%和50%。 中国已连续多年成为世界最大数控切割机床消费国和进口国, 2006~ 2021年期间,国内带锯床企业和一些外资带机床企业逐步扩大市场份额 。
选题背景
选题背景
有限元法是现代CAE中一种重要的分析计算方法,目前已经有很多基于有限元法 的有限元软件,如ANSYS等,已广泛用于机械构造的静态分析、动态分析;研 究线性、非线性问题等。
a.机床横梁的模态分析
b.轮子的应力分析
选题背景
目前自动带锯床控制机主要有:可编程控制器〔PLC〕,单片机、 CNC〔计算机数控系统〕。 其中PLC以功能强劲、可靠性高、编程简单、价格低廉而尤为突出。
可编程控制器〔PLC〕是一类可编程的存储 器,用其内部存储程序,执行逻辑运算、顺 序控制、定时、计数与算术操作等指令,并 通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的 机械或生产过程。
选题背景
PID〔比例-积分-微分〕控制器作为最早实用化的控制器已有70多年历 史,现在仍然是应用最广泛的工业控制器。 PID控制器简单易懂,使用中不需准确的系统模型等先决条件,因而 成为应用最为广泛的控制器。
a.市场上各种PID调节器
选题背景
高效带锯床关键技术:
1.高效带锯床强力锯 切机理的研究。
2.研究带锯床锯切过 程中抑制振动技术。
3.数控技术实现恒锯 切力锯切,到达恒功 率作业,实现效率最 大化。
课题研究的意义
研究意义
1.通过高效金属带锯床强力锯切机理实验研究,研究锯切力、进 给力、进给速度、锯切速度等因素对锯切效率的影响,对高效 带锯床的设计有重要意义。

带锯床切割技术发展和研究现状

带锯床切割技术发展和研究现状

带锯床切割技术发展和研究现状带锯床是一种常用的金属切割设备,广泛应用于各个行业。

随着科技的不断进步,带锯床切割技术也在不断发展和研究。

本文将从技术发展和研究现状两个方面,对带锯床切割技术进行探讨。

一、技术发展带锯床切割技术的发展经历了多个阶段。

最早的带锯床采用人工操作,劳动强度大且效率低。

随着电力的普及和应用,出现了电动带锯床,大大提高了切割效率和精度。

然而,传统的带锯床仍然存在一些问题,例如切割速度慢、锯片易损坏等。

为了解决这些问题,近年来,带锯床切割技术得到了进一步的改进和创新。

首先是锯片材料的改进,采用了更坚固耐用的合金材料,提高了锯片的使用寿命和切割质量。

其次是锯片结构的优化,通过改变齿距、齿型等参数,使锯片在切割过程中更加稳定和高效。

此外,还引入了自动化控制技术,实现了切割过程的自动化和智能化。

二、研究现状带锯床切割技术的研究主要集中在以下几个方面。

1. 切割参数优化:通过对切割速度、进给速度、切割深度等参数的优化,提高切割效率和切割质量。

研究者通过理论分析和实验验证,确定最佳的切割参数组合,以实现高效精确的切割。

2. 锯片磨损监测与预警:研究者通过传感器等装置,对锯片的磨损情况进行实时监测,并通过信号处理和算法分析,实现对锯片磨损程度的预测和预警。

这种技术可以及时更换磨损严重的锯片,避免因锯片损坏而导致的切割质量下降和设备故障。

3. 切割过程仿真与优化:通过建立带锯床切割过程的数学模型,进行仿真和优化分析。

研究者可以通过仿真模拟,预测切割过程中的应力分布、温度变化等参数,为优化切割参数和改进切割工艺提供理论依据。

4. 切割工艺改进:研究者通过改变切割工艺,如采用新型的切割液、改变切割角度等,来改善切割质量和提高切割效率。

这种改进工艺可以减少切割时产生的热量和切削压力,从而减少切割时的变形和振动,提高切割精度和表面质量。

带锯床切割技术在技术发展和研究现状方面取得了显著的进展。

随着科技的不断进步,带锯床切割技术将继续向更高效、更精确、更智能化的方向发展。

2023年带锯机行业市场环境分析

2023年带锯机行业市场环境分析

2023年带锯机行业市场环境分析
带锯机是一种常见的木材切割设备,广泛应用于家具、建材、船舶等众多领域。

当前,国内外带锯机行业面临着许多市场环境,包括市场需求、技术发展、政策法规等多方面因素。

一、市场需求方面
带锯机是木材行业的主要生产工具,其市场需求受到消费市场和产业发展的共同影响。

消费市场:带锯机产品的销售不仅受到建筑、家具、木材等消费需求的影响,还受到购买力、消费水平等因素的影响。

产业发展:随着国内处于“建设绿色生态文明”的发展阶段,对木材资源的合理利用、环保方面的要求越来越高,这助推了高效节能、自动化的木材行业设备逐渐普及,带锯机得以更迅速地满足市场需求。

二、技术发展方面
工业技术的先进程度直接影响着产品的质量、效率、安全等各方面的表现,带锯机行业也不例外。

研发水平:高端带锯机产品的研发水平越高,产品所涉及技术内容也就越丰富,性能方面的综合表现越优秀,市场竞争力也就越强。

节能技术:随着节能环保意识的不断升级,绿色节能的技术被越来越多的带锯机产品使用,满足了市场需求,同时也为带锯机制造商带来更高的回报。

三、政策法规方面
政策法规对带锯机行业的发展有直接的影响。

环保政策:随着环保政策的加强,带锯机产品的环保标准不断提高,产品所使用的材料和技术也需要满足相应的环保要求。

国际贸易政策:贸易壁垒和关税政策会影响到产品的出口和进口,这对于带锯机出口和产业链的扩展具有一定的影响。

综上所述,预计未来带锯机行业的市场环境将能够保持稳定发展,行业创新和技术升级的需求不断增加,同时不断衍生的行业标准和大量的投入将提高市场竞争力。

带锯机市场分析报告

带锯机市场分析报告

带锯机市场分析报告1.引言1.1 概述带锯机是一种常见的木工机械设备,广泛用于木材加工和家具制造行业。

随着木材加工行业的发展,带锯机市场也呈现出蓬勃的发展态势。

本文旨在对带锯机市场进行深入分析,包括市场现状、发展趋势、竞争分析以及市场前景展望和发展建议。

通过本文的研究,读者将能够全面了解带锯机市场的情况,并为相关行业从业者提供参考和指导。

1.2 文章结构文章结构包括引言、正文和结论三个部分。

在引言部分,将对带锯机市场进行简要概述,解释文章的结构和目的,并进行总结。

在正文部分,将详细介绍带锯机市场的现状、发展趋势和竞争分析。

在结论部分,将展望带锯机市场的前景,提出发展建议,并进行总结。

这样的文章结构能够系统全面地展现带锯机市场的相关信息,为读者提供清晰的阅读指引。

1.3 目的:本报告旨在对带锯机市场进行深入分析,包括市场现状、发展趋势和竞争分析,以期为相关企业提供决策参考。

通过对市场前景的展望和发展建议,帮助企业把握市场机遇,制定合理的发展战略。

同时,本报告还旨在为行业专业人士提供全面的行业分析,促进整个带锯机市场的健康发展。

1.4 总结在本报告中,我们对带锯机市场进行了全面的分析和研究。

通过对市场现状、发展趋势和竞争分析的深入探讨,我们对带锯机市场的发展前景有了更清晰的认识。

在未来,随着建筑业和木工行业的持续发展,带锯机市场将持续保持稳定增长的态势。

同时,随着科技的不断创新和自动化水平的提升,带锯机市场也将出现更多的发展机遇和空间。

针对市场的现状和发展趋势,我们提出了一些发展建议,以期能够帮助相关企业更好地把握市场机遇,提升产品竞争力。

综上所述,带锯机市场具有良好的发展前景,但在激烈的市场竞争中仍需注重产品品质、技术创新和市场营销策略的提升,以迎接未来更大的发展挑战。

2.正文2.1 带锯机市场现状:带锯机是一种用于切割木材、金属和其他材料的重要工具。

随着建筑行业和木工行业的不断发展,带锯机市场也在不断壮大。

带锯床的切割能力和精度分析

带锯床的切割能力和精度分析

带锯床的切割能力和精度分析带锯床是一种常用于切割木材、金属和其他材料的工具。

它通过往复运动的带锯片切割工件,具有高效、快速的特点。

然而,带锯床的切割能力和精度对于确保工件质量和生产效率至关重要。

因此,在选择和使用带锯床时,了解其切割能力和精度特点非常重要。

首先,带锯床的切割能力是评估其在切割工件时所能达到的最大切割能力。

切割能力受到几个因素的影响,包括锯片规格、驱动电机功率、切割速度和切割厚度等。

锯片规格是带锯床切割能力的关键因素之一。

不同规格的锯片具有不同的切割能力。

一般来说,锯片的规格越大,其切割能力越强。

因此,在选择带锯床时,需要根据实际需要来确定所需的锯片规格。

驱动电机功率也对切割能力产生影响。

较大的驱动电机功率可以提供更大的切割力,从而增加了带锯床的切割能力。

当遇到较硬或较厚的工件时,较大的驱动电机功率特别有用。

切割速度是带锯床切割能力的另一个重要因素。

切割速度越快,切割效率越高。

然而,过高的切割速度可能会降低切割精度。

因此,在选择切割速度时,需要综合考虑切割效率和切割精度的平衡。

切割厚度也会对带锯床的切割能力产生影响。

带锯床通常具有一定的最大切割深度限制。

在选择带锯床时,需要确保其切割深度能够满足实际需求。

其次,带锯床的切割精度是指它在切割过程中能够达到的精确度水平。

切割精度对于工件加工的质量和尺寸控制至关重要。

切割精度受到几个因素的影响,包括锯片的切割精度、切割机构的稳定性和工件的固定性等。

首先,锯片的切割精度直接影响着带锯床的切割精度。

锯片的切割精度越高,切割出的工件尺寸误差越小。

所以,在选择锯片时,需要选择切割精度较高的锯片。

其次,切割机构的稳定性对切割精度有重要影响。

切割机构稳定性差会导致切割过程中的震动和振动,从而影响切割精度。

因此,在选择带锯床时,需要考虑其机构的稳定性,以确保切割精度的稳定性。

最后,工件的固定性也对切割精度产生影响。

当工件固定不牢固时,在切割过程中可能会出现工件的移动和变形,从而降低切割精度。

金属带锯机市场调查及投资潜力研究报告

金属带锯机市场调查及投资潜力研究报告

金属带锯机市场调查及投资潜力研究报告金属带锯机是一种主要用于金属切割的工业设备,具有高效、精确、节能等特点,广泛应用于机械制造、汽车制造、船舶制造等领域。

本报告对金属带锯机市场进行了调查研究,并分析了其投资潜力。

一、市场规模及趋势:1. 市场规模:金属带锯机市场规模庞大,随着工业化进程的推进,市场需求不断增长。

据统计,全球金属带锯机市场规模预计将在未来几年内达到数十亿元。

2. 市场趋势:随着工业自动化程度的提高,金属带锯机市场呈现出以下趋势:a. 技术升级:金属带锯机产品逐渐向高速、高效、智能化方向发展,提高生产效率和产能;b. 个性化需求:不同行业、企业对金属带锯机的需求不同,市场将迎来个性化定制的发展;c. 环保节能:低碳环保已成为当前全球工业发展的主要方向,金属带锯机也要求实现节能减排。

二、市场竞争分析:1. 市场竞争格局:目前金属带锯机市场竞争激烈,国内外产品均有竞争对手,主要来自德国、日本、中国等国家的制造商;2. 竞争优势:在市场竞争中,制造商的技术研发、产品质量、售后服务等方面是竞争的关键因素;3. 市场份额:国际知名品牌在国内市场占据较大份额,但国内企业不断提升技术力量并通过创新设计、低价策略等方式不断扩大市场份额。

三、投资潜力分析:1. 国内市场:中国是全球金属带锯机市场的重要消费国,市场需求巨大。

特别是一些传统制造业转型升级,对金属带锯机的需求呈现出增长趋势。

因此,国内市场具有巨大的投资潜力。

2. 国际市场:随着全球金属加工行业的发展,金属带锯机在国际市场也有良好的发展前景,尤其是一些新兴工业国家和地区。

投资者可以考虑拓展国际市场,增加收益来源。

综上所述,金属带锯机市场具有巨大的发展潜力。

投资者可以从技术研发、产品质量、市场营销等方面提升竞争力,并关注环保节能、个性化定制等市场趋势。

同时,积极开拓国内外市场,不断扩大市场份额,寻找投资机会。

四、市场细分分析:1. 按功能划分:金属带锯机市场可按功能划分为手动金属带锯机和自动金属带锯机两大类。

2024年锯市场发展现状

2024年锯市场发展现状

2024年锯市场发展现状简介锯市场是指生产和销售锯木产品和设备的市场。

随着建筑、家具、造纸等行业的发展,锯市场也不断壮大。

本文将对锯市场的发展现状进行分析,并探讨未来发展的趋势。

锯市场的发展历程锯市场作为木材加工行业的一个重要组成部分,经历了多年的发展。

在早期,锯市场主要是通过传统的手工操作进行木材加工。

随着科技的进步,机械化锯木设备的出现极大地提高了生产效率。

现代锯市场已经实现了高度自动化,并不断引进新的技术和设备,推动了行业的发展。

锯市场的主要产品锯市场的主要产品包括锯木机、锯片、锯花机等。

锯木机是锯市场中最重要的设备,能够快速而精确地将原木切割成所需尺寸的木材。

锯片是实现锯木机切割功能的核心部件,质量的优劣直接影响到木材切割的效果。

锯花机可以将切割下来的木头进行进一步加工,将其切割成所需要的形状和尺寸,用于家具、建筑和造纸等行业。

锯市场的发展趋势随着木材行业的不断发展,锯市场也面临着一些挑战和机遇。

以下是未来发展的趋势:1.技术创新:锯市场将不断引入新的技术和设备,提高生产效率和产品质量。

例如,光学传感技术、智能控制系统等将在锯市场中得到广泛应用。

2.环保意识:随着人们环保意识的提高,对锯市场的产品和生产过程的环保要求也将越来越高。

生产企业需要采取绿色生产方式,减少废物和污染物的排放。

3.个性化需求:消费者对于家具、建筑装饰等产品的个性化需求越来越高,这将促使锯市场生产更加多样化、灵活化的产品。

4.国际市场拓展:随着全球贸易的扩大,锯市场将积极拓展海外市场,开拓更多的销售渠道。

锯市场的挑战与对策锯市场虽然面临着良好的发展机遇,也面临着一些挑战。

以下是一些主要挑战及相应的应对策略:1.市场竞争激烈:锯市场竞争激烈,产品同质化现象严重。

生产企业需要加强技术创新,提高产品差异化竞争力。

2.成本控制:原材料价格、劳动力成本等因素的波动对锯市场的生产成本产生影响。

企业需加强成本控制,提高生产效率。

3.法规限制:不合规的产品可能会受到法规的限制,企业需要确保产品质量和生产过程符合相关法规要求。

2023年中国带锯床市场竞争现状分析与投资战略调研报告文档

2023年中国带锯床市场竞争现状分析与投资战略调研报告文档

Research Report on the Current Situation of China's Band Sawing Machine Market
沉默之振
2023/7/24
中国带锯床市场现状调研报告
CONTENT
目录
市场需求与发展趋势
01
Market demand and development trends
市场需求
市场需求不断变化,企业必须紧跟潮流,不断创新,以满足消费者的需求。
需求持续增长
带锯床
建筑业
家具制造业
木材加工业
国家政策
发展趋势
1.锯片技术进步推动中国带锯床市场发展
2.自动化技术助力带锯床市场发展
投资战略Βιβλιοθήκη 根据数据分析,中国带锯床市场规模从20XX年至20XX年保持稳步增长,预计年均增长率为X%。市场走势显示,中国带锯床市场正处于快速发展阶段,预计未来几年仍将继续增长。这为投资者提供了广阔的发展机遇。
市场规模与增长趋势
在中国带锯床市场,主要有数家领先的企业占据着市场份额较大的份额。其中,公司A是该市场的龙头企业,其市场份额约为XX%。紧随其后的是公司B和公司C,分别占据市场份额的约XX%和XX%。这些领先企业凭借其雄厚的技术实力和品牌影响力在市场中占据了较大优势。
市场竞争格局
针对中国带锯床市场的竞争现状,投资者可以考虑以下策略:
提高产品质量:通过不断改进和提升产品性能,提高产品的竞争力;
加强品牌推广:通过加大品牌宣传力度,提升企业知名度和市场份额;
投资战略建议
THANKS
分享人:沉默之振
2023/7/24
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带锯床切割技术发展和研究现状带锯切割技术在众多切割技术中多才多艺,如木材切割,铝板切割,铸铁切割,管材切割,陶瓷和复合材料切割等,因此成了众多企业发展的目标。

带锯切割已从简单的立式两轮机床发展到具有复杂刀具系统的众多类型。

现在可应用的有,两轮、三轮和四轮的机床,还出现了形切、立式、卧式、倾斜式、角度、切断、摩擦等多种命名形式。

一些制造商根据材料从轻载-中载-重载切割提供了立式/卧式结合的带锯机床。

由于锯切速度快,锯口消耗少,加工精度高,锯切直径大,立即风靡全球。

1. 带锯床产业发展现状中国带锯床产业起步较晚,改革开放以后才逐步有企业(如湖南机床厂)进入带锯床行业。

20世纪80年代开始,当时正处于较先进的带锯床替代相对落后的弓锯技术变革期,出现带锯床供不应求的局面,许多中小企业敏锐的抓住这个机遇,纷纷进入带锯床行业。

依托于中国良好的经济发展环境,我国锯切工业发展迅猛,产量从1985年的81台增加到1990年的2000台。

根据《中国机床工具工业年鉴(2009)》对国内24家锯床生产企业的统计,2008年我国带锯床产量为32600台,年复合增长率为16.8%,考虑到规模以下的许多企业未统计,实际年复合增长率更大。

全球带锯床制造商,根据整体水平分为三个集团:排在第一集团的是世界一流的带锯床制造商,主要有德国、日本、意大利等传统制造业强国的制造商。

如德国摩森纳公司(August Moessner GmbH + Co. KG)创建于1898年,坐落在斯图加特以东30公里的小镇埃沙赫(Eschache), 是德国著名的精密锯床制造厂。

德国贝灵格公司由奥古斯特·贝灵格创建于1919年,最初只是个机械修理厂。

二战后建起了铸造车间,并开始生产锯床。

时至今日,公司生产仍涵盖从原料到整机的全部过程。

品质超群带锯机床是公司的主导产品,采用最新技术设计、制造。

第二集团为西班牙、中国台湾等地区的制造商,如台湾合济工业股份有限公司。

中国大陆的制造商则被划分到第三集团。

这些差距主要体现在产品水平、技术水平、经济规模、经济效益、国际化程度和服务水平等方面。

对比中外带锯床制造商总体水平,德国的带锯床处于整个产业的顶端,以制造高端产品为主,其产品具有结构设计合理、制造工艺精良、机床故障率低、精度保持性和使用寿命长等优点,引领世界带锯床的发展。

国内厂家总体以中低档产品居多,存在设备返修率高、加工精度和锯切效率低等问题。

整体发展现状呈现金字塔形,如图1所示。

图1 带锯床国际市场地位带锯床在我国机床工具行业中属于小的分支,有生产企业30家以上。

近2-3年高速带锯床受到市场需求的影响,有些厂家开始仿制进口锯床,处于起步阶段。

但由于受高速的影响,机床结构、部件和安全因素都要突破原有技术的约束,而且高速带锯越来越多的被应用在大批量高效率加工上,因此设备的稳定性、精度、操作方式和自动化控制的要求比传统带锯床更高,对一些以价格拼市场的企业很难适应这些要求。

主要具有以下特征:(1) 技术研发能力薄弱。

我国带锯床与其他门类机床相比,发展历史较短,技术研发能力普遍薄弱,技术水平低下,主要表现在锯床精度保持性、故障率和使用寿命等性能指标。

(2) 加工制造装备落后。

国外普遍使用先进的数控机床加工零件,采用先进的仪器设备进行带锯床的试验和检测。

我国锯床生产规模大、但加工水平低。

(3) 社会化服务体系缺失。

大而全、小而全的企业内部非核心生产部分尚未剥离进入社会服务体系,造成专业化生产水平低。

社会化的生产性服务体系滞后,影响了产业集群和工业经济的发展。

发达国家和中国台湾地区专业化分工配套体系和社会化服务体系非常发达,成为机床产业持续发展的有力支撑。

近几年来,随着社会和经济的飞速发展,我国的切割技术装备产业取得了显著成就, 已经具备了一定的技术水平和较大的生产规模。

值得注意的是,高速带锯床应用将带锯切割加工技术带到了发展到前所未有的水平,并从传统的金属材料切割扩大到高分子材料、复合材料和晶体材料等多种材料加工。

数控技术、CAD/CAM转化、光电技术、激光测量技术、机器人和最新的通讯技术的综合应用将带锯床的切割加工具备现代机床的所有特征,5轴联动铝合金厚板轮廓切割中心成为大型飞机制造不可缺少的装备。

高速带锯切割技术以其高效、高速、低成本、环保、节能和高精等特点在快速切割技术领域中保持了迅猛的发展势头。

2. 带锯床发展趋势随着锯切加工由下料为主逐步向精细加工转变,对带锯床的设计技术与制造水平提出了更高的要求,带锯床逐渐向高端产品发展。

国际高端带锯床的发展趋势主要表现在以下几个方面:(1) 锯切精度进一步提高。

采用先进的变频电机驱动,精密滚珠丝杠传动和激光定位方式,配以伺服控制系统,由计算机自动再建监控带锯床锯切全过程,锯条速度、进给速度、夹紧力均可做到任意设置和优化组合,从而保证带锯床的加工精度。

目前,100mm切割高度的误差为0.1mm,预计可以进一步提高。

(2) 锯切加工高效化。

提高锯切效率,尤其是提高厚材及硬金属的锯切效率,避免锯切成为整个生产线的瓶颈,一直是锯切技术领域的关注焦点。

德国MOESSNER切割铸铝件,锯切速度可达3000m/min,锯切效率可达4000cm2/min,从而大大提高生产效率,改善了锯切锯切加工的经济性。

(3) 锯切能力的扩大化。

目前德国MOESSNER的大型立式和卧式带锯床可锯切2.7m*0.8m*11m的实心方材。

(4) 数控化。

大型工件切割过程往往需要数小时,为保证一人多机的生产条件,提高锯切加工精度和加工效率,锯切过程数控化势在必行。

(5) 远程诊断和维护。

远程诊断和维护是全球经济化的结果,带锯床可以提供跨国跨地区迅捷的设备维护。

德国MOESSNER锯切生产线加工时可与其技术中心联机,由技术专家对设备进行远程诊断和维护。

3. 带锯床锯切技术发展现状3.1 带锯床锯切技术关键问题及发展现状对比国内外带锯床指标的对比,可以发现:(1) 在锯切尺度范围上,国内带锯床基本上和国际水平接近,可生产出锯切直径为3m 的大型带锯床。

(2) 在锯切速度上,德国MOESSNER带锯床采用了喷雾润滑的方式,使加工材料快速冷却,从而大幅度提高了锯切速度,最高切削速度可达3000m/min以上。

(3) 在锯切效率上,以德国MOESSNER为首的国外带锯床已具备锯切高强度、高硬度材料的能力,针对高密度、高强度和高硬度材料,在20世纪90年代MOESSNER便推出高速精密立式带锯床,控制系统可采用数字控制或PLC控制,使几乎所有材料从传统上的慢速切割实现高速或超高速切割。

其加工试验表明,在切割铝合金材料时,切割效率可达4000cm2/min,约是传统1200cm2/min的3.3倍;在切割硬实铬锰材料时,切割率高达500cm2/min,约是传统77cm2/min的锯切效率的6.5倍。

2011年日本的Amada 公司开发了用于高速切割的脉冲切割技术,德国的KASTO公司也提出了高效锯切技术。

(4) 在锯切精度上,为了保证高的加工精度,国外锯床不仅配备了先进的变频大马力电动机驱动、精密滚珠丝杠传动和激光定位方式,并配以伺服控制系统,由主控系统自动在线监控带锯床锯切全过程,锯带速度、进给速度、夹紧力均可做到任意设置、最优组合,从而从细节入手加以优化设计。

目前国内不少企业带锯床设计仍然处于模仿阶段,产品设计过程中没有考虑质量的可靠性。

为了达到性能要求,普遍存在设计过于冗余,产品结构没有得到优化,从而造成了材料的浪费,产品成本偏高。

由于设计过程中缺少对结构的动态性能和强度进行分析,产品的工作性能和参数无法预测,导致使用过程中发生故障概率较大。

国内带锯床产品与国外同类产品存在较大差距,其主要原因是国内带锯床产业缺乏系统、先进的带锯床设计理论与方法,影响带锯床设计质量的如干问题有待解决。

3.1.1 锯切机理和锯切力计算模型的研究为完成各种材料的锯切,尤其是难加工材料的高速锯切,研究材料切削锯带的锯切机理是至关重要的。

通常锯切材料可以分为高强度低速锯切材料(如合金钢、钛合金等)、硬脆高速锯切材料(如硅晶体、蓝宝石等)、复合材料和高强度高速锯切材料(如铝合金等材料)。

针对不同的锯料,通常选用不同的锯带和不同锯切工艺,如高强度低速锯切材料其锯切速度在30-90m/min,而高强度高速锯切材料其切割速度则可高达3000m/min。

因此,材料的锯切机理存在明显不同。

对于高强度低速锯切材料,如高合金钢和钛合金的强度都很高(其抗拉强度σb可达1000MPa以上)。

如此高强度的材料锯切力很大,比锯切45钢(正火)高出30%以上。

锯切过程中,塑性变形大,使锯切力大大增加;同时出现加工硬化现象,是热强度提高,进一步增大了锯切抗力。

另外,钛合金、不锈钢和高温合金的导热系数小,导热性差,仅为45钢的四分之一,造成切削热不易散发。

在加工过程中产生较大的热应力,还会引发加工粘结现象。

因此研究快速带走加工过程行程的切削热,使加工材料快速冷却,对于大幅度提高锯切速度是技术难点之一。

相比之下,高强度高速锯切材料,如铝合金材料,其具有导热系数高,易于高速锯切等优点。

其锯切机理与高强度低速锯切完全不同。

对于硬脆材料,如硅片材料,由于材料在切割过程中极易破损,切割时要求进行小进给量的高速锯切,通常线速度可高达30m/s。

锯切过程中,使用金刚石磨料锯锯带进行切割,切割刀具为金刚石颗粒的多刃微切削,同时专用冷却液带走切削热,实现精密高速切削,达到较好的表面光洁度。

带锯生产影响最主要的因素是带锯振动,而锯带本身所受的应力状态对于其振动和稳定性最为重要。

锯带的应力主要由下列部分组成:弯曲应力σB,离心力σC,张紧力σT,切割力和热应力。

这里我们看到,弯曲应力是周期性的,且幅值很大,他们是引起带锯疲劳失效的主要原因。

最大弯曲应力近似和带厚与带径之比(h/D)成正比,因此使用大直径带轮和薄锯带会减小锯带的弯曲应力。

图2 带锯示意图为了获得最大切削性能且不引起锯带的疲劳和断裂问题,引入适当的预紧力或张紧力是十分重要的。

精确的张紧力测试是十分困难的,随着传感器技术的发展,这一技术也有了新的进展。

张紧导致了锯带产生了一个横向变形,这个变形和残余应力分布密切相关。

Aoyama等人总结变形主要依赖于锯带的几何形状、辊子的数目和位置、辊子的几何形状和压力。

即使两侧锯带的横向变形相似,但是它们对应的应力分布却可能是不同的。

因此light gap技术不能给出一个精确的残余应力评价。

另外,张紧力可以抵消一部分热效应,并且防止锯带脱离带轮。

锯带和工件在振动过程中相互作用以摩擦的形式加热了锯带,在将近250℃时,蓝点和蓝斑会出现。

带轮倾斜被常用来解决硬木锯切时遇到的这个问题。

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