金刚线切割机的主参数研究
用STX-1203金刚石线切割机切割锗单晶
用STX-1203金刚石线切割机切割锗单晶实验材料：Φ290×155mm锗单晶，锗单晶硬度较低，材料较脆图1实验目的：使用金刚石线切割机将锗单晶按纵向切取一个切割207×157×17mm的长方体，观察切割面边缘崩边情况，并观察切割面的平面度情况。
实验设备：STX-1203金刚石线切割机、MTI-3040加热平台实验所用的设备的特点：STX-1203金刚石线切割机：STX-1203全自动金刚石线切割机适用于切割不同硬度的材料，如陶瓷、晶体、玻璃、金属、岩石、热电材料、红外光学材料、复合材料以及生物医学材料等。
该自动连续性切割机切割精度在±10μm的范围内，主要用于切割尺寸在12"以下的材料，可以满足绝大多数材料的切割。
设备采用单根线循环往复的运动模式，可使用的线的长度≤150m，不但使用寿命长，而且大大提高了切割效率。
张紧轮采用气动张紧的模式，来保护切割线不会因张紧力过大而断裂。
工作台可进行360˚旋转调整，当搭配摇摆机构或旋转摇摆机构时可以切割硬度较大或表面要求较高的大试样。
MTI-3040加热平台：MTI-3040加热平台采用铝材质整体铸造，结构简单操作方便，升温速度快，控温精准，温度可调，使用后散热速度快。
该加热平台主要适用不受加热影响的材料，尤为适用于对温度敏感材料（如晶体、半导体、陶瓷、金属等材料）的加热。
也可用于实验室做化学分析、物理测定、热处理时进行物品的烘焙、干燥以及其它温度试验加热。
实验耗材：石蜡棒、树脂陶瓷切割衬垫、金刚石线图4实验所用耗材图实验过程：试样固定：首先将试样和树脂陶瓷切割衬垫一同放到MTI-3040加热平台进行加热，待树脂陶瓷切割衬垫的温度达到石蜡融化温度（80-120℃）后将石蜡涂在树脂陶瓷切割衬垫将要与样品相连接的位置，样品的放置顺序如图5（1）所示，最上面是样品，中间是石蜡层，最下面是树脂陶瓷切割衬垫；然后将试样放置到切割衬垫上涂石蜡的位置，固定在树脂陶瓷切割衬垫上的试样的示意图如图5（1）所示；最后将二者一同从加热平台上挪下进行冷却，待二者冷却后一同放置到切割机固定样品的载样台上准备对试样进行切割，固定在切割机上的试样如图5（2）所示。
金刚线切割机的主参数研究
金刚线切割机的主参数研究
主要参数是影响金刚线切割机性能的重要指标。
以下将从切割速度、切割厚度、精度和功率这四个方面进行研究。
首先，切割速度是金刚线切割机的一个重要参数。
它影响到生产效率和加工质量。
切割速度取决于工作台在X、Y方向上的移动速度，以及金刚线的速度。
因此，设计者应根据实际需求确定合适的参数。
过高的速度可能导致精度下降，而过低的速度则会降低生产效率。
其次，切割厚度是另一个关键参数。
金刚线切割机可以切割的厚度范围非常大，从几毫米到几十毫米不等。
一般来说，切割厚度越大，切割效果越差，而且切割速度也会降低。
因此，在选择金刚线切割机时，需要根据实际加工需求来确定最大切割厚度。
第三，精度是金刚线切割机的重要参数之一、精度主要包括定位精度和切割精度。
定位精度是指工作台在X、Y方向上的定位误差，影响到切割位置的准确性。
切割精度是指切割面的垂直度和平整度，这直接影响到加工零件的质量。
为了提高精度，金刚线切割机的结构应该具有较好的刚性，并配备高精度的传感器和控制系统。
最后，功率是金刚线切割机的关键参数之一、功率大小直接影响到金刚线的切割能力。
过低的功率可能导致切割速度慢、效果差，而过高的功率则会增加设备成本和能耗。
因此，在选择金刚线切割机时，应根据加工材料的硬度和厚度来确定合适的功率。
总结起来，金刚线切割机的主要参数是切割速度、切割厚度、精度和功率。
这些参数直接影响到金刚线切割机的加工效率和加工质量，因此，
在选择和应用金刚线切割机时，需要根据实际需求对这些参数进行合理的研究和选取。
金刚石线切割机床的动态特性分析与实验研究
金刚石线切割机床的动态特性分析与实验研究线锯和进给系统是金刚石线锯切割机最重要的两个部件。
线锯作为线锯切割机的刀具,其动态特性直接影响着晶片的表面粗糙度和损伤层的大小;金刚石线锯切割机进给系统的动态特性直接影响机床的加工质量和效率。
因此,本文通过理论建模、有限元分析及动态特性实验相结合的方法分析了线锯和进给系统的动力学特性,研究内容主要包括:建立了线锯的有限元模型,分析了不同张紧力下线锯的固有频率,自由模态实验显示前3阶固有频率误差在5%以内,从而验证了有限元模型的正确性;在自由模态模型的基础上完成了线锯工作模态的分析与实验验证,结果显示,切削参数不变时,线锯张力越大其第1阶工作模态越大。
基于二自由度理论建立了金刚石线锯切割机进给系统的动力学方程,通过经验公式分别确定了轴向上丝杠、轴承与丝杠结合面、丝杠与螺母结合面的等效刚度以及侧向上导轨与滑块结合面的等效刚度,进而确定出进给系统前4阶固有频率解析值,为进给系统参数化建模与变动态特性研究奠定了分析基础;建立了进给系统考虑结合面和不考虑结合面时的有限元分析模型,完成了相应的模态分析与谐响应分析,进给系统模态实验显示考虑结合面的进给系统有限元模型更精确,因此,研究线锯切割机涉及的结合面特性是必要的。
最后,为了完善金刚石线锯切割机进给系统的有限元模型进而实现整机系统的动力学特性分析,设计了结合面特性研究的实验平台,并对其进行了强度校核,验证了实验平台设计的合理性。
光伏硅片金刚石线多线切割机切割参数优化研究的开题报告
光伏硅片金刚石线多线切割机切割参数优化研究的开题报告一、选题背景光伏硅片作为光伏发电的重要材料，随着光伏行业的发展，其生产和加工技术也得到了快速的发展和提升。
硅片的切割是光伏硅片生产中的重要工艺环节，切割品质和效率的提高直接影响到产品的成本和质量。
金刚石线切割机是目前光伏硅片切割的主要工具，其切割速度快、切割成本低、切割精度高、切割裂纹少等优点，使其成为了光伏行业中不可替代的重要设备。
然而，由于切割参数的优化程度不同，同一批硅片在不同切割条件下可能会出现大小不一、表面粗糙、裂纹加重等缺陷，影响了硅片的加工效率和产品质量。
因此，本文拟通过对金刚石线切割机切割参数进行优化研究，在提高切割效率、降低切割成本和减少硅片表面缺陷的同时，提高硅片的质量和产量，推动光伏行业的发展。
二、研究目的和意义本文旨在通过对光伏硅片金刚石线多线切割机切割参数的优化研究，探索提高硅片切割质量和效率的方式，具体包括以下方面：（1）对金刚石线切割机进行必要的改造，提高其工作效率和稳定性；（2）通过对切割机的切割参数进行研究和优化，实现硅片的高效、高质量切割；（3）研究切割参数对硅片表面缺陷、硅片厚度、硅片损耗等影响，建立优化模型，实现最佳切割参数选择。
通过对金刚石线切割机切割参数的优化研究，可以提高硅片的加工效率和产品质量，降低成本，提高产量，具有重要的实际意义和应用前景。
三、研究内容和方法1. 研究内容（1）对金刚石线切割机进行必要的改造，提高其工作效率和稳定性。
（2）考虑到硅片尺寸的不同，分别选取合适的硅片进行实验。
（3）通过实验研究不同切割参数下硅片切割质量、切割成本和切割效率的变化规律。
（4）通过图像处理技术和表面缺陷分析技术，对硅片表面缺陷、硅片厚度和损耗率等指标进行评价和分析。
（5）建立切割参数优化模型，确定最佳切割参数方案。
2. 研究方法（1）根据现有硅片切割生产工艺，改进金刚石线切割机的结构和控制系统，提高硅片的加工效率和产品质量。
金刚线细线化质量控制研究
金刚线细线化质量控制研究发表时间：2018-10-17T10:04:38.683Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：高鹏1 许江涛2 赵洪军3 张晓俊4 王毅5 秦忠[导读] 摘要：硅片细线化切割质量控制是金刚线切片行业中常见的质量控制点。
（国家电投西安太阳能电力有限公司西宁分公司青海西宁 810000）摘要：硅片细线化切割质量控制是金刚线切片行业中常见的质量控制点。
本文总结了细线化切割过程中，硅片表面质量的几种类型，分析其产生机理，并提出解决办法。
关键词：金刚线；硅片；崩边；线痕；TTV；解决办法引言太阳能电池是目前获得太阳能最主要的技术之一，它可以将太阳光直接转换成电能，且对环境无害[1]。
2015年6月，国家能源局、工业和信息化部、国家认监委联合印发《关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见》，要求发挥市场对技术进步的引导作用、严格执行市场准入标准、实施“领跑者”计划等八项举措。
该政策进一步促使光伏产业的健康发展，同时对产品提出了更高要求，传统技术将面临新一轮的技术革新。
太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、分布广、应用形式多样等优点，单晶发电效率受到世界各国的高度重视，故此在未来光伏切片行业，单晶硅片切割技术将会拥有率占据最广。
在单晶硅片切割领域，对硅棒原料纯度要求越来越高，材料的物理特性，更有利于金刚线细线化、硅片薄片化技术研发。
金刚线细线化、硅片薄片化切割技术已成为单晶切片行业内的主流发展趋势。
本文以生产工艺及原辅材料为基础，研究单晶硅片在生产过程中硅片表面质量产生的原因，并通过实验验证提出了解决方案。
1.金刚线细线化切割技术最主要的优势金刚线细线化切割技术是应用母线线径更细的电镀金刚线、电镀镍层厚度更薄、金刚石颗粒更密集等特性相兼容，其结构更有利于切割。
该技术是通过专业切片设备，系统调节进刀速度、切割线速度、张力大小等核心参数，使之达到匹配性能最佳状态，实现稳定量产切割的目的；其切割原理：①高速旋转并往复回转的主辊带动金刚石线做往复运动；②通过自动控制工作台向金刚线垂直进给，从而使金刚线与被切割物件间产生磨削而形成切割。
金刚石线锯质量检验
金刚石线锯质量检验周波;毛剑波【摘要】为检验金刚石线锯的质量,以显微图像分析为基础,采用数学三维建模的方法,共选择5个线锯样品,对其表面的磨粒出刃高度、磨粒出刃率、磨粒面积比、线锯丝径、包络丝径、磨粒堆积直径等参数进行量化分析.结果表明:分析结果能很好地反映产品质量的变化,对于线锯产品质量检验与控制,具有非常有效的指导作用.%To inspect the quality of diamond wire saw,mathematics three-dimensional modeling method is proposed based on the microscopic image analysis to quantitatively analyze parameters such as protrusion height,protrusion rate and area ratio of the grits,and diameters of wire,saw and grits.Five samples are chosen to compare and analyze.Results show that this method could reflect the change of the product quality well,which is an effective guidance for wire saw product quality inspection and control.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】5页(P73-77)【关键词】金刚石线锯;显微图像分析;数学三维建模;量化分析【作者】周波;毛剑波【作者单位】郑州建斌电子科技有限公司,郑州450007;超硬材料磨具国家重点实验室,郑州450001;西安隆基硅材料股份有限公司,西安710100【正文语种】中文【中图分类】TQ164;TG74电镀金刚石线锯是以电镀金属为结合剂,通过电沉积,把金刚石磨料固结在芯线上而制成的一种线状切割工具[1],是近几年新发展起来的一种高新技术产品,广泛用于太阳能硅片、LED、半导体、宝石、光学玻璃等贵重材料以及精密器件的切割,具有切割效率高、精度高、环保节能等显著优点[2]。
金刚石木工铣刀专用线切割机及数控系统的研究
赵行志 ， 竹 木复合 是高效利用竹材 的重要途径 ［］ 等． Ｊ． ［４ 王小青 ， １］
木材加工机械 ，０ ２ （ ）２ — ７ ２ ０ ，４ ：５ ２ ．
［ ５ 岳金方 ， １］ 左春丽 ， 字． 周 竹木复合材是 良好 的家具 和家装用材 ［ｊ人造板通讯 ，０ ４ （ ）１ — ８ Ｊ． ２ ０ ，５ ：７ １． 关 Ｊ’ ［６ 赵 仁杰 ． 于发 展 竹材 人造 板 工 业 的 思考 ［］ 林 产工 业 ， １］
近年来 ，由于地板行业 的迅速发展 ，特别 是俗称 “ 金刚板 ” 的强化木 地板迎合 了现代人快节 奏和轻松便 捷 的生活方 式 ，成 为 ２ 世 纪地 面装 饰材 料 的 “ ｌ 生力 军 ” 强化 木地板 的表层含三 氧化 二铝 ，表 面硬度极 。
进行加工才 能使 地板 的加工质 量得到保证 。目前 ， 国 我
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金 刚 石 木 工 铣 ． ７ ２专 用 线 切 割 机 及 数 控 系 统 的 研 究
权 喜 ， 金维洙 ， 腾玉彬
（ 东北林 业大学 ， 江 哈 尔滨 １０ ４ ） 黑龙 ５ ０ ０ 摘 要 ：介绍 了五轴金 刚石木 工铣 刀线切割机的加 工特 点 以及新增数控 分度 回转轴 的机 械结构和控制 系统 ，
学术大会 ． ０ ５ ６ ８ ２ ０ ：－ ． ［８ 杜春贵 ， １］ 赵仁杰 ， 浸渍纸贴面径 向竹木复合模板的研究 ［］ 等． Ｊ． 延边 大学农 学学报 ， ０ ，５ ４ ：５ — ５ ． ２ ３ ２ （ ）２ ４ ２ ８ ０ ［９ 郑丹 丹 ， １］ 刘玉环 ， 竹废料开发利用研究 ［］福 建林 业科技 ， 等． Ｊ．
２ ｏ ．２ ２ ：５ — ５ ． ｏ ５ ３ （ ）１ ３ １７
金刚线切片机讲解
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过滤装置压力：判断 过滤袋堵、热交 换器堵塞等 浆液循环
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切割液供应 -设置
切割液温度、喷嘴流 量设置
过滤压力范围设定
张力系统— 张力设定
导轮（主辊）直径：更 换导轮时输入
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张力系统
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张力系统— 热机
热机参数：一工艺要求 为准
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工艺要求使用线径选择： 60、65、80；
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因此，主辊中心距及切割线弓引起的线网附加 力及相应的进给力是金刚线切割机主切割单元 的关键设计参数。
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三、切割主辊参数研究
多线切割机主辊的主要参数
多线切割机中，主辊是其核心部件之一。金刚线多线切割机与砂 浆线多线切割机相比，最大的区别之一是主辊的设计不同。不同的主 辊参数，对金刚线的切割效率影响较大。影响金刚线切割质量和成本 的主要主辊参数有： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 主辊直径 （涂覆后主辊外径尺寸） 主辊中心距 （两个主辊间的中心距离） 主辊长度 （主辊总长度） 主辊数量 （确定装载晶棒的数量） 主辊质量 （主辊涂覆后的总重量） 涂层耐用度
因此主辊长度受限条件下，部分机型采用2根晶棒分层装载的方式来降低主 辊长度太长的风险。
文档标题
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四、切割线速度与加速度
线速度与加速度的研究
传统砂浆线切割大部分采用的是单向切 割，而金刚线切割普遍采用的是双向切割。金 刚线切割的线磨损小，双向切割充分提高了金 刚线的利用率。 传统砂浆线切割的线速度为12-15m/s，加 速度为2m/s² ；金刚线切割线速度为1825m/s，加速度为3-5m/s² ，金刚线切割大幅减 少了切割时间，提高了切割效率。
金刚线抗拉强度(Mpa) r 金刚线半径(mm) v 切割线速度(m/s) 金刚线单位体积重量(N/mm^3) A 金刚线截面积(mm^2)
4000 2000 0 0 5 10 切割线弓 /mm 15 20
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二、金刚线切割受力模型
I. 以主辊直径270mm，主辊长度640mm，中心 距470mm，槽距0.325mm，线网张力23N为 例，计算得单个主辊受力为42500N，线弓引 起的线网附加张力及相应进给力如右图。 线弓增大，线网附加张力呈非线性增加趋 势，10mm线弓对应线网附加张力约 6000N。 线弓增大，相应进给力呈线性增加趋势， 10mm线弓对应进给附加张力约9000N。 以主辊直径270mm，主辊长度640mm，槽 距0.325mm，线网张力23N，线弓10mm为 例，研究中心距对线网附加张力及进给力 的影响。 随着主辊中心距的变大，线弓引起的线网 附加张力及对应的切割力呈非线性减小趋 势，且线网附加张力减小速率更大。
Operation excellence
金刚线切割机主切割单元参数研究
顾建明 常州贝斯塔德机械科技有限公司
北京 金刚线切割产业化应用研讨会 2014年4月22日
金刚线切割机主切割单元参数研究
一、金刚线切割原理 二、多线切割受力模型分析 三、切割主辊参数研究（直径、长度、中心距 等） 四、切割线速度、加速度研究 五、BSMT金刚线切割机器介绍
型号 直径/mm 长度/mm 数量 中心距/mm 市场主流金刚线切割机主辊参数 A型 270 640 2 470 B型 210 620 2 400 C型 220 520 4 440 D型 200-210 320 3 325 型号 直径/mm 长度/mm 数量 中心距/mm 传统砂浆线切割机主辊参数 A型 300 520 4 660 B型 350 1040 2 660 C型 250 320 2 630 D型 330 880 2 560
长度520mm空心主辊的变形分析图
长度840mm实心主辊的变形分析图
长度1040mm实心主辊的变形分析图
主辊的变形除了跟长度关系很大外，还跟主辊的结构（空心或者实心）有很大关系。
文档标题
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三、切割主辊参数研究
主辊变形分析
下面对市场上一些常见的主辊进行了变形分析，长度从520mm~1040mm。 包括实心和空心的变形也进行了对比。
金刚线切割机未来发展过程中在主切削速度方面还有很多研究空 间。
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二、金刚线切割受力模型
金刚线多线切割机两主辊数量居 多，以两主辊机型A为例创建切割受力 模型，分析切割过程中线弓对线网附 加张力以及进给力的影响。 线网附加张力:
16000
总进给力:
14000 12000 10000 力 /N 8000 6000 总进给力F 线网附加张 力ΔT
主辊变形
60 变形量/um 40 20 0 11.5 14.6 15.2 21 44 43.6 48 48
系列1
主辊长度
通过分析可以看出，主辊越长，其变形量相对增大；实心的主辊比空心的主辊变形有 大幅降低。但实心主辊的大惯量对频繁加减速是个不利因素。轻量化、高刚度的主辊是未 来发展的趋势。
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三、切割主辊参数研究
不同机型的主辊中心距
700 600 主辊中心距 500 主辊直径 400 300 200 100 0 A型 B型 C型 D型 砂浆线切割机 金刚线切割机 400 350 300 250 200 150 100 50 0 A型 B型 C型 D型 砂浆线切割机 金刚线切割机
金刚线切割机主辊参数分析
与传统砂浆线切割相比，金刚线切割线速度及加速度均大幅提高，以增加金刚线的切 割能力，目前主流切割速度在18~25m/s范围，加速度在3~5m/s^2。高线速度、高加速度 及高进给速度下线网的运转稳定性是影响切割质量的关键因素，示意图中尺寸L，即金刚线 跨距对线网运转稳定性起着关键作用。
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切割单元主参数
线速度v，加速度a 进给速度f 切削力F，切削功率P 导轮直径D，导轮长度L0 导轮中心距L 导轮数量n
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Байду номын сангаас第3页
一、金刚线切割原理
金刚石作为刀具加工脆硬 材料的应用比较广泛，金刚 石砂轮磨削是典型的应用之 一。金刚线切割微观切削机 理与砂轮磨削类似。 磨粒在钢丝/砂轮工作表面上 是相对 均匀的随机分布 每一颗磨粒的形状和大小都是不规则 的
不同主辊中心距对TTV\线痕的影响
右图中可以看出，相同的工艺条件 下，主辊中心距越大，线痕、TTV越 大，成品率越低。
线痕/TTV
通过实验可知：缩小主辊中心距，是 改善金刚线切割质量的关键因素之 一。
300 415 主辊中心距 660
导轮中心距尺寸L越大，金刚线越长，线网 运转越不稳定，切割质量越差。
主辊直径变小的负面影响
1. 转速过高：线速度不变，直径变小，主辊转速就会变大，对动平衡要求高，速度过 快， 对主辊表面涂层寿命等都会带来负面影响； 2. 主辊变形大：主辊直径变小，对受力影响较大，主辊变形量变大，影响切割精度。 3. 主辊应力大：主辊受力不变，直径变小，会导致主辊的应力变大，主辊设计难度加大。 4. 潜在不确定因素：中心距缩小后在切割过程中钢丝扭转受限对切割效率的影响。
三、切割主辊参数研究
主辊质量的影响分析
主辊的质量直接影响到其惯量，主辊的惯量越大，对其驱动扭矩要求越大。不同材质的 主辊驱动扭矩差距较大。目前碳纤维是主辊筒体材质发展的一个趋势。 下面列举市场上常见几款机型主辊的参数，并对其 加减速时需求的扭矩进行对比分析。
A型 主辊筒体材料 钢 碳纤维 质量/kg 105.61 58.41 转动惯量/kgm^2 1.7142 0.7678 线加速度/m/s^2 4 4 导轮直径mm 300 300 线速度/m/s 20 20 需求扭矩/Nm 182.9 81.90 B型 钢 碳纤维 64.025 31.9 0.6773 0.2684 4 4 250 250 25 25 86.69 34.36 C型 钢 碳纤维 142.3 30.5 0.7546 0.2684 4 4 210 210 25 25 57.49 20.45
不同机型的主辊直径
通过对比不难发现：金刚线切割机的主辊设计更加紧凑，缩小中心距和减小主辊 直径，以缩短金刚线跨距，提高线网运转稳定性。
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三、切割主辊参数研究
金刚线切割主辊中心距实验分析
主辊中心距越小，切割的稳定性就越好，BSMT通过大量切割实验分析了 主辊中心距对切割质量的影响。通过对主辊中心距在300mm~660mm内的主辊 实际切割的硅晶片及蓝宝石片数据进行了统计分析。
有利于磨削热快速传出，减小磨削裂纹。
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一、金刚线切割原理
分析磨削原理，主要目的为金刚线切割机切割单元的2个主参数提 供参考：切割速度v和进给速度f。 普通砂轮磨削速度30-35m/s，高速磨削>45m/s 现有金刚线切割机线速度：
• • 蓝宝石切割：6-15m/s 硅片切割：12-25m/s
-
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三、切割主辊参数研究
主辊长度对轴承的影响
主辊越长，金刚线缠绕的圈数就相对越多，主辊受力越大。因此对轴承箱的要 求也越高。通过对300mm和600mm长度的主辊受力分析可以看出，轴承的空载静 态径向力变大近一倍，对轴承箱承载能力要求更高。 轴承座受力分析
120 轴承径向力Fr/KN 100 80 60 40 20 0 320 主辊长度/mm 620 系列1
主辊材质与驱动扭矩分析
200.0 180.0 160.0 140.0 驱动扭矩 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 A型 B型 C型 34.36 20.45 57.49 81.9086.69 钢导轮 碳纤维 182.9
经过对比可以明显看出碳纤维主辊质量轻、惯量小，加减速时驱动扭矩需求 较小，是未来金刚线切割主辊发展的必然趋势。
16000 14000 12000 力 /N 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 5 10 切割线弓 /mm 15 20 总进给 力F 线网附 加张力 ΔT
II.
16000 14000 12000 10000 力 /N 8000 6000 4000 2000 0 300 400 500 600 主辊中心距/mm 线网附加张 力ΔT 总进给力F
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