申請號：201710014068.9
　　申請人：中國地質大學(武漢)
　　發明人：李波 范勇 張萌 徐凱 丁騰飛 楊洋

　　摘要： 本發明涉及一種金剛石圓鋸片設計及鋸切工藝參數的制定方法，先運用模態實驗來驗證模態仿真分析方法的可靠性；選擇不同型號的金剛石圓鋸片以其直徑和厚度為自變量進行約束模態分析，得到金剛石圓鋸片前6階共振頻率與直徑和厚度的函數關系；由所加工材料的大小和硬度，確定金剛石圓鋸片的直徑、線切削速度，加工轉速，及各階共振頻率與其直徑和厚度的關系，并獲得加工時產生的激振頻率與金剛石圓鋸片的轉速和齒數的關系，最后以避免共振和工作轉速小于臨界轉速為條件，制定合適的金剛石圓鋸片的厚度和齒數，建立金剛石圓鋸片的設計和鋸切工藝參數的約束模型。本方法通用性強，適用于各種金剛石圓鋸片的設計及鋸切工藝參數的優化。

　　主權利要求：1.一種金剛石圓鋸片設計及鋸切工藝參數的制定方法，先運用模態實驗來驗證模態仿真分析方法的可靠性，采用以一片普通的金剛石圓鋸片為試件進行模態實驗，對其進行約束模態實驗，并進一步對模態實驗數據進行分析，得到試件的模態頻率；運用三維建模軟件對該試件進行三維實體建模，然后導入到模態分析軟件中，附加對應的材料屬性，設置與模態實驗相同的約束條件，然后進行模態仿真分析，得到仿真結構的模態頻率；對模態實驗和模態仿真兩種方法得到的前7階模態頻率的結果進行誤差分析，若兩種模態分析結果的誤差在10％以內，則驗證模態實驗和模態仿真的結果是正確可靠的；其特征在于，再按如下步驟操作：步驟一、選擇不同型號金剛石圓鋸片進行約束模態分析，以其直徑和厚度為自變量，通過數據分析，得到金剛石圓鋸片的前6階共振頻率與其直徑和厚度的函數關系：①、根據金剛石圓鋸片的國內標準GB11270-1989和國外標準ISO-6105-1988，均勻選取N種不同規格尺寸和厚度的金剛石圓鋸片，運用三維建模軟件建立所選取的金剛石圓鋸片的模型，分別進行約束模態仿真分析，得到所述N種型號的金剛石圓鋸片的模態頻率；②、取前6階模態頻率，即前6階共振頻率，運用自定義的函數形式進行擬合，得到金剛石圓鋸片的各階共振頻率與金剛石圓鋸片的直徑和厚度的函數關系；步驟二、提出金剛石圓鋸片設計及鋸切工藝參數的約束模型：i、根據所加工材料的大小和硬度，確定金剛石圓鋸片的直徑和線切削速度，進而得出金剛石圓鋸片的加工轉速；ii、提出金剛石圓鋸片工作時激振頻率、轉速和齒數的函數關系；得出金剛石圓鋸片的臨界轉速頻率與其厚度的關系；iii、以避免共振為條件，聯合上述得出的關系式，提出金剛石圓鋸片及鋸切工藝參數的約束模型；iv、根據約束模型，制定合適的金剛石圓鋸片的厚度、齒數以及加工轉速。
　　2.根據權利要求1所述的金剛石圓鋸片設計及鋸切工藝參數的制定方法，其特征在于：步驟一中所述的金剛石圓鋸片的前6階模態頻率與其直徑和厚度的函數關系如下：金剛石圓鋸片第1階(1,0)模態頻率與其直徑和厚度的函數關系表達式f1(D,H)＝－64.52+88.5×D－0.85+4.178×103×H金剛石圓鋸片第2階(0,1)模態頻率與其直徑和厚度的函數關系表達式f2(D,H)＝－60+84.91×D－0.85+4×103×H金剛石圓鋸片第3階(0,2)模態頻率與其直徑和厚度的函數關系表達式f3(D,H)＝－70.23+98.24×D－0.85+4.732×103×H金剛石圓鋸片第4階(0,3)模態頻率與其直徑和厚度的函數關系表達式f4(D,H)＝－98.8+139.4×D－0.85+6.635×103×H金剛石圓鋸片第5階(0,4)模態頻率與其直徑和厚度的函數關系表達式f5(D,H)＝－148.3+211.9×D－0.85+9.9×103×H金剛石圓鋸片第6階(0,5)模態頻率與其直徑和厚度的函數關系表達式f6(D,H)＝－218.1+312.7×D－0.85+14.54×103×H其中：D為金剛石圓鋸片的直徑，H為金剛石圓鋸片的厚度。
　　3.根據權利要求1所述的金剛石圓鋸片設計及鋸切工藝參數的制定方法，其特征在于：步驟二中所述的金剛石圓鋸片的設計及鋸切工藝參數的約束模型為： 其中：n為金剛石圓鋸片的加工轉速，n0為金剛石圓鋸片的臨界轉速，m為金剛石圓鋸片的齒數，v為切削線速度，f0為共振頻率，f為激振頻率。