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| 硅碳棒多線線鋸工藝過程受力分析與建模 |
建立了固結金剛石顆粒多線線鋸硅碳棒的力學模型。它通過切向和法向鋸切力的計算、矢量合成以及近似半圓(一二//2一二//2)積分，從理論上證明了硅碳棒多線線鋸過程與關鍵工藝參數之間的關系。參考國外同類多線線鋸設備的技術參數，根據自主開發JKEDM-500超薄金剛線硅片切割機實際特點，確定了硅碳棒多線線鋸關鍵工藝參數(鋼線張力二、鋼線走線速度Y和硅碳棒進給速度z)的取值范圍。同時，為了減少試驗次數，采用田口試驗法設計正交試驗方案，得到25組硅碳棒多線線鋸綠色工藝評價值與關鍵工藝參數之間的試驗結果，然后對綠色工藝評價值進行排序，得到綠色工藝評價最好的方案。為了在關鍵工藝參數連續取值范圍內得到“綠色度”最好的評價值及其對應工藝參數，采用Box-Behnken Design優化方案，共17組關鍵工藝參數組合進行多線線鋸工藝過程試驗，17組試驗結果的數據為離散型，在此基礎上進行三元非線性方程擬合，采用Design-Expert 12中RSM優化方法求解硅碳棒多線線鋸綠色工藝評價最優解。結果表明:當鋼線張力為27.844 N、鋼線走線速度為1059.388 m/min、硅碳棒進給速度為1.086 mm/min時，采用該關鍵工藝參數組合的硅碳棒多線線鋸綠色工藝最好，其評價值為0.8312。
論文以作者課題組開發出的國產化硅碳棒多線線鋸設備JKEDM-500及其線鋸工藝為研究基礎，為了突破國外在脆硬材料切割工藝上的技術壟斷和綠色壁壘，研究的重點在于對硅碳棒多線線鋸工藝進行了綠色評價和對工藝參數進行了基于綠色制造決策目標的優化。全文以硅碳棒多線線鋸工藝過程為研究對象，通過對硅碳棒多線線鋸工藝流程和綠色制造目標屬性的分析，確定了硅碳棒多線線鋸綠色工藝評價體系包含的內容及綠色工藝評價指標與其計量方法，建立了硅碳棒多線線鋸綠色工藝評價矩陣，并對其采用數據標準化處理。選擇評價方法時，分別采用基于層次分析法和模糊綜合評判法相結合、基于嫡值法和理想點法相結合的綜合評價方法對硅碳棒多線線鋸工藝進行了綜合評價，獲得一組硅碳棒多線線鋸綠色工藝評價值及與他們相對應的關鍵工藝參數組合。同時，通過對硅碳棒多線線鋸工藝過程進行受力分析與建模，從理論上證明了在線鋸設備和金剛石線等工藝要素相同的情況下，影響多線線鋸過程及評價值的主要是因為是關鍵加工工藝參數。為了得到最大綠色工藝評價值及對應的綠色工藝參數，論文采用通過Box-Behnken Design優化試驗得到17組離散數據，然后通過響應曲面法擬合多元非線性方法，并在關鍵工藝參數連續取值范圍內求解硅碳棒多線線鋸最大綠色工藝評價值及對應的最合理綠色工藝參數組合。www.staciesmadness.com |
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