薄鋸片高速鋸切花崗石過(guò)程中的力和能量特征.pdf

1、隨著石材生產(chǎn)量和貿(mào)易額的迅猛增長(zhǎng)，有關(guān)石材資源浪費(fèi)的問(wèn)題越來(lái)越引起廣泛的關(guān)注，尤其是對(duì)于高檔花崗石來(lái)說(shuō)，更是如此。金剛石圓鋸片鋸切是花崗石板材最常用的加工方法。常規(guī)的圓鋸片，厚度較大，嚴(yán)重影響了板材的出材率，造成了資源浪費(fèi)，加重了環(huán)境的污染，而且能耗相對(duì)較高。因此，減薄鋸片的厚度成為金剛石圓鋸片主要發(fā)展趨勢(shì)之一。但是對(duì)于薄鋸片的鋸切，又存在一系列的問(wèn)題，最主要的問(wèn)題就是鋸片剛度的下降，在鋸切力的作用下，鋸片基體存在不同的應(yīng)力區(qū)，使鋸片變

2、形嚴(yán)重，振動(dòng)加劇，降低了鋸片的壽命以及產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)增加了加工過(guò)程中的噪聲。針對(duì)這樣的問(wèn)題，提高鋸片的轉(zhuǎn)速被提出來(lái)，已有研究發(fā)現(xiàn)，提高鋸片的轉(zhuǎn)速可以提高鋸片的動(dòng)態(tài)剛度，軸向剛度和臨界載荷。 常規(guī)的花崗石板材鋸切中，鋸片線速度一般在30m/s左右，本論文嘗試用2mm厚的鋸片把線速度提高到50m/s～80m/s 來(lái)鋸切花崗石，通過(guò)測(cè)量鋸切花崗石加工過(guò)程中功率的消耗以及鋸片承受的水平力和垂直力，并通過(guò)計(jì)算獲得鋸切比能(即去除單位體積

3、的花崗石所消耗的能量)、單顆金剛石磨粒所承受的切向力和法向力、以及它們與鋸切過(guò)程參量(如最進(jìn)給速度，鋸切深度、大切削厚度等)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等，初步建立數(shù)學(xué)物理模型，從而為定量描述花崗石的高速鋸切過(guò)程、金剛石節(jié)塊的制造以及鋸切機(jī)械的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)。另外，本論文通過(guò)對(duì)鋸片節(jié)塊高速磨損過(guò)程中的表面形貌跟蹤實(shí)驗(yàn)，來(lái)研究高速鋸切過(guò)程中鋸切力和鋸片節(jié)塊表面形貌的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)： (1)隨著鋸片圓周線速度的提高，鋸切深度對(duì)鋸

4、切力的影響程度增大。在高速鋸切過(guò)程中，更應(yīng)該采用小切深大進(jìn)給速度的鋸切工藝，另外，隨著鋸片線速度的提高，鋸切力和力比降低，使鋸切過(guò)程更容易。 (2)鋸片線速度提高后，鋸切深度與進(jìn)給速度對(duì)鋸切能量的影響規(guī)律和程度都基本上沒有什么變化，但是卻導(dǎo)致鋸切能量的提高；對(duì)于同樣的材料去除率和最大切屑厚度，鋸切線速度的提高，導(dǎo)致的比能消耗都有所提高，尤其是在小去除率和小的切屑厚度時(shí)，比能增加的程度更大。 (3)高速鋸切花崗石過(guò)程中，消耗在