薄鋸片高速鋸切花崗石過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，有關(guān)石材資源浪費(fèi)的問題越來越引起廣泛的關(guān)注，尤其是對于高檔花崗石來說，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)展趨勢之一。但是對于薄鋸片的鋸切，又存在一系列的問題，最主要的問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)增加了加工過程中的噪聲。針對這樣的問題，提高鋸片的轉(zhuǎn)速被提出來，已有研究發(fā)現(xiàn)，提高鋸片的轉(zhuǎn)速可以提高鋸片的動態(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 來鋸切花崗石，通過測量鋸切花崗石加工過程中功率的消耗以及鋸片承受的水平力和垂直力，并通過計(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、以及它們與鋸切過程參量(如最進(jìn)給速度，鋸切深度、大切削厚度等)的對應(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，本論文通過對鋸片節(jié)塊高速磨損過程中的表面形貌跟蹤實(shí)驗(yàn)，來研究高速鋸切過程中鋸切力和鋸片節(jié)塊表面形貌的對應(yīng)關(guān)系。 通過研究發(fā)現(xiàn)： (1)隨著鋸片圓周線速度的提高，鋸切深度對鋸

4、切力的影響程度增大。在高速鋸切過程中，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，使鋸切過程更容易。 (2)鋸片線速度提高后，鋸切深度與進(jìn)給速度對鋸切能量的影響規(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)高速鋸切花崗石過程中，消耗在