影響金剛石圓鋸片效率和壽命的因素有鋸齒加工參數和金剛石的粒度、濃度、粘合劑的硬度等。 根據切斷能量數有鋸齒線速度、鋸齒濃度和進刀速度。
一、鋸齒參數:
(1)鋸片線速度)在實際工作中,金剛石圓鋸片線速度受設備條件、鋸片質量和鋸片切割出石頭后第一次的性質限制。 從最佳鋸齒壽命和鋸齒效率來說,必須根據石材的性質選擇鋸齒線速度。 花崗巖鋸片的線速度可以在25m~35m/s的范圍內選擇。 對于石英含量高、難以切割鋸齒的花崗巖,最好取消鋸齒線速度的下限值。 生產花崗巖磚時,所用金剛石圓鋸片直徑小,線速度可達35m/s。
(2)鋸片切入深度)鋸片切入深度是有關金剛石磨損、有效鋸片切入、鋸片受力情況和鋸片切割石材性質的重要參數。 一般來說,金剛石圓鋸片線速度高時,必須選擇較小的切割深度。 在目前的技術中,鋸齒的切割深度可以在1mm~10mm之間選擇。 通常,用大直徑鋸齒切割花崗巖荒料時,鋸齒深度應控制在1mm~2mm之間,同時降低進刀速度。 金剛石圓鋸片線速度大時,加大切削深度。 但是,在鋸屑性能和刀具強度的允許范圍內,為了提高切削效率,必須采取盡可能大的切削濃度進行切削。 對加工表面有要求時,應采用小深度切削。
(3)進刀速度)進刀速度)也就是石材的鋸齒進給速度。 其大小影響鋸齒的切割率、鋸齒的受力以及鋸齒切割區的散熱情況。 其可取值必須根據用鋸齒切割的石材的性質進行選擇。 一般來說,用鋸齒切割大理石這樣柔軟的石材,可以適當提高進刀速度,進刀速度過低有利于提高鋸齒的切割率。 細粒結構比較均勻的花崗巖,可以適當提高進刀速度。 如果進刀速度過低,金剛石的刀刃容易變平。 但是,將粗粒結構軟硬不均勻的花崗巖切割成鋸齒時,必須降低進刀速度。 否則,鋸片的振動會導致金剛石開裂,導致鋸片的切割率下降。 花崗巖的鋸齒進入速度通常在9m~12m/min的范圍內選定。
二、其他影響因素:
(1)金剛石粒度)常用金剛石的粒度在30/35~60/80的范圍內。 巖石越硬,選擇越細的粒度越好。 因為在同樣的壓力條件下,鉆石越細越鋒利,越有利于嵌入堅硬的巖石。 另外,一般來說,大直徑的鋸齒要求鋸齒的切斷效率高,更粗的粒度,例如30/40、40/50; 直徑小的鋸齒鋸齒效率低,要求巖石鋸齒截面平滑,宜選擇細粒度,如50/60、60/80。(2)刀尖濃度)金剛石濃度是指金剛石在作業層胎體中分布的密度)即單位面積中所含的金剛石的重量)。 根據《規范》,一立方厘米的工作胎體含有4.4克拉的鉆石時,其濃度為100%,含有3.3克拉的鉆石時,其濃度為75%。 體積濃度表示金剛石在塊中所占體積的多寡,規定金剛石體積占總體積的1/4時的濃度為100%。 提高金剛石濃度有望延長鋸齒的壽命。 這是因為,如果提高濃度,每粒金剛石的平均切削力將減少。 但是,增加深度必然會增加鋸齒的成本,因此存在最經濟的濃度,其濃度隨著切割率的提高而增大。
(3)芯片粘合劑的硬度)一般來說,粘合劑的硬度越高,磨損越強。 因此,在切斷鋸齒研磨性大巖石時,粘合劑的硬度越高越好; 切割鋸齒材質柔軟的巖石時,粘合劑的硬度必須低; 切割鋸齒研磨性大、硬的巖石時,粘合劑的硬度必須適中。
(4)力效應、溫度效應和磨削破損)金剛石圓鋸片在切割石材的過程中受到離心力、鋸片切割力、鋸片切割熱等交變載荷的作用。 由于力效應和溫度效應引起了金剛石圓鋸片的磨損損傷。
力效應(鋸片切割過程中,鋸片必須受到軸力和切向力的作用。 由于力沿圓周方向和半徑方向作用,鋸齒沿軸向呈波狀,沿半徑方向呈盤狀。 這兩種變形都是巖石切面不平,石材浪費多,鋸片切割時噪音大,振動劇烈,金剛石結塊提前破損,降低鋸片壽命。
溫度效應)傳統理論認為溫度對鋸齒過程的影響主要表現在兩個方面。 一個是導致塊里的鉆石石墨化。 二是金剛石顆粒因金剛石和胎體的熱聚集力而提前脫落。 新的研究表明,切割過程中產生的熱量主要通過結塊傳導。 電弧區的溫度不高,一般在40~120之間。 磨粒磨削點的溫度在250到700之間很高。 冷卻液只是降低電弧區的平均溫度,對磨粒溫度的影響很小。 如果石墨在這樣的溫度下不碳化,磨粒和工件的摩擦性能就會發生變化,在金剛石和添加劑之間產生熱應力,從根本上彎曲了金剛石的破壞機理。 研究表明,溫度效應是損壞鋸齒的最大影響因素。
磨損破損:由于力效應和溫度相對應,鋸齒經常隨著時間的推移發生磨損破損。 磨削破損的形式主要如下。 磨料磨損,局部破碎,大面積破碎,脫落,粘合劑沿鋸齒速度方向的機械損傷。 磨料磨損:金剛石顆粒與型材不斷摩擦,邊緣鈍化成平面,失去切削性能,增大摩擦。 鋸片的切割熱量會在金剛石顆粒表面出現石墨化薄層,大大降低硬度,加劇磨損。 金剛石顆粒表面在受到交變熱應力的同時,受到交變切削應力時,出現疲勞裂紋并局部破碎,出現銳利的新邊緣,是理想的磨損形態; 大面積破碎:金剛石顆粒在切入時受到沖擊載荷,比較突出的顆粒和晶粒過早消耗; 脫落:由于交變切削力,金剛石粒子在粘合劑中不斷擺動產生松動。 同時,鋸片切割過程中粘合劑自身的磨損和鋸片切割熱量會軟化粘合劑。 這會降低粘合劑的夾持力,當粒子受到的切削力大于夾持力時,金剛石粒子就會脫落。 所有的磨損都與金剛石粒子所受的載荷和溫度密切相關。 兩者都取決于切削技術和冷卻潤滑條件。
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