金剛石圓鋸片效率分析

金剛石圓鋸片效率分析一、鋸切參數(shù)

（1）鋸片線速度：在實(shí)際工作中，金剛石圓鋸片的線速度受到設(shè)備條件、鋸片質(zhì)量和被鋸切石才性質(zhì)的限制。從最佳鋸片使用壽命與鋸切效率來說，應(yīng)依據(jù)不同石材的性質(zhì)選擇鋸片的線速度。鋸切花崗石時(shí)，鋸片線速度可在25m～35m/s范圍內(nèi)選定。對于石英含量高而難于鋸切的花崗石，鋸片線速度取下限值為宜。在生產(chǎn)花崗石面磚時(shí)，使用的金剛石圓鋸片直徑較小，線速度可以達(dá)到35m/s。

（2）鋸切深度：鋸切深度是涉及金剛石磨耗、有效鋸切、鋸片受力狀況和被鋸切石材性質(zhì)的重要參數(shù)。一般來講，當(dāng)金剛石圓鋸片的線速度較高時(shí)，應(yīng)選取小的切消深度，從目前技術(shù)來說，鋸切金剛石的深度可在1mm～10mm之間選擇。通常用大直徑鋸片鋸切花崗石荒料時(shí)，鋸切深度可掌握在1mm～2mm之間，與此同時(shí)應(yīng)降低進(jìn)刀速度。當(dāng)金剛石圓鋸片的線速度較大時(shí)，應(yīng)選取大的切削深度。但當(dāng)在鋸機(jī)性能和刀具強(qiáng)度許可范圍內(nèi)，應(yīng)盡量取較大的切削濃度進(jìn)行切削，以提高切削效率。當(dāng)對加工表面有要求時(shí)，則應(yīng)采納小深度切削。

（3）進(jìn)刀速度：進(jìn)刀速度即被鋸切石材的進(jìn)給速度。它的大小影響鋸切率、鋸片受力以及鋸切區(qū)的散熱忱況。它的取值應(yīng)依據(jù)被鋸切石材的性質(zhì)來選定。一般來講，鋸切較軟的石材，如大理石，可適當(dāng)提高進(jìn)刀速度，若進(jìn)刀速度過低，更有利于提高鋸切率。鋸切細(xì)粒結(jié)構(gòu)的、比較均質(zhì)的花崗石，可適當(dāng)提高進(jìn)刀速度，若進(jìn)刀速度過低，金剛石刃簡單被磨平。但鋸切粗粒結(jié)構(gòu)而軟硬不均的花崗石時(shí)，應(yīng)降低進(jìn)刀速度，否則會引起鋸片振動導(dǎo)致金剛石碎裂而降低鋸切率。鋸切花崗石的進(jìn)刀速度一般在9m～12m/min范圍內(nèi)選定。

二、其他影響因素

（1）金剛石粒度：常用的金剛石粒度在30/35～60/80范圍內(nèi)。巖石愈堅(jiān)硬，宜選取用較細(xì)的粒度。由于在同等壓力條件下，金剛石愈細(xì)愈銳利，有利于切入堅(jiān)硬的巖石。另外，一般大直徑的鋸片要求鋸切效率高，宜選取用較粗的粒度，如30/40，40/50；小直徑的鋸片鋸切的效率低，要求巖石鋸切截面光滑，宜選用較細(xì)的粒度，如50/60，60/80。

（2）刀頭濃度：所謂金剛石濃度，是指金剛石在工作層胎體中分布的密度（即單位面積內(nèi)所含金剛石的重量）。規(guī)范規(guī)定，每立方厘米工作胎體中含4.4克拉的金剛石時(shí)，其濃度為100%，含3.3克拉的金剛石時(shí)，其濃度為75%。體積濃度表示結(jié)塊中金剛石所占體積的多少，并規(guī)定，當(dāng)金剛石的體積占總體積的1/4時(shí)的濃度為100%。增大金剛石濃度可望延長鋸片的壽命，由于增加濃度即減小了每粒金剛石所受的平均切削力。但增加深度必定增加鋸片的成本，因而存在一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的濃度，且該濃度隨鋮切率增大而增大。

（3）刀頭結(jié)合劑的硬度：一般來說，結(jié)合劑的硬度越高，其抗磨損力量越強(qiáng)。因而，當(dāng)鋸切研磨性大的巖石時(shí)，結(jié)合劑硬度宜高；當(dāng)鋸切材質(zhì)軟的巖石時(shí)，結(jié)合劑硬度宜低；當(dāng)鋸切研磨性大且硬的巖石時(shí)，結(jié)合劑硬度宜適中。

（4）力效應(yīng)、溫度效應(yīng)及磨破損：金剛石圓鋸片在切割石材的過程中，會受到離心力、鋸切力、鋸切熱等交變載荷的作用。

由于力效應(yīng)和溫度效應(yīng)而引起金剛石圓鋸片的磨破捐損。

力效應(yīng)：在鋸切過程中，鋸片要受到軸向力和切向力的作用。由于在圓周方向和徑向存在力的作用，使得鋸片在軸向呈波浪狀，在徑向呈碟狀。這兩種變形都會造成巖石切面不平直、石材鋪張多、鋸切時(shí)噪音大、振動加劇，造成金剛石結(jié)塊早期破損、鋸片壽命降低。

溫度效應(yīng)：傳統(tǒng)理論認(rèn)為：溫度對鋸片過程的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是導(dǎo)致結(jié)塊中的金剛石石墨化；二是造成金剛石與胎體的熱奕力而導(dǎo)致金剛石顆粒過早脫落。新討論表明：切割過程中產(chǎn)生的熱量主要傳入結(jié)塊。弧區(qū)溫度不高，一般在40～120℃之間。而磨粒磨削點(diǎn)溫度卻較高，一般在250～700℃之間。而冷卻液只降低弧區(qū)的平均溫度，對磨粒溫度卻影響較小。這樣的溫度不致使石墨炭化，卻會使磨粒與工件之間摩擦性能發(fā)生變化，并使金剛石與添加劑之間發(fā)生熱應(yīng)力，而導(dǎo)致金剛石失效機(jī)理發(fā)生根本性彎化。討論表明，溫度效應(yīng)是使鋸片破損的最大影響因素。

磨破損：由于力效應(yīng)和溫度較應(yīng)，鋸片經(jīng)過一段時(shí)間的使用往往會產(chǎn)生磨破損。磨破損的形式主要有以下幾種：磨料磨損、局部破裂、大面積破裂、脫落、結(jié)合劑沿鋸切速度方向的機(jī)械擦傷。磨料磨損：金剛石顆粒與式件不斷摩擦，棱邊鈍化成平面，失去切削性能，增大摩擦。鋸切熱會使金剛石顆粒表面消失石墨化薄層，硬度大大降低，加劇磨損：金剛石顆粒表面承受交變的熱應(yīng)力，同時(shí)還承受交變的切削應(yīng)力，就會消失疲憊裂紋而局部破裂，顯露出鋒利的新棱邊，是較為抱負(fù)的磨損形態(tài)；大面積破裂：金剛石顆粒在切入切出時(shí)承受沖擊載荷，比較突出的顆粒和晶粒過早消耗掉；脫落：交變的切削力使金剛石顆粒在結(jié)合劑中不斷的被晃動而產(chǎn)生松動。同時(shí)，鋸切過程中的結(jié)