文档介绍：金刚石锯片节块表面金刚石分布与单颗金刚石切削厚度的计算
1 引言金刚石圆锯片是广泛应用于石材加工的高效切割***。但目前对金刚石锯片加工石材的锯切机理的研究尚不够深入,金刚石圆锯片的制造质量也有待进一步提高。为了更好地研究金刚石圆锯片的切割机理,本文通过理论推导,得出了金刚石颗粒在锯片节块表面(工作面)上的分布模型;分析了切割过程中磨粒的运动轨迹,求出了单粒金刚石每转的切削厚度,并讨论了单颗金刚石切削厚度与锯切参数及节块结构之间的关系。本文结论对研究金刚石锯片的锯切机理提供了理论基础,同时可为金刚石锯片节块参数的设计提供参考。 2 金刚石在节块工作面上的分布金刚石圆锯片节块由金刚石颗粒和胎体材料组成。金刚石颗粒的功用是切削碎岩,胎体材料则起包镶和支撑金刚石的作用。金刚石颗粒在节块中基本呈均匀分布状态,在工作面上则表现为金刚石出刃高度的不同。在胎体磨损过程中,金刚石颗粒的出刃高度由零加大到某一临界值后,金刚石被剪断、剥蚀而失效,同时新的金刚石出露。假设金刚石颗粒呈直径为d的球形,则1cm3节块内的金刚石颗粒数为
N=
1500c
pd3
式中:c——金刚石浓度(400%制) d——金刚石颗粒平均直径(mm) 由于金刚石颗粒在节块中呈均匀分布,因此某一体积内的金刚石颗粒数与其体积成正比。设金刚石的出刃系数为k(即金刚石出刃高度达到k×d时则脱落),则1cm2工作面上出刃的金刚石颗粒数Ne相当于体积为(1cm2×kd)的胎体中所含的金刚石颗粒数,即
Ne=
kd
N=
kd
1500c
=
1500ck
10
10
pd3
pd2
(1)
表 1cm2节块工作面上出刃的金刚石颗粒数
浓度
60%
80%
100%
120%
粒度
计算值
统计值
计算值
统计值
计算值
统计值
计算值
统计值
35/40
26
34
43
51
40/45
38
38
51
63
76
50/60
65
87
109
131
由式(1)可知,出刃的金刚石颗粒数与节块的金刚石浓度和出刃系数成正比,而与所用金刚石颗粒直径的平方成反比。右表为在不同金刚石粒度和金刚石浓度下1cm2金刚石圆锯片节块工作面上出刃的金刚石颗粒数。由表数据可知,根据式(1)得到的计算结
果与实际结果(表中的统计值)相当吻合。根据式(1)可求得单位长度胎体上出刃的金刚石颗粒数Nl,从而可求出一条切削线上相邻两颗出刃的金刚石之间的距离Ld,即
Ld=
10
=
10
=
pd
Nl
(Ne)½
(150ckp)½
(2)
由式(2)可知,相邻两颗出刃的金刚石之间的距离Ld与锯片采用的金刚石粒度(d)成正比,与金刚石浓度c及金刚石出刃系数k的平方根成反比。 3 单颗金刚石切削厚度的计算金刚石圆锯片工作时,锯片上的节块围绕由电机带动的主轴作转速为n的转动,同时又作速度为v的水平给进运动,即节块的运动方式为转动与平动的合成运动。设锯片直径为D,锯片转动角速度为w,锯床给进速度为v;在一次给进过程中,以开始切削时转轴轴心所在位置为原点,水平方向为X轴,竖直向下为Y轴