石材工艺学笫五章石材的加工工具与使用技术.ppt
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1、笫5章,石材的加工工具与使用技术,5.1 金刚石工具的结构类型与技术性能,5.2 金刚石工具的冷却润滑技术,5.3 金刚石圆锯片的选用原则,5.4 磨料与磨具,5.5 磨具的选用,5.1 金刚石工具的结构类型与技术性能 一.人造金刚石的品种与用途,20/25,基本粒为710m;25/30,基本粒为600m。而30/35,基本粒为500m;35/40,基本粒为425m, 40/50,425/355m;50/60,300/250;60/70;250/212;70/80,212/180;80/100,180/150,二.金刚石颗粒性质,我国的金刚石抗压强度是指单粒金刚石在静压作用下,破碎时的负荷值,
2、以N表示。一般而言,RVD系列金刚石强度为2kgf左右,MBD系列金刚石强度为2.416.2kgf,SMD系列金刚石强度为1093.8kgf,DMD系列金刚石强度为34.5109.8kgf。,国际上主要生产大国如美国、南非、日本等都采用冲击强度(冲击韧性TI、热冲击韧性TTI)检测来评判金刚石强度。,等积体是指长轴与短轴之比不大于1.51,金刚石颗粒的性质包括粒度、形貌、包裹体、冲击强度、抗压强度、热稳定性等 ,这些性质决定了金刚石工具最终的使用性能。,SMD系列人造金刚石的抗压强度 单位:kg/mm2,MBD人造金刚石,RVD人造金刚石,金刚石晶型不规则,自锐性好,表面粗糙,与树脂结合剂粘接
3、牢固。,MBD 金刚石晶型较不规则,透明度较好,热稳定性较好,抗冲击性较好,适用于金属结合剂制品,具有耐磨性好、杂质含量低、强度高、使用寿命长等特点,适用于金刚石锯切片、金刚石地质钻头、金刚石电镀工具等。,RVG金刚石,RVG(美国GE)金刚石是根据树脂结合剂的应用特点专业制造的金刚石产品,经过多次磨削实验,是综合考虑成本,效率,寿命的最佳选择,浅绿色,多晶体,不规则形状,极好的自锐性。完美的兼顾了磨削效率和使用寿命。,晶体形状为规则、完整的六-八面体,纯净度高,有很高的强度、韧性和很好的热稳定性,抗冲击能力强,是中等品级含较高比例完整晶形的金刚石,杂质少等特点 。 用途: 适用于制造锯切硬质
4、石材的工具,如:绳锯、带锯、组锯、大锯片等。,SMD单晶系列,单晶特征:体很完整、单颗粒抗压强度很高、韧性好、晶粒粗大用途:用以制作修整工具及其它单颗粒修整工具粒度.,HXM-DMD人造金刚石,SCD 颗粒形状多为等积形,晶体表面不规则,具有一定的脆性. 适用于加工钢和硬质合金专用磨粒,SCD01,三.金刚石工具的结构类型 1. 金刚石圆锯片 (1)金刚石圆锯片的槽型与结构形式,无水槽圆锯片,基体不带水槽,外缘节块为连续金刚石层刃口,直径较小,一般为100300mm,锯切时锯缝窄,光泽度好,通常为修边和切边用。 窄水槽圆锯片,其基体带窄水槽,直径一般为200mm800mm,通常用来切边和切小规
5、格板材用,特别适合切削花岗岩和大理石毛光板。 宽水槽圆锯片,锯切速度高,基体带宽水槽,排屑、冷却效果好,基体使用寿命长。,(2)金刚石圆锯片的存放、安装检测,锯片平面与工作台面相互垂直; 检查主轴的径向摆动度、砝兰盘和砝兰盘组的端面摆动、锯片的端面摆动与锯片的平行度,其工差应小于对应的规定值。,平放或挂在专用轴上,(3)预应力处理:张力处理,锯切过程中锯片受周向压应力产生变形后呈“裙边”状,对锯片切割质量和使用寿命影响最大,锯片在使用前先使锯片基体内部形成一分布适当的张应力(适张度),力图使该应力能抵消锯切过程产生的压压力,以提高锯片轴向刚性和稳定性,抑制锯片的变形。,上产生了相互压紧力,外环
6、受推挤力,它将抵消或大部分抵消锯切时产生的环向压压力;内环受压缩力,它可抑制提高锯片转速后所产生的内孔拉伸力破坏;滚压区则受到外环和内环的反作用。,处理方法: 在锯片上某一区域进行滚压,使该区域材料发生塑性变形,滚压区域外材料发生弹性变形。停止滚压后,滚压区内的变形不可恢复,滚压区域外材料力图恢复至变形前位置,于是两层材料的分界面, 张力处理力学模型:在锯片上某一环形区滚压,使该区域塑性变形 根据弹塑性理论,可推导出外环的应力分布为: 式中: r滚压区(中环)外缘半径;mm b一锯片外缘半径 ; mm q一单位滚压力; Ncm2 r径向应力 ; Ncm2 周向应力。, 张力处理机原理 锯片变形
7、的微机自动检测系统原理,锯片装在带有轴承的轴上,由自动调节加压系统加压,使之达到所需的单位压力q,再由驱动系统中的驱动辊带动锯片旋动,锯片带动加压辊转动,完成一周的张力滚压运动.,检测张力处理前的应变的性质与分布,就可以根据弹塑性理论求出应力的性质与分布,2.金刚石锯条,(1)结构与规格,由长2-4m,宽15-20cm的钢带与焊在上面的金刚石刀头组成;刀头一般不等距排列 (消除锯条与刀头的共振).幻灯片 21,钢带:65Mn 或 70Mn,(2)安装与检测,安装前的准备:计算间隔板厚度,检查其平行度,检查锯条两端的拉紧装置等,锯条张紧:确定张紧力,先初步张紧,待全部锯条安装完后再进行最后张紧,
8、安装:先安装好中间一根锯条,再两边依次安装其他锯条,锯条安装误差的检测:检测锯条的水平度与垂直度,(3)使用技术与工艺参数,下锯速度:花岗石3-4cm/h,软、中硬大理石8-12cm/h,开始的下锯速度为正常的三分之一到二分之一,冷却水适量,最好为软、中性水,3.金刚石铣磨工具,(1)类型与结构,(2)用途,由基体和金刚石节块组成 分类:平面加工 异型加工 碟型铣磨盘 辊式铣磨滚筒 圆盘式,平面加工 异型加工,企业网站:泉州众志金刚石工具公司http:/www.zhongzhi.biz/about.html,三.钢砂与锯条,锯条类型与规格:,孔洞型锯条,钢砂:粒径、硬度、韧性和耐磨性,普通平板
9、式钢带锯条 沟纹型锯条:厚度3.5-5mm,宽度90-120mm,长度3500-4500mm,沟纹深度0.2mm,宽度14-16mm,沟纹间距140-150mm,5.2 金刚石工具的冷却润滑技术,一.冷却润滑剂的作用机理,1.冷却:降低界面温度 ,防止金刚石高温氧化,2.排屑:高分子絮凝剂快速聚结石粉颗粒沉降,防止二次磨损,3.润滑:减少基体、刀头与石材的摩擦,冷却润滑剂的组成:阴离子表面活性剂(大多为,高分子絮凝剂,脂肪酸钠RCOONa) 矿物油,使用润滑冷却液可以提高锯片刀头的寿命和效率达到30%以上 。,二. 使用条件,1.有循环水系统及沉淀池,2.要求研磨机有独立的供排水系统,3.水压
10、应大于2MPa,4.石材越硬,晶粒越大和石英含量越高,冷却润滑液的作用效果越差。,5.3 金刚石圆锯片的选用原则,1. 锯片功能适应加工石材的性能,金刚石刀头的性能应当与所锯切石材的物理、力学性能相适应。,影响金刚石圆锯片寿命与效率因素,锯切参数、金刚石浓度与粒度、胎体(结合剂),胎体功能主要有两个:一是“包镶”切削元件,二是与切削元件“匹配”磨损。,2. 几何尺寸因素:,根据切割材料的规格和质量要求选定圆锯片的直径及槽型。,(1)锯片的直径一般约为被锯切工件的三倍,并配用适宜的砝兰盘。,(2)根据加工精度要求选定锯片结构形式,要求锯切表面平整光滑或加工较薄且易崩边的石材时,应选用窄槽型或连续
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