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花岗石平台的生产过程及性能影响

2019-04-11 18:45:03

在花岗石板材的生产过程中,切割加工是一道关键工序,不仅关系到本工序的加工成本和效率,还关系到后续加工工序的效率和质量。使用金刚石工具的锯切加工是石材切割的较主要方式,也是消耗人造金刚石较多的工业领域。相对于早期的加工技术,金刚石圆锯片切割无论在降低加工成本还是提高加工效率方面都有了革命性的变化。但是,这种革命性的含义似乎更多地体现在大理石的加工上。对于花岗石特别是硬质花岗石,所能达到的极限锯切的深度远远低于大理石锯切。

在深入剖析花岗石锯切加工技术现状以及存在问题的基础上,全面探讨了大切深条件下花岗石的锯切机理,设计制造了新型超短齿结构的金刚石锯片,实现了花岗石的超大切深锯切。

1、制备了常规结构的铁基金属结合剂金刚石锯片,建立了大切深锯切实验及测试平台,对大切深锯切过程中的锯切功率和锯切力以及锯片磨损过程中金刚石节块表面磨粒的磨损状态和出刃高度等进行跟随测量。

2、探讨了大切深锯切花岗石过程机理,建立了锯切载荷模型,统计分析了磨粒磨损状态及其出刃高度对锯切载荷的影响情况。

3、利用有限单元法对锯切过程中锯片承受的应力分布状况进行分析,通过模态和屈曲分析,了解锯片厚度、转速、夹紧比和直径对锯切动态特性的影响。

4、基于上述分析,研制了一种新型结构超短齿金刚石圆锯片,并进行锯切实验以揭示其锯切性能以及锯切参数的变化对其性能的影响。

天然花岗石坚固耐用、取材方便,广泛用作建筑装饰材料。我国石材资源丰富,开采历史悠久。石材加工业是我国改革开放以来建材行业增长速度较快的产业领域,经过近十几年的飞速发展,目前在产量上已跃居世界前茅,并已成为全球石材加工市场的主导国家之一。在国内,石材工业已连续8年位居建材行业单类产品出口较多。因此,无论从市场前景还是资源优越出发,在我国发展石材工业均具有十分重要的意义。我国已是名副其实的石材大国,并且己经形成了开采、加工、养护等比较完整的工业体系,为国民经济和社会发展做出了很大的贡献。

在花岗石板材的生产过程中,切割加工是极为重要的一道关键工序,不仅关系到本工序的加工成本和效率,还关系到后续加工工序的效率和质量。因此,切割技术直接决定着花岗石总加工成本和效率的高低。尽管目前有传统大砂锯切割、金刚石工具切割、磨料水射流切割、高压水射流切割以及激光切割等多种切割技术,但是使用金刚石工具的锯切加工仍然是较主要的方式,而且成为消耗人造金刚石较多的工业领域。金刚石工具锯切石材主要有圆锯片锯切、框架锯切和串珠绳锯切割三种主要方式,其中圆锯片锯切加工是目前应用较为广泛和较为主要的金刚石工具切割方式。这三种切割方式的工具和运动形式虽然不同,实质上都是金刚石磨料在金属结合剂的把持下对岩石材料的磨削过程。

由于花岗石是一种硬度高、脆性大、成份复杂的天然硬脆材料,其可加工性十分特殊。相对于大量关于陶瓷材料磨削加工的研究成果,金刚石工具锯切加工石材方面的研究要少得多,对其加工机理的研究长期落后于生产,因而其尚有很大的潜力可以开发。目前,在锯切花岗石过程中所使用的各种金刚石锯切工具存在的突出问题是:加工成本高、加工效率低。这也是阻碍石材加工业进一步发展的主要瓶颈。

为了提高加工效率、产品质量以及降低生产成本,国内外学者围绕锯切加工过程中存在的问题从不同的研究方向展开了广泛的研究,主要内容包括金刚石工具的制造、石材的锯切机理、金刚石工具的磨损特性、锯切工艺、锯切过程参量、石材可锯切加工性以及锯切冷却液的作用等方面的实验和生产应用研究。其中石材锯切机理的研究是较为基础的研究,它对解释实际加工过程中出现的现象以及指导生产具有重要的指导意义。


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