Finite Element Analysis of Diamond Saw Blades to Prevent Steel Base Wear

The FEM analysis of stress and deformation of steel base of the special diamond saw blades are carried out.The small carbide round segments are welded on the side of blades in order to increase the side wear re sistance of blade.Comparing with conventional saw blade,the maximum stress val ues of reasonable special saw blade are reduced respectively about 17%20% 33%,and the maximum deformation values are reduced respectively about 26%22 %44.7%in thetangential(X),radial(Y)and axial(Z)direction.The stress conce ntration zone is decreased for the special structure diamond saw blade.The stru ctures of diamond saw blade with different number of hard material pellet are an alyzed and optimized.

THE WEAR MODES AND MECHANISMS OFDIAMONDS IN SAWING HARD STONE

Four wear modes and four wear mechanisms of diamonds in sawblades are identified in a study of varied segments damaged in field operation of sawing hard stone. The four wear mechanisms are impactshearing, fatiguing, pullingout and thermal effects. Surface erosion is the result of thermal effects, while impactshearing and fatiguing lead to macro and microfracture, and pullingout results in wholesale dislodgement of diamonds provided the inequality Fn>M/(μλδ) is satisfied.

锈蚀现象对金刚石圆锯片锯切稳定性的影响

针对锈蚀金刚石圆锯片锯切时出现锯切稳定性降低的问题,根据不同锈蚀程度锯片的结构参数建立模型,采用有限元法对锈蚀锯片进行模态分析,将锯切振动作为稳定性的参考指标,研究锈蚀对锯片锯切稳定性的影响,并通过实验验证理论分析的准确性。结果表明:在640~1280 Hz频率范围内锈蚀锯片的振型模态比原锯片多6阶,并且相邻固有频率差值减小了8.56%,随锈蚀程度的增加,锯片更容易出现共振现象;锯片轴孔位置处和1/3至2/3半径圆环范围的锈蚀对锯片的锯切稳定性影响较大,因此可以通过优化加工参数、减少表面缺陷的方式减小锈蚀程度,降低对锯片锯切稳定性的影响。该研究为金刚石圆锯片的实际使用和防锈工艺提供了指导依据。

5种规格金刚石圆锯片的行波振动分析及优化

为降低金刚石圆锯片在石材切割时产生的锯切噪声,选取常规锯片、打孔锯片、切缝锯片以及在基体上开鼻型径向槽、开孔与夹层的5种典型金刚石圆锯片,利用Workbench软件对其模态、行波振动进行分析,研究其对行波振动的影响。结果表明:直径为180和230 mm的常规锯片出现行波共振,产生强烈噪声;直径为105、115和350 mm的常规锯片不出现行波共振。直径为180和230 mm的切缝锯片δ值偏大,有效避开了行波共振;直径为115和350 mm的切缝锯片δ值偏小,其降噪效果差;而直径为105 mm的夹层锯片δ值偏大,降噪效果好。5种直径锯片采用开鼻形径向槽、雨滴孔和阻尼夹层的设计方案,其δ值分别为8.13%、7.21%、6.01%、6.39%和7.00%,可进一步避开行波共振,其降噪效果更好。

水泥混凝土切割机作业动力学及参数选取

为确保水泥混凝土切割机参数选取的科学性,对其应用效果进行研究。运用金刚石锯片切割机理对水泥混凝土切割机开展动力学分析,探究不同组成结构在实际切割作业中的动力学变化及其对切割效率的影响。通过借鉴同类旋转作业机械的研究成果,对水泥混凝土切割机的切割锯锯片功率、复合运动和锯切阻力的规律展开深入分析。结果表明,在不同工况下,水泥混凝土切割机的作业参数受到锯切深度、作业速度、金刚石锯片转速的影响,可通过控制变量的方式获得最佳作业参数。在水泥混凝土切割机的参数选取中,锯片直径的大小与锯切阻力之间存在正比关系,锯切阻力与锯片转速存在反比关系。在参数选取中要综合考虑作业参数、锯切材料、金刚石锯片等多重因素的影响,可运用有限元的分析方法对其运行参数进行科学计算。

基于正交试验的金刚石锯片刀头热压烧结工艺研究

为提升热压烧结金刚石锯片刀头的性能,降低刀头激光焊接难度,满足工程实践对金刚石锯片刀头质量的要求,设计正交试验,通过极差分析研究了烧结工艺对金刚石锯片刀头胎体致密度的影响规律,并且通过SEM显微组织分析、硬度、抗弯强度测试验证了正交试验结果。研究得出:烧结温度对金刚石锯片刀头胎体致密度影响最为显著、烧结压力的影响次之、保温时间的影响最小,并且在正交试验最优工艺参数条件下,刀头胎体硬度、抗弯强度达到最大值。

回火热处理在复合消音锯片加工过程中的影响和作用

针对复合消音锯片生产过程中的点焊热变形问题,通过优化回火工艺参数,采用中温上限回火和缩短保温时间的二次梯度回火工艺,使点焊后的热应力得到最大程度消除,从而改善二次回火后消音锯片的平面度和端跳值等指标。为后续磨削和校平的处理减轻加工难度,同时稳定地控制和保证复合消音锯片的实物质量水平。

磨粒有序分布对金刚石锯片切割性能的影响

本工作采用多层有序排布的方法制备金刚石磨粒有序分布的Fe基、Co基及Cu基结合剂金刚石锯片,并将其与传统磨粒随机分布的金刚石锯片切割性能进行对比。以切割时电流大小表征锯片的锋利性,以锯片外径磨损量表征锯片的寿命。结果表明,磨粒有序分布的锯片锋利度及寿命均优于传统方法制备的磨粒随机分布的锯片,且切割过程中磨粒有序分布的锯片稳定性更好。其中,Fe基有序分布的锯片切割过程中的最大电流为4.09 A,切割96 m陶瓷砖后的外径损失为0.45 mm,与Co粉制备的同类型锯片性能接近。

NaCl对多层焊接陶瓷锯片性能的影响

针对多层焊接切割陶瓷锯片细粒度金刚石如何提升速度进行了研究,通过分析多层焊接陶瓷锯片配方性能影响因素分析,提出了增加一定量的NaCl弱化胎体,从而增加刀头的自锐性和排屑能力,提高锋利度,最后通过实验验证了此方法的有效性。

不同加工方式切割烧结钕铁硼磁体的表面微观形貌和粗糙度研究

采用电花火加工、电镀金刚石线和内圆锯片切割钕铁硼材料,分析电火花加工、电镀金刚石线和内圆锯片切割对烧结钕铁硼磁体的微观形貌和表面粗糙度的影响。利用SJ-410粗糙度仪、JMS-6010LA型扫描电子显微镜,对不同加工方式的切割工具的微观形貌、磁体的表面微观形貌及表面粗糙度进行表征。结果表明:电火花加工材料的去除方式为熔化、气化和热应力,内圆锯片和电镀金刚线的材料去除方式为塑性去除和塑性变形;在不同加工方式和切割速度条件下,电火花加工表面粗糙度最高达到了7.5μm;在0.15 mm∙min^(-1)切割速度下,电镀金刚石线的材料外形规则并呈球状,切割以面与面切削,单位应力小,金刚石压入深度小,粗糙度最小;在高切割速度下,电镀金刚石线的往复运动存在线锯切割换向,对工件会产生较大的正应力,表面粗糙度值高于内圆锯片。

刀头偏摆对多层焊接陶瓷锯片拖尾的影响

通过分析多层焊接陶瓷锯片的刀头偏摆影响因素,验证了刀头偏摆对陶瓷岩板片的影响。刀头偏摆的大小与基体偏摆、两侧偏移对称度、刀头平行度相关,而拖尾现象与刀头偏摆的大小、砖的宽度相关。最后通过试验验证了在固定砖宽的情况下,刀头偏摆的大小与拖尾现象的关系,验证了在固定刀头偏摆的情况下,随着砖的宽度增大,拖尾现象减小。

锯片张力检测方式和参数对锯片张力的影响

通过改变锯片张力检测夹盘直径和顶出力,研究检测出来的张力值变化,表明夹盘对张力影响巨大,张力值随夹盘直径变化减小到归零;顶出力对张力值影响较小,顶出力变化,张力值变化相对较小,最大仅0.05,但其中有一个顶出力,张力值会达到最大。通过检测方式和参数变化导致张力变化,为锯片检测建立标准提供依据。

金刚石锯片的失效形式探究及性能提升因素分析

近年来,金刚石锯片广泛应用于硬脆材料加工,虽然取得了显著的加工效果,但是仍然存在一些问题。为了解决金刚石锯片应用过程中的常见问题,对金刚石锯片应用的主要失效形式及性能提升影响因素进行研究。结果表明:通过控制金刚石的选择、胎体配方设计、烧结工艺、锯切参数等因素,可以有效解决金刚石锯片应用过程中的失效问题。

进给电流对FeCuCo基结合剂金刚石绳锯性能影响

采用FeCuCo基结合剂为原料和优化的制作工艺,以金刚石参数设计理论为依据,根据被切割石材的基本特征,制作出金刚石绳锯并进行石材矿山切割实验,研究绳锯进给电流I对FeCuCo基结合剂金刚石绳锯锯切性能的影响规律。结果表明:在不同进给电流时,随着锯切的进行和串珠直径的逐渐消耗,绳锯锯切效率逐渐提高,而工具理论寿命逐渐降低;随着进给电流的增加,绳锯串珠表面单颗金刚石平均切削厚度h c值呈逐渐增加的趋势,表面完整态金刚石出刃高度平均值也呈逐渐增加的趋势,且进给电流越大,串珠表面金刚石出刃高度越大;随着进给电流的提高,岩屑D50粒度也呈现逐渐增大的趋势,且明显远大于单颗金刚石平均切削厚度h c值,这是由于金刚石颗粒的切削机理属于有裂纹扩展的“体积破碎”方式产生的。

金刚石圆锯片基体淬火变形问题及解决措施

金刚石圆锯片广泛应用于石材加工,其中金刚石锯片基体性能在加工中起到关键支撑作用,而热处理工艺是保证金刚石锯片基体性能的关键因素。介绍了热处理关键工序淬火工艺的机理,重点对淬火变形的原因进行分析,从严格控制原材料的质量、制定合适的热处理工艺、选择合适的淬火介质以及定期维护检验等方面进行控制和优化,从而达到减小金刚石圆锯片基体淬火变形量,降低后续工序的加工难度,提升订单快速交付能力的效果,同时进一步提升产品品质,促进石材行业高质量发展。

金刚石锯片焊接技术的研究

本文简要回顾了金刚石锯片焊接的发展历程 ,较详尽的综述了目前流行的几种焊接方法 ,并对各种焊接方法的特点进行了评价。主要讨论了钎焊技术的应用特点 ,研究了钎焊工艺过程对焊接结果的影响 ,指出了钎焊温度、保温时间与接头抗剪强度的关系 ,简要阐述了一系列专用钎料的性能以及选择要点。本文认为进一步改进金刚石锯片焊接用钎料是满足目前工业生产的主要手段 ,加强激光焊接技术的研究是实现金刚石锯片焊接强度跨越式发展的重要措施。

薄型锯片锯切硬脆石材横向振动模型

分析了金刚石圆盘锯锯切石材过程中节径型横向振动的形成原因,发现行波振动中锯齿边缘的波动变形导致了锯切力形成附加轴向力。在与锯片同转速的旋转坐标系下推导了轴向附加力的数学模型,进而建立了石材锯切过程中锯片横向振动模型。基于Newmark方法设计了振动模型的求解算法,并编写了仿真程序。为了验证模型的有效性,进行了石材加工生产现场锯片的横向振动监测实验,对锯片不同位置、不同工艺参数下的横向振动值进行了测量。6组振动模型的计算结果与对照实验结果的误差不超过13%,验证了模型的有效性。

金刚石框架锯锯切研究(1)—锯切加工运动学分析

金刚石水平式框架锯锯切是在大面积大理石板材加工中占主导地位的加工工艺。在金刚石框架锯锯切中的加工运动学锯切破碎过程、锯切力、锯切结块磨损、锯条张紧力调整、锯切可加工性评定等问题 ,均是实现高效率低成本地加工出高质量石材大板的关键。本文首先阐述了金刚石框架锯锯切过程中的运动学问题 ,提出了单颗粒金刚石在锯切加工过程中同石材接触的运动模型 ,以及结块和锯条平均切削厚度的概念 ;分析了金刚石结块同石材侧表面的接触面积和金刚石结块顶面同石材接触面积的变化特征 。

SLS和FDMS制造超薄金刚石锯片对比研究

提出了一种使用增材技术制造金刚石工具的新思路,即使用熔融沉积成型烧结(FDMS)工艺来制造超薄金刚石锯片。详细介绍了选择性激光烧结(SLS)工艺和FDMS工艺在超薄金刚石锯片制造中的应用,并从主要设备仪器、工艺原理、工艺步骤以及成型材料、成本与生产应用等角度,对2种工艺进行比对。研究发现:在选择合适材料的条件下,2种工艺均能够制造出精度极高、性能优良的金刚石超薄片。SLS工艺具有能耗较高、成本昂贵,工艺简洁、一次成品等特点,适合于超薄金刚石锯片的研发等用途;FDMS工艺环节较多,且每个环节需单独优化参数,工艺流程较烦琐,但其便于批量生产性能一致的产品。FDMS工艺所制试样能够具备与传统粉末热压烧结试样相近的物理力学性能,但仍有一定的优化空间。

激光焊接金刚石锯片的研究现状

从激光焊接金刚石锯片的焊接过渡层材料成分、焊接工艺和焊接产品检测3个方面对该方法的国内外现状进行了综述。选作刀头过渡层材料成分的元素包括单元素(如Co,N i)、双元素(如FeCo,FeN i,CoN i,FeCu)和3元素(如FeCoN i,FeCoCu)3种。结果表明,含钴元素的过渡层激光焊接性能优异;金刚石锯片的激光焊接工艺较为成熟;目前需要100%检测激光焊接锯片的强度;对激光焊接过程的机理和数值模型研究、过渡层预合金粉末以及在线质量检测技术研究不够。因此今后的研究重点应该围绕这些问题展开。