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金刚石圆锯片基体及锯齿结构的特性分析(一)

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:21:32

——防侧面磨损、防应力变形、改善冷却性能的锯片结构
摘要：金刚石圆锯片是金刚石类工具中消耗量较大的刀具，优化金刚石圆锯片基体及锯齿结构是改善锯切效果的重要途径。综合介绍了国内外优化金刚石圆锯片基体及锯齿结构的有关成果，分析了各种防侧面磨损、防应力变形、改善冷却性能的锯片基体及锯齿结构的特点、生产价值及存在问题。
g=10°，r=3.5mm，y=5°，Ø=5°。该文揭示了应用有限元法分析锯片受力状态的可行性，但受力分析的广度和深度还有待进一步提高。为改善锯切过程中锯片的热应力状态，可在基体上按均匀间隔增加径向延伸槽(见图7)，以满足基体的热胀冷缩需要，减少基体因热应力引起的变形。为改善锯齿齿顶和齿侧的摩擦条件和受力状况，可在齿顶面形成有中凹磨损的“回”形齿、“H”形齿、“凹”形齿(见图8)及类似的两端形状各异的节块(见图9)、“非匀质夹层”齿(见图10)以及目前应用广泛的三明治齿等。由于减少了齿顶与加工材料的接触面积，改善了齿侧压力状态，可使摩擦及发热现象明显减少，刀头锋利性增加。同时由于节块中凹部分所对应的岩石往往薄而脆，岩石在周围冲击能量的作用下易自然破碎，从而可节省节块工作层材料。可减小齿侧摩擦接触面积的齿型还有“L”型齿、阶梯型齿、侧面开槽齿等(见图11)。美国NED公司、日本大阪金刚石公司、德国WihelmLeiritz公司等已将这些齿形运用于Ø1000～5000 mm的大直径锯片上。对于小直径锯片，则可采用图12所示的螺旋齿型，该类齿型有利于冷却介质的导入，节块切入切出长度的渐变可减缓其所受冲击力。该方法成功应用的技术关键是合理选用螺旋角、齿形以及冷压成型工艺的控制。为增加冷却槽的密度，而又不至于因钢基体水槽过多而造成锯片刚性不足，可采用多重细齿节块(见图13)。该节块外缘层齿槽比内层齿槽略低，当外层齿磨耗完后，内层齿又可如新齿一样进行切削。由于齿长度缩短及分层，可达到改善摩擦冷却条件、避免锯齿打滑、增加锯片锋利性和切割平稳性、充分利用刀具材料的效果，该效果与国内学者研究的“节块长度越小，则锯片切削时的功率总消耗量越小”的结论一致。但此类节块需采用冷压成型制作，会增加模具制作成本和焊接难度。 3 结语本文对国内外各种防侧面磨损、防应力变形、改善冷却性能的锯片结构基体及锯齿结构的特点、生产价值、存在问题等进行了综合介绍。在后续文章中，还将对干切削、抗冲击、低噪音锯片的结构特点、生产价值及存在问题进行分析和讨论，并将提出在研究锯片基体及锯齿结构时所涉及的技术问题及相应的理论方法。

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