摘要　設計并制作了3組新型磨料有序排布燒結金剛石鋸片和1組無序鋸片，進行了635^#花崗(gang)巖對比(bi)切割試驗。對有(you)序(xu)排布鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)的胎體磨損(sun)進行(xing)了分析，研(yan)究了金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)濃度(du)(du)(du)、鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)外徑等因素對有(you)序(xu)排布鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)鋒(feng)利(li)度(du)(du)(du)與壽命(ming)的影(ying)響。研(yan)究發(fa)現：有(you)序(xu)排布鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)邊實(shi)層(ceng)與中(zhong)料層(ceng)之間有(you)個最佳(jia)金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)濃度(du)(du)(du)差，使得有(you)序(xu)排布鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)具有(you)最優的鋒(feng)利(li)度(du)(du)(du)與壽命(ming)；有(you)序(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)鋒(feng)利(li)度(du)(du)(du)好于無序(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)，有(you)序(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)切割性(xing)能較無序(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)穩定，有(you)序(xu)排布鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)還可以(yi)減少金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)濃度(du)(du)(du)、節約金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)用量、降低10%以(yi)上的金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)材料成本。

關鍵字   有(you)序排布；金剛石鋸片；邊料層與(yu)中料層；鋒(feng)利度與(yu)壽命 

　　傳統的金剛石鋸片，金剛石磨料隨機分布，會出現工作面上磨料負荷與磨削過程失衡、磨料利用率低、鋒利度與壽命相互制約、切割性能不穩定等問題。為解決這些問題，相關單位研制有序排布金剛石鋸片。韓國Shinhan金剛石工業公司、中南大學、四川惠利與臺灣中華砂輪公司做了大量的研究工作，取得了豐碩的成果^[1~2]。南京航(hang)空航(hang)天大學1998年(nian)開始金(jin)(jin)剛石磨料(liao)有(you)序(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)的(de)研究(jiu)，目前，已成(cheng)功研制出系列金(jin)(jin)剛石磨料(liao)有(you)序(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)機和磨料(liao)有(you)序(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)工具。主要針對新型(xing)磨料(liao)有(you)序(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)整體燒結金(jin)(jin)剛石鋸片進行加工性能試驗(yan)研究(jiu)，以驗(yan)證有(you)序(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)鋸片的(de)優越(yue)性。

1         試驗(yan)設(she)計

1.1       胎體(ti)配方設計

　　胎體常用結合劑種類有銅基、鈷基、鐵基、鎳基、鎢基或碳化鎢基等。鈷基結合劑因具有對金剛石的把持力好、耐磨性好、韌性好、自銳性好等優點曾被廣泛應用，但鈷基價格昂貴。鐵基結合劑具有較高的力學性能，且對金剛石有較好的濕潤性，但是鐵基結合劑對金剛石有較大的刻蝕，且所制成的金剛石工具不易出刃^[3]。銅(tong)基結(jie)合(he)劑(ji)(ji)具(ju)有鋒利性(xing)好(hao)、韌性(xing)好(hao)、燒(shao)結(jie)溫度低、成型(xing)性(xing)能好(hao)等(deng)(deng)特點，但(dan)是銅(tong)基結(jie)合(he)劑(ji)(ji)對(dui)金(jin)剛(gang)石潤濕性(xing)差，對(dui)金(jin)剛(gang)石的(de)(de)把(ba)持力低，強(qiang)度硬度低[4]。綜合(he)考慮切(qie)割(ge)對(dui)象和(he)鋸(ju)片制作工藝以及成本等(deng)(deng)因(yin)素(su)，我們選(xuan)用銅(tong)基結(jie)合(he)劑(ji)(ji)作為有序鋸(ju)片胎(tai)體，為了增強(qiang)胎(tai)體對(dui)金(jin)剛(gang)石的(de)(de)把(ba)持力和(he)提高胎(tai)體強(qiang)度硬度，胎(tai)體中(zhong)不添加了鐵(tie)、鎳、鈷(gu)等(deng)(deng)其他金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)。

1.2       鋸片(pian)制作

　　與傳統整體燒結(jie)金(jin)剛(gang)石(shi)鋸(ju)片相比，新型有序(xu)排(pai)布整體燒結(jie)金(jin)剛(gang)石(shi)鋸(ju)片在制作流程上增加了金(jin)剛(gang)石(shi)磨(mo)(mo)料有序(xu)排(pai)布工(gong)藝。本試驗(yan)采用了自行研制的(de)磨(mo)(mo)料有序(xu)排(pai)布機(ji)對金(jin)剛(gang)石(shi)進行有序(xu)排(pai)布，有序(xu)鋸(ju)片刀頭采用了三(san)層(ceng)(ceng)結(jie)構，其中(zhong)能排(pai)布金(jin)剛(gang)石(shi)磨(mo)(mo)料的(de)兩(liang)外側層(ceng)(ceng)胎(tai)體稱(cheng)為(wei)邊料層(ceng)(ceng)，不能排(pai)布金(jin)剛(gang)石(shi)的(de)磨(mo)(mo)料的(de)中(zhong)間層(ceng)(ceng)胎(tai)體稱(cheng)為(wei)中(zhong)料層(ceng)(ceng)。

2　試驗過程和結果

　　確定好配方后，按照上述工藝流程制作了3組有序排布鋸片和1組無序排布鋸片并進行對比試切635^#花崗(gang)巖試驗，所制作的磨(mo)料有序排(pai)布鋸(ju)片如圖1所示。

圖1　兩(liang)種不(bu)同間距的有序排布鋸片

　　3組有序排布鋸片均使用同一配方，前2組有序排布鋸片規格為Φ125mm×1.9mm×10mm×22.23mm×9T，基體厚度為1.4mm，第3組有序排布鋸片規格為Φ105mm×1.7mm×10mm×22.23mm×8T，基體厚度為1.2mm。有序排(pai)布(bu)鋸(ju)片(pian)邊料層排(pai)布(bu)的(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)牌(pai)號為HWD80，粒度為40/45，中(zhong)(zhong)料層的(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)牌(pai)號為ZND2160，粒度為35/40，邊料層金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)排(pai)布(bu)間(jian)距與中(zhong)(zhong)料層金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)濃度相異，具體(ti)情況列于表1。無序鋸(ju)片(pian)中(zhong)(zhong)三明治(zhi)鋸(ju)片(pian)邊料層、中(zhong)(zhong)料層金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)牌(pai)號與粒度與有序鋸(ju)片(pian)一(yi)樣，非三明治(zhi)鋸(ju)片(pian)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)牌(pai)號為HWD80，粒度為40/45。

表(biao)1　鋸片性能參(can)數設(she)計(ji)表(biao)

　　本試驗(yan)選取某地產(chan)的(de)635#花崗巖作(zuo)為(wei)(wei)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)對象(xiang)，635#花崗巖硬度(du)(du)(du)較高(gao)、脆(cui)性大、研磨(mo)性強，635#花崗巖尺(chi)寸規格為(wei)(wei)640mm（長(chang)度(du)(du)(du)）×17mm（厚度(du)(du)(du)）。切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)試驗(yan)使(shi)用的(de)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)機(ji)參數為(wei)(wei)額定(ding)電(dian)(dian)(dian)壓380V，轉(zhuan)速2840r/min，功率為(wei)(wei)2.2kW。在(zai)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)過程中，調節鋸(ju)(ju)片進刀(dao)速度(du)(du)(du)使(shi)其(qi)保持在(zai)某一恒定(ding)值(zhi)，同時切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)機(ji)操(cao)作(zuo)面板上的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)表顯示鋸(ju)(ju)片消耗的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)大小（鋸(ju)(ju)片空轉(zhuan)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)為(wei)(wei)1.8A），電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)越小說(shuo)明鋸(ju)(ju)片越鋒利。切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)相同次數后，用游標卡尺(chi)測量鋸(ju)(ju)片的(de)外(wai)徑消耗，刀(dao)頭磨(mo)損率＝半徑消耗/總切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)長(chang)度(du)(du)(du)，刀(dao)頭磨(mo)損率越小，說(shuo)明鋸(ju)(ju)片壽命越好(hao)。鋸(ju)(ju)片的(de)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)性能如(ru)表2。表2中電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)為(wei)(wei)鋸(ju)(ju)片切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)20刀(dao)之后消耗的(de)平均電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)。

表(biao)2　鋸片切割性能表(biao)

3　試驗分析與討論

3.1       有序排布金剛(gang)石(shi)鋸片的刀頭磨損分析

　　傳統的刀頭為中凹形式結構的鋸片，其工作原理是：在鋸片工作過程中，刀頭的中間層胎體磨損快于外層胎體，因而其橫截面容易形成中凹形式。但由于金剛石磨料在刀頭胎體中是無序分布的，導致鋸片各個刀頭所形成的中凹槽中出露的金剛石磨料會形成眾多微小凸起的切削刃，減弱了中凹形結構刀頭的作用，因此傳統的刀頭為中凹形式結構的鋸片在切割時角有較大的的偏擺，切割質量較差。而在本試驗所研制的有序排布金剛石鋸片中，只有刀頭邊料層表面上的金剛石是有序排布的，中料層的金剛石還是隨機分布，并且由于邊料層厚度大于單顆金剛石的粒徑，中料層與邊料層金剛石之間會有一層不含金剛石的純胎體層，如圖2所示。在有序排布鋸片工作過程中，邊料層中純胎體層的磨損必將快于中料層和邊料層中含有金剛石胎體層，而常規鋸片的刀頭在磨損后其端截面容易形成中凸形式結構，刀頭兩側比中間更容易磨損，因此有序鋸片邊料層中含有金剛石的胎體層比中料層更易損，所以有序鋸片在工作過程中其刀頭的橫截面形狀容易呈三刃對稱扇形結構，如圖3所示，且各個刀頭的三刃對稱扇形結構相一致。在有序鋸片切割巖石過程中，三刃對稱扇形結構能減小刀頭與巖石的接觸面積，提高鋒利度，并且能保證刀頭全部用完，而且大大減小有序鋸片的偏擺度，克服中凹形刀頭切割時仍有較大偏擺、切割質量較差的缺點^[5]。此外，在(zai)三刃對(dui)稱(cheng)扇(shan)形結構中有(you)兩個對(dui)稱(cheng)的(de)(de)溝槽(cao)，溝槽(cao)的(de)(de)寬度和深度大小對(dui)有(you)序排布(bu)鋸(ju)片的(de)(de)鋒利(li)性和壽命有(you)著重要的(de)(de)影響。

3.2       中料層金剛石濃度對(dui)切割(ge)性能的(de)影響

　　在邊(bian)料層(ceng)金(jin)剛(gang)石間距、粒(li)度(du)和中料層(ceng)金(jin)剛(gang)石粒(li)度(du)等因素不(bu)變(bian)的條(tiao)件下(xia)，改變(bian)中料層(ceng)金(jin)剛(gang)石濃度(du)研(yan)究其對鋸(ju)片切(qie)割(ge)(ge)性(xing)能的影(ying)響(xiang)。有序排布鋸(ju)片的切(qie)割(ge)(ge)性(xing)能變(bian)化如(ru)圖4、圖5所示。

　　由圖4、圖5可知當有序鋸(ju)片中料層金剛石濃度大約(yue)為6%或(huo)12%時，對(dui)應的有序排布鋸(ju)片具有最優的綜(zong)合加工性(xing)能。

　　行業規定當金剛石體積分數為25%時，即金剛石含量為4.4ct/cm³時(shi)的(de)(de)金(jin)剛石(shi)濃度(du)為100%，而1ct粒度(du)為40/45的(de)(de)金(jin)剛石(shi)里大概(gai)有2015顆金(jin)剛石(shi)。邊(bian)料層(ceng)金(jin)剛石(shi)濃度(du)可(ke)通(tong)過下面公式計算得出：

　　                                　　（1）

　　式中：n——邊料層金剛石重量，經統計間距為0.8mm的Φ125mm鋸片為2.2ct，間距為1.5mm的Φ125mm鋸片為0.8ct；V——邊料層體積，經計算Φ125mm鋸片為3.0cm³。

　　由（1）式計算可得間(jian)距(ju)為(wei)(wei)(wei)0.8mm的Φ125mm鋸(ju)片(pian)(pian)邊料(liao)層金剛(gang)石濃度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)16.7%，間(jian)距(ju)為(wei)(wei)(wei)1.5mm的Φ125mm鋸(ju)片(pian)(pian)邊料(liao)層金剛(gang)石濃度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)7%。因此間(jian)距(ju)為(wei)(wei)(wei)0.8mm的有(you)序(xu)鋸(ju)片(pian)(pian)（邊料(liao)層金剛(gang)石濃度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)16.7%），當其中料(liao)層金剛(gang)石濃度(du)(du)(du)大約(yue)為(wei)(wei)(wei)12%時，或者(zhe)間(jian)距(ju)為(wei)(wei)(wei)1.5mm的有(you)序(xu)鋸(ju)片(pian)(pian)（邊料(liao)層金剛(gang)石濃度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)7%），當其中料(liao)層金剛(gang)石濃度(du)(du)(du)大約(yue)為(wei)(wei)(wei)6%時，有(you)序(xu)排布(bu)鋸(ju)片(pian)(pian)具有(you)最優的綜(zong)合加工性能。

　　圖(tu)(tu)6、圖(tu)(tu)7、圖(tu)(tu)8分別為6號(hao)、8號(hao)、9號(hao)有序鋸片的(de)刀頭(tou)磨損情(qing)況。

　　比較圖(tu)6、圖(tu)7、圖(tu)8中有(you)(you)序鋸(ju)片的(de)(de)刀(dao)頭磨(mo)損情況可知，中料(liao)層(ceng)金(jin)剛石濃(nong)度(du)的(de)(de)不(bu)同會對溝槽的(de)(de)寬度(du)和(he)深度(du)造成影響。由從圖(tu)6與圖(tu)7中可以(yi)看出，當中料(liao)層(ceng)金(jin)剛石濃(nong)度(du)太(tai)小時，刀(dao)頭上(shang)中刃(ren)的(de)(de)寬度(du)較小，兩溝槽的(de)(de)寬度(du)和(he)深度(du)過(guo)大，這(zhe)是(shi)因為中料(liao)層(ceng)金(jin)剛石濃(nong)度(du)太(tai)小，中料(liao)層(ceng)工作面上(shang)出露的(de)(de)有(you)(you)效金(jin)剛石磨(mo)粒(li)數(shu)就越(yue)少，刀(dao)頭磨(mo)損后形成的(de)(de)中刃(ren)寬度(du)很小，溝槽寬度(du)和(he)深度(du)過(guo)大，刀(dao)頭碎巖效果差(cha)，而有(you)(you)效金(jin)剛石磨(mo)粒(li)數(shu)越(yue)少，金(jin)剛石容易破碎而過(guo)早失效，中料(liao)層(ceng)胎體磨(mo)損過(guo)快，因此鋸(ju)片鋒利(li)度(du)差(cha)，壽命短。

　　而由(you)從(cong)圖(tu)7與(yu)圖(tu)8中(zhong)可以看(kan)出(chu)，當中(zhong)料層(ceng)(ceng)(ceng)金剛(gang)石(shi)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)過大(da)時，刀(dao)頭(tou)磨損后形(xing)成(cheng)的(de)(de)中(zhong)刃寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)很大(da)，兩(liang)溝(gou)槽的(de)(de)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)深度(du)(du)(du)(du)(du)很小(xiao)，這是因為中(zhong)料層(ceng)(ceng)(ceng)金剛(gang)石(shi)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)過大(da)，中(zhong)料層(ceng)(ceng)(ceng)工(gong)作面上出(chu)露的(de)(de)有效(xiao)金剛(gang)石(shi)磨粒數越多，金剛(gang)石(shi)很難發生微(wei)破碎和(he)出(chu)刃，中(zhong)料層(ceng)(ceng)(ceng)胎體磨損比邊(bian)料層(ceng)(ceng)(ceng)慢，刀(dao)頭(tou)磨損形(xing)成(cheng)的(de)(de)中(zhong)刃寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)過大(da)，兩(liang)溝(gou)槽的(de)(de)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)深度(du)(du)(du)(du)(du)很小(xiao)，刀(dao)頭(tou)傾(qing)向圓弧化，因此(ci)鋸片(pian)的(de)(de)鋒利度(du)(du)(du)(du)(du)差(cha)，壽命也不高。可見，有序排布鋸片(pian)中(zhong)料層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)邊(bian)料層(ceng)(ceng)(ceng)之(zhi)間有個最(zui)佳金剛(gang)石(shi)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)差(cha)，它(ta)使得刀(dao)頭(tou)在磨損后形(xing)成(cheng)了(le)溝(gou)槽深度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)配置合(he)理的(de)(de)三刃對稱扇形(xing)結構，實現中(zhong)料層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)邊(bian)料層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)同(tong)步磨損，從(cong)而使得有序排布鋸片(pian)具有最(zui)優的(de)(de)綜合(he)加工(gong)性能。

3.3       鋸(ju)片(pian)外徑對切割性能(neng)的(de)影響

　　由圖4、圖5可知，在邊料層金剛石間距、粒度和中料層金剛石粒度、濃度等因素不變的條件下，改變鋸片的外徑也會對鋸片切割性能造成影響。根據文獻^[8]介紹，在一般(ban)情況(kuang)(kuang)(kuang)下，隨著(zhu)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)片外(wai)徑增加(jia)，鋸(ju)(ju)(ju)(ju)片的線速(su)度增大(da)(da)，同時金(jin)剛石(shi)(shi)受到的沖(chong)擊(ji)力增大(da)(da)使得金(jin)剛石(shi)(shi)發生微破碎(sui)，從而提高(gao)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)片的鋒利度，另外(wai)，隨著(zhu)外(wai)徑增加(jia)，鋸(ju)(ju)(ju)(ju)片外(wai)徑磨損越小(xiao)。從圖(tu)4、圖(tu)5可(ke)以(yi)看出有(you)序排布鋸(ju)(ju)(ju)(ju)片也(ye)符合這(zhe)種情況(kuang)(kuang)(kuang)。圖(tu)9為13號有(you)序鋸(ju)(ju)(ju)(ju)片的刀頭(tou)磨損情況(kuang)(kuang)(kuang)。

圖9　13號有序(xu)鋸片的刀頭(tou)磨損情況

 　　從圖9中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看出(chu)，13號(hao)有(you)(you)序(xu)飾的(de)(de)(de)(de)(de)刀頭(tou)在(zai)(zai)磨(mo)(mo)(mo)損后其(qi)工(gong)(gong)作面(mian)上(shang)出(chu)現(xian)了兩條中(zhong)(zhong)刃(ren)和三條溝(gou)槽，而9號(hao)有(you)(you)序(xu)鋸(ju)(ju)(ju)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)刀頭(tou)在(zai)(zai)磨(mo)(mo)(mo)損后，其(qi)工(gong)(gong)作面(mian)上(shang)出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)刃(ren)寬度過大(da)(da)，刀頭(tou)傾向圓弧化(hua)，由(you)此可(ke)見13號(hao)有(you)(you)序(xu)鋸(ju)(ju)(ju)片(pian)(pian)刀頭(tou)比9號(hao)更易磨(mo)(mo)(mo)損，而這兩種鋸(ju)(ju)(ju)片(pian)(pian)只(zhi)有(you)(you)外(wai)徑不(bu)一樣，其(qi)他參(can)數(shu)都一樣。出(chu)現(xian)上(shang)述現(xian)象的(de)(de)(de)(de)(de)原因是(shi)由(you)于鋸(ju)(ju)(ju)片(pian)(pian)外(wai)徑小(xiao)，切(qie)割相同(tong)長度的(de)(de)(de)(de)(de)花崗巖(yan)時(shi)，鋸(ju)(ju)(ju)片(pian)(pian)旋轉的(de)(de)(de)(de)(de)次(ci)數(shu)越多，胎體受到巖(yan)粉沖蝕的(de)(de)(de)(de)(de)次(ci)數(shu)就越多，因而胎體易磨(mo)(mo)(mo)損，壽(shou)命變短。增(zeng)大(da)(da)邊(bian)料層(ceng)和中(zhong)(zhong)料層(ceng)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)濃(nong)度，可(ke)以(yi)增(zeng)強(qiang)胎體耐磨(mo)(mo)(mo)性。間距為1.5mm的(de)(de)(de)(de)(de)Φ105mm有(you)(you)序(xu)鋸(ju)(ju)(ju)片(pian)(pian)在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)料層(ceng)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)濃(nong)度大(da)(da)約(yue)為8%時(shi)，具(ju)有(you)(you)最優的(de)(de)(de)(de)(de)綜(zong)(zong)合加(jia)(jia)工(gong)(gong)性能（壽(shou)命短），而間距為1.5mm的(de)(de)(de)(de)(de)Φ125mm有(you)(you)序(xu)鋸(ju)(ju)(ju)片(pian)(pian)在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)料層(ceng)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)濃(nong)度大(da)(da)約(yue)為6%時(shi)，具(ju)有(you)(you)最優的(de)(de)(de)(de)(de)綜(zong)(zong)合加(jia)(jia)工(gong)(gong)性能。可(ke)見，當邊(bian)料層(ceng)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)間距相同(tong)時(shi)，適當增(zeng)大(da)(da)中(zhong)(zhong)料層(ceng)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)濃(nong)度，可(ke)以(yi)提高小(xiao)外(wai)徑有(you)(you)序(xu)排布鋸(ju)(ju)(ju)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)鋒利度與壽(shou)命。

3.4       有序鋸片與無(wu)序鋸片的(de)對比分析

　　本試驗制作的無序鋸片(pian)分為傳統加壓(ya)燒(shao)(shao)結(jie)鋸片(pian)和(he)三明治加壓(ya)燒(shao)(shao)結(jie)鋸片(pian)，其切割性能(neng)變化如圖10、圖11所示。

　　從圖10、圖11可以看(kan)出(chu)(chu)，并非(fei)所有(you)(you)的(de)有(you)(you)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)鋒利度(du)與壽(shou)(shou)命都好于無(wu)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)。當其中料層金(jin)剛(gang)石(shi)濃度(du)為(wei)12%時(shi)(shi)，有(you)(you)序(xu)(xu)排布鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)鋒利度(du)比相(xiang)應三明治無(wu)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)高出(chu)(chu)18%，比金(jin)剛(gang)石(shi)濃度(du)為(wei)14%的(de)非(fei)三明治無(wu)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)高出(chu)(chu)12%，而壽(shou)(shou)命相(xiang)差較(jiao)小。因(yin)此性能(neng)優異的(de)有(you)(you)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)鋒利度(du)好于無(wu)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)，而壽(shou)(shou)命相(xiang)差較(jiao)小。本試驗中很多無(wu)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)在切完20刀之后繼(ji)續(xu)切割時(shi)(shi)，會出(chu)(chu)現(xian)電流過(guo)大、鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)切割打滑甚至切不動問(wen)題，而有(you)(you)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)幾乎不會出(chu)(chu)現(xian)這(zhe)種(zhong)問(wen)題，可見有(you)(you)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)切割性能(neng)較(jiao)無(wu)序(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片(pian)(pian)(pian)(pian)穩定。

　　鋸片所消耗(hao)金剛石的量，可通(tong)過下面公式計算得出(chu)：

　　N=4.4VC　　　　　　　　　　　（2）

　　式中：Ｃ——金剛石濃度；Ｖ——鋸片體積，三明治鋸片邊料層體積為3.0cm³，中料層體積為2.9cm³，非三明治鋸片體積為5.9cm³。

　　通過(guo)（2）式計算得中(zhong)料(liao)層(ceng)質量(liang)濃度為12%的(de)有序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)鋸(ju)(ju)片或三(san)(san)明(ming)(ming)治(zhi)無序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片所(suo)(suo)耗金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)的(de)量(liang)為3.7ct，金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)濃度為14%和(he)17%的(de)非三(san)(san)明(ming)(ming)治(zhi)無序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片，所(suo)(suo)耗金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)的(de)量(liang)分別為3.7ct和(he)4.4ct。由于有序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)鋸(ju)(ju)片中(zhong)料(liao)層(ceng)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)牌號(hao)為ZND2160，而非三(san)(san)明(ming)(ming)治(zhi)無序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)鋸(ju)(ju)片金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)牌號(hao)為HWD80，所(suo)(suo)以(yi)有序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)鋸(ju)(ju)片可以(yi)降低10%以(yi)上的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)材料(liao)成(cheng)本。如果在有序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)鋸(ju)(ju)片刀頭(tou)工(gong)作層(ceng)中(zhong)按著優化地(di)貌進行(xing)有序(xu)(xu)(xu)(xu)(xu)排(pai)(pai)布(bu)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)磨料(liao)，不僅可以(yi)大(da)幅度提高鋸(ju)(ju)片的(de)鋒利度與壽命，還可以(yi)減少(shao)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)濃度、節約金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)用量(liang)。

4              結論

（1）       有序排布鋸片料層與(yu)邊料層之間有個(ge)最佳金(jin)剛石(shi)濃度差，使得刀頭在磨損后形成了溝槽深度和寬度配置合理的三刃對稱扇形結構，實現中料層和邊料層的同步磨損，從而使得有序排布鋸片具有最優的綜合加工性能。

（2）       有(you)序(xu)排布鋸片(pian)(pian)(pian)(pian)的外徑減小，導致鋸片(pian)(pian)(pian)(pian)胎體(ti)更易磨損，鋸片(pian)(pian)(pian)(pian)鋒利度變(bian)差，壽命變(bian)短。當邊料(liao)層金(jin)剛石磨料(liao)間(jian)相同時，適當增大中(zhong)料(liao)層金(jin)剛石濃度，可以提高小外徑有(you)序(xu)排布鋸片(pian)(pian)(pian)(pian)的鋒利度與(yu)壽命。

（3）       有(you)序排布鋸片和無序鋸片比較(jiao)，其(qi)鋒利度好，切割(ge)性能穩(wen)定，還可(ke)以(yi)減少金(jin)剛石濃(nong)度、節約金(jin)剛石用量，可(ke)降低(di)10%以(yi)上的金(jin)剛石材(cai)料成本。

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作者簡介

段(duan)端志，1988年生，男，江(jiang)西(xi)吉安人(ren)，南京航空航天大學碩士研究生，主(zhu)要從事高效(xiao)精密加工技(ji)術研究。