一种新的金刚石绳锯机.docx

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一种新的金刚石绳锯机

南京工程学院

毕业设计（论文）外文资料翻译

原文题目：

Anewsawingmachinebydiamondwire

原文来源：

IntJAdvManufTechnol（2014）70:

73

–78-DOI10.1007/s00170-013-5247-8

学生姓名：

张鹏程学号：

201110334

所在院（系）部：

机械工程学院

专业名称：

机械设计制造及其自动化（机械制造）

一种新的金刚石绳锯机

桑德罗图切塔&威尔玛&吉奥Gelfusa&

恩里克韦纳夫罗

摘要：

钻石线广泛用于石材切割，它通常是加工公司用来在采石场和广场提取石块，特别是，在框架方形或切割块方面目前有许多技术上的限制，如金刚石线成本高，在切割过程中金刚石线频繁的休息，切割表面质量差，并且这样比在采石场里的工具还要危险而且生产效率低下。

目前的工作展示了一个创新的原型机切割的钻石线，克服了上述的技术限制，所开发的机桥架其中两滑轮按照金刚石线对块石进给速度移动。

金刚石线以切削速度在两滑轮间移动。

拉伸力施加到导线的曲折与石材的接触过程中，而不是把它沿直线方向平行于机器。

钻石的扭曲线使导线本身在更多的生产和使用中变得安全，因为这样每个单珠磨损切削更均匀。

此外，所产生的特定的压力作用在每个胎圈沿与切割块的接触弧增加沿切削方向从入口到与石材接触和退出。

单位压力的增加导致金刚石线与石材接触过程中的弯曲。

关键词：

石材机；金刚石涂层；

1、引言

金刚石线被广泛用于提取一块在采石场和在加工公司提取的块方。

这是安装在一个采石场中的沿二移机，虽然这是一个固定的机加工公司。

它可能是一个或多个。

它是由钢丝绳制成的30 40钻石珠–每米是固定的；金刚石珠石相互作用来去除材料。

钢丝张紧并且两个滑轮之间移动。

在石材切割文学存在的一些研究。

jerro等人通过显示定义理论的数学方法来描述碎裂结构是由芯片面积的厚度决定的。

把这些参数的关系切向切削力[1]。

brach等人研究了将特定的切削力的读数问题通过在能量消耗的功来表达。

阿什等人展示了对刀具磨损工艺参数影响的实证结果。

Tönshoff和warnecke开发了一种由碟形金刚石工具锯切石材的模型，此模型被广泛使用，即使它没有被开发者进行完全测试。

该模型显示工具的机械作用和工件由于弹性和塑性变形以及切削磨粒之间的摩擦，石头钻石，石头和矩阵，以及切屑和基质。

提出了一种理论模型，康斯坦提出了天然石材锯切用圆形工具和框架孕镶金刚石粉的模型。

然而，这些模型似乎并没有被实验测试。

pai等人收集和观察到的芯片利用扫描电镜样品和有关这些样品的比磨削能[6]。

王和克劳森在金刚石切削过程中通过模拟工具模拟了一个单一的刀片显示的趋势证明切削力和沟槽的形状是相似的。

Dillio和togna表示分析模型预测的颗粒与基体的磨损率最大值提供对磨损机理的证据。

它是基于假设刀具的磨损率取决于两个基本因素，一个矩阵和一个结晶，实验证实了这一点。

Carrino等人和polini等人，研究了磨损烧结金刚石工具[9，10]。

Turchetta已提出了一种不同条件下的切削力模型的金刚石磨粒磨损[11]。

Ersoy等人。

建立了一个切割比能耗的关系模型，来比较金刚石锯片在切削不同的岩石类型，岩石性质时的磨损情况。

尽管在采石场中固定的钻石钢丝锯已经广泛使用，但只有少数文献有关于这种锯的记载。

tonshoff和Hillmann-Apmann研究金刚石线和石块之间的相互作用[13]。

钢丝锯是一种应用于陶瓷材料的技术[14]。

进一步研究最佳的切削条件的金刚石线和发展起来的一种探讨其磨损的装置[15，16]。

进一步的工作设计创新的钻石珠减少磨粒磨损17]。

最近的工作研究了钎焊金刚石串珠绳锯的性能与烧结金刚石绳锯机上的线比较[18]。

研究了在石材加工过程中破损的金刚石线并投入与工艺参数的关系[19 ]。

因此，还有许多未解决的技术问题。

使用一个或多个金刚石线框方形或切割块的方法在许多加工公司之间传播，即使他们提出了许多技术上的限制，如的金刚石线成本高，频繁的休息金刚石线锯在切割过程中，切割表面质量差，切割过程危险，并且生产力甚至低于现有采石场里正在使用的相同的工具。

目前的工作表明，一个创新的原型机切割石材用金刚石线。

所开发的机桥架根据其中两滑轮进给速度来移动金刚石线对块石。

金刚石线在两滑轮之间以切削速度移动。

拉伸力施加到金刚石线与石头的接触过程中，而不是把它沿直线方向平行的基础。

金刚石线的扭曲的利用导线本身更有效率和更安全，因为穿的每个单珠切割时磨损均匀。

均匀磨损的单珠增加了线的寿命。

此外，该样机允许线工作有一个弯曲大于商业植物，在切削功率是固定的情况下。

较大的弯曲是一个的切削力分量垂直于增加切削速度。

所开发的原型是由感官系统提供测量切削力和拉伸力在试验测试的金刚石线。

在这种方式中，它是可以验证的原型装置的功能。

2、新的原型机器

新的原型机有一个基础由梁头450组成，被锚定到地球上做混凝土基础。

两梁焊接到地下室，他们是两个耦合管200。

电动减速器安装在每个梁上；它是由一个支持系统通过螺母和螺钉构成，动滑轮将金刚石线（6）确定切削过程中线与块之间的相对位置。

两个滑轮在两梁之间与进给速度。

另外两个滑轮固定在地下室，其作用是偏离沿闭合路径的线路。

图1

沿封闭路径移动电线，三相电15千瓦的发动机

（2）ismounted幻灯片上沿一个单一的运动轨道（3）。

一个液压致动器移动幻灯片。

滑轮耦合对发动机轴金刚石线确定移动切削（切削速度）。

切割速度可调。

液压动作的驱动装置和通过施加张力TS钻石丝滑。

开发的机器允许切削时线弯曲，这是创新的原型介绍设备。

弯曲半径取决于张力和切削功率。

线的优势弯曲我在在下面的文章中深入讨论。

3、过程分析

一个钻石珠属于金刚石线切削力，可以预计在提交沿切削速度，称为FT，和垂直于切削速度，称为FN（图2）。

此外，有一个扭矩CP基于左右珠轴之间。

FT组件需要删除石力的总的摩擦强度。

组件FN连接到该材料强度的金刚石线锯。

线锯的CP扭矩是由于对金刚石线施加扭转在组装。

它允许珠进行至少一从入口到出口的彻底革命与石块的均匀磨损小珠表面。

除了切削力，钻石珠还受到拉伸力和离心力。

图2

图3

每个导线弯曲切割时都有一个无穷小的部分线，通过角度Dα识别，它是根以下的力量，忽略扭矩CP一般很低：

1。

张力T和DT。

2。

材料的强度沿垂直于切削速度，DFN = R D PT⋅⋅α，PT是具体作用在单位长度的线压力，R是的电弧在切割线具有半径。

这被视为是线常数，因为它是无穷的。

3。

切削力由于石头的去除和摩擦强度DFT = DFN⋅（K+ F），其中F是摩擦系数K是一个常数，假设下有切削力之间的比例沿垂直于切削速度和密度切削速度的DFN。

它是线运动的切线在切割。

4。

离心力，DFC = Q⋅V2α⋅D，其中Q是质钢丝的单位长度和v是切削速度。

考虑导线直径的低值，该力可以施加到其重心。

因此，平衡所施加的力沿两制定轴–Y这是那些机器：

考虑导线直径的低值，该力可以应用到其重心。

因此，在机器上如何施加的力的平衡是制定X–Y轴区域的关键：

（1）

（2）

因为

，所以它可能近似，

；

（3）

（4）

（5）

（6）

可以通过计算一个粗略的估计，忽略离心力，有压力角作为一个功能的张力T和半径r：

（7）

然后，联立方程式（4）和（5），可得出下列微分方程：

（8）

把

带入公式8并进行整合，

（9）

其中

是考虑到极限的情况，解决之后：

（10）

因此，我们可能得出的结论是：

（11）

通过推广到一般

角和忽略离心力，由于切削速度很低，公式11可写成：

（12）

带入公式7可得：

（13）

图4

（14）

（15）

因此，作用在每个珠沿着特定的压力与切割块增加沿接触弧切割从入口到出口方向与接触石，如图4所示。

4、实验测试

进行了实验测试，验证实际工作新的样机（见图5）。

第一组测试是用来研究的工作对金刚石线张力四级机如下

图5

图6

128，144，160，和176兆帕。

一个36珠金刚石线/M和切割速度35米/秒。

用于测试的材料是撒丁灰色花岗岩。

它的切削速度和珠数考虑到工业上使用的价值选择由钢丝生产厂家的建议。

所使用的冷却液是水。

在每一个测试中，一旦固定切削条件达到，切中断为了看到弯曲要通过五次测量的金刚石线通过假定，如图6所示为一个张力128MPa的钻石线，其承担几乎相同的弯曲切割时，滴底块石的材料去除量；由线增加从入口到出口的与石材接触，由于具体的增加压力角。

同样的趋势是所有的观察值的张力，如图7所示。

此外，该弯曲与金刚石绳下降假定的拉伸stressfinally增加的生产力，通过降低所施加的张力过程增加；事实上，它是用以与128mpa2.84m2/h1.54m2/h176mpa。

这是可能是由于这样的事实，以保持恒定的切削功率到设定值，数值控制移动滑轮（5）沿梁（4）通过增加切削力对切割速度的垂直分量。

这是正常的组件通过克服材料的强度的切削效率和生产率的提高.

图7

原型机的最小有效张力值为128MPa，因为较小的值包括金刚石线摆动伸出的座椅滑轮。

实验的第二组进行评估机器的生产率为不同类型的石线。

两种金刚石线参与；40和36珠/m的张力为128 MPa，最小可达值这是考虑张力值之间的最佳值。

图8显示了生产力，测量每小时能够切割多少平方米米，与由线切割各种石材36珠/米；它的值的范围从2至5平方米/小时，相同的结果由于电线40珠/米。

考虑到商业上具有生产力的范围从0.7到1.5平方米/小时，值得注意的是，新的原型机可以增加一倍，生产力的独立的考虑石（表1）。

最后，进行的测试呈均匀磨损的金刚石串珠和良好加工表面的质量。

图8

通过观察到的金刚石串珠的磨损用光学显微镜放大倍率×50。

表面10珠沿金刚石线放置来监测整个切割过程。

结果表明，在初始过渡阶段，磨损是限制的一部分珠表面；这可能是由于一个偏心的在生产过程中产生的珠子。

一次短暂的期克服，涉及整个表面的磨损的珠。

这一点，钻石的轴向旋转线切割过程中。

因此，考虑珠分为四类，即整体粒，平滑粒，粮食，破碎粒，拔出粒的百分比在切割过程中测得各类珠粒。

结果显示一个大的百分比组成的颗粒和一小部分平滑和拔出的颗粒。

此外，在切割过程中保持这些比例几乎不变；这一点正确的面对金刚石磨粒切削。

实验测试表明，与36的生命线珠13.6平方米/米/米等于这个值同意。

在相应日期的商业机器。

的质量的评估是通过使用这个装置flatness杂志。

结果显示的几何；0.5毫米，这是一个可接受的值，是由于锯粗加工。

5、结论

本工作表明一个新的原型机切割石材用金刚石线块。

该样机已经允许看到钻石电线切割时，滴上面的石头块底。

量的材料从入口到线增加删除与石材接触出口的增加，由于具体的压力。

同样的趋势是所有的观测认为值的张力。

此外，弯曲的假定由金刚石串珠绳的张力的增加减少。

通过减少过程的生产率提高所施加的张力；事实上，它是1.54平方米/小时176 MPa2.84平方米/小时128兆帕。

这些值表明，新样机双打商业生产力机，通常范围从0.7至2.5平方米/小时重要的结果是独立的加工石。

最后，进行的测试显示均匀的金刚石磨损珠和高质量的加工表面。

进一步的研究目的采用不同的优化切削性能工艺参数，如切削速度等。

参考文献

1.JerroHD,PamgSS,YangC,MirshamsRA（1999）Kinematics

analysisofthechippingprocessusingthecirculardiamondsaw

blade.TransASMEJManufSciEng121:

257–264

2.BrachK,PaiDM,RattermanE,ShawMC（1998）Grindingforces

andenergy.TransASMEJEngInd110:

25–31

3.AscheJ,TönshoffHK,FriemuthT（1999）Cuttingprinciples,wear

andapplicationsofdiamondtoolsinthestoneandcivilengineering

industry.ProcDialToolsConf1:

151–157

4.TönshoffHK,WarneckeG（1982）Researchonstonesawing.In:

HornbeamPD（ed）AdvancesinUltrahardMaterialsApplications

Technology.Volume1.DeBeersIndustrialDiamondDivision,London,

pp36–49

5.KonstantyJ（2002）Theoreticalanalysisofstonesawingwithdiamonds.

JMaterProcessTechnol123:

146–154

6.PaiDM,RattermanE,ShawMC（1989）Grindingswarf.Wear

131:

329–339

7.WangCY,ClausenR（2002）Marblecuttingwithsinglepointcutting

toolanddiamondsegments.IntJMachToolsManuf42（2002）:

1045–

1054

8.DiIlioA,TognaA（2003）Atheoreticalwearmodelfordiamond

toolsinstonecutting.IntJMachToolsManuf43:

1171–1177

9.CarrinoL,PoliniW,TurchettaS（2004）Testprotocolformicrogeometric

wearofsintereddiamondtools.Wear257:

246–256

10.PoliniW,TurchettaS（2007）Monitoringofdiamonddiskwearin

stonecuttingbymeansofforceoraccelerationsensors.IntJAdv

ManufTechnol35（2007）:

454–467

11.TurchettaS（2012）Cuttingforceanddiamondtoolwearinstone

machining.IntJAdvManufTechnol61:

441–448

12.ErsoyA,BuyuksagicS,AticiU（2005）Wearcharacteristicsof

circulardiamondsawsinthecuttingofdifferenthardabrasiverocks.

Wear258（9）:

1422–1436

13.TonshoffHK,Hillmann-ApmannH（2002）Diamondtoolsforwire

sawingmetalcomponents.DiamRelatMater11:

742–748

14.HsuCY,ChenCS,TsaoCC（2009）Freeabrasivewiresawmachining

ofceramics.IntJAdvManufTechnol40（5–6）:

503–511

15.OzcelicY,KulaksizS,CetinMC（2002）Assessmentofthewearof

diamondbeadsinthecuttingofdifferentrocktypesbytheridge

regression.JMaterProcessTechnol127（2002）:

392–400

16.OzcelicY（2008）Developmentofasinglediamondbeadtestmachine

formarblecutting.IndDiamRev68

（1）:

56–62

17.FratiniL,LiguoriV,OritiB（2002）Ontheslabbingofstonesthrough

diamondwirecuttingoperations,Proc.Inst.Mech.Eng.,PartC.J

MechEngSci224:

143–148