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花岗石的切割加工是花岗石板材生产过程中重要的一道工序,目前花岗石的切割仍以金刚石圆锯片锯切为主。锯切过程中节块表面状态是一切影响因素的综合反映,国内外学者一直期望能够通过对节块表面状态的研究来揭示锯切过程的本质。然而由于本身的复杂性和研究手段的限制,节块表面状态一直无法有效的量化测量和评价。与此同时,作为锯切过程中一个重要的参量,锯切力也得到了深入的研究,然而由于节块表面状态的影响,很难建立一个统一的锯切力相对于锯切参数的变化关系,而且不同研究结果之间的可比性也很差。因此,定量评价节块表面状态,研究锯切力与锯切参数、节块表面状态的依赖关系是金刚石工具研究中的一个重要课题。 本论文以大切深为研究对象,采用视频监测的方法在一定程度上量化识别节块表面状态,并通过特殊的修整方案分开讨论锯切参数与节块表面状态对锯切力的影响。首先,通过用耐火砖修整保证锯切前后节块表面状态一致,研究锯切力与锯切工艺参数、锯片形状、工件材料以及锯切方式之间的关系;其次,在锯片充分修整后,控制锯切参数一致,研究磨损过程中锯切力与节块表面状态的关系,定量分析节块表面状态的两个重要组成部分——金刚石磨损状态及出刃高度对锯切力的影响。 全文的主要研究结果概括如下: 1.花岗石锯切过程中,锯切切向力和法向力随着锯切深度或进给速度的增大而增大,而锯切深度对锯切力的影响程度比进给速度大;当固定锯切深度和进给速度情况下锯切花岗石时,锯切切向力和法向力随着锯片圆周线速度的增大而减小。 2.固定加工参数锯切花岗石时,顺切时的锯切力一般比逆切时要小。 3.锯切过程中,完整晶形和微观破碎所占比例越大,宏观破碎和脱落比例越小,锯切力越小:反之,则锯切力越大。一般情况下,磨粒平均出刃高度越高,锯切力越小;反之,则锯切力越大。 4.本实验中,锯切力与完整晶形、微观破碎、宏观破碎、脱落的比例的相关性较大,与平均出刃高度、磨平、刚出露的比例相关性不大。 5.花岗石锯切过程中,金刚石磨粒与花岗石之间的耕犁划擦作用主要和磨粒磨损状态有关,而锯屑流与金属结合剂、金刚石之间的摩擦作用则和磨粒出刃高度有很大关系。在本文的磨损实验中,锯切力用于克服耕犁划擦作用的比重比用于克服摩擦作用大。 这些结论为研究花岗石大切深锯切技术、研究节块磨损、提高节块性能、指导金刚石锯片的制造以及优化锯切参量提供了参考依据。