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花岗岩钻削加工温度的影响因素

时间:2014-04-28 09:57:42

作者:世邦机器

在石材钻削中,由于金刚石钻头与石材之间的相对高速运动而在其接触界面产生复杂摩擦学现象。金刚石钻头与石材之间摩擦,由于石材导热性差,大部分热量传到金刚石刀头中,使金刚石钻头表面温度升高,造成金刚石石墨化,金刚石切削能力降低,同时导致钻头基体产生热疲劳,强度和刚度降低,加工石材时噪声增加,振动加剧,钻头寿命降低,严重时金刚石刀头脱落,对操作者造成伤害,同时也影响加工质量和加工效率。采用合理加工参数,有利于提高金刚石钻头使用寿命和降低加工成本,提高加工质量,

金刚石钻头加工花岗岩时,影响钻头表面温度参数很多,其中包括加工参数、金刚石性能、结合剂性能、石材物理学性能、冷却参数等。

(1) 进给速度对钻削加工温度的影响采用不同的进给速度,金刚石钻头表面温度都随加工时间的增大而加大。在加工初期阶段,温度增加比较缓慢,当加工时间达到一定阶段后,温度会急剧增加。当面温度是初始的5倍。采用较小的进给速度时加工区温度上升较慢,在进给速度较大时,温度上升较为明显,钻头加工石材产生的热量增多。由于钻削过程中,金刚石钻头与石材表面产生很大摩擦,导致金刚石钻头表面温度上升。由于石材的导热率很低,而金刚石节块的导热率很高,很大一部分热量传导到金刚石钻头上,导致金刚石钻头表面温度升高。由于进给速度增加。单位时间内切割面积增加,刀具接触石材次数增加,表面温度增加。

(2)钻头转速对钻削加工温度的影响一殷情况下.钻削石材时金刚石钻头表面温度随钻头转速(主轴转速)增加而增加。但是温度上升不明显.主轴转速增加使单位时间内金刚石颗粒与摩擦次数增加,接触时间长,由此导致表面温度增加。

(3)石材性能对钻削加工温度的影响以花岗岩、大理石和砂岩为例,相同工艺条件下,钻削花岗岩时金刚石表面温度非常大,而加工砂岩时表面星度较低,加工大理石时的温度在两者之间。

通过石材性能参数得知,花岗岩密度为2,5~2,7kg/cm³、抗压强度为120~250MPa,大理石的密度为2,5~2,7kg/cm3、抗压强度为47~120MPa.砂岩的密度为2,2~2,5kg/cm³、抗压强度为47~120MPa。三种石材的密度基本一致,但是花岗岩的抗压强度圆圆大于大理石和砂岩,几乎是大理石和砂岩的两倍。石材强度增加,切削力加大,金刚石刀具磨损严重,导致金刚石钻头表面温度升高。如采用干式钻削花岗岩时,金刚石刀具表面温度上升很快,同时温度很高,易导致金刚石钻头表面温度急剧增高,金刚石磨损严重和金刚石刀头脱落,因此花岗岩钻削时一定须施加冷却液,对烧结金刚石应采用铜焊货激光焊接,可以保证焊接处耐高温,不至于金刚石刀头焦躁脱落。

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