花崗巖鉆削加工溫度的影響因素

時(shí)間：2014-04-28 09:57:42

作者：世邦機(jī)器

在石材鉆削中，由于金剛石鉆頭與石材之間的相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)而在其接觸界面產(chǎn)生復(fù)雜摩擦學(xué)現(xiàn)象。金剛石鉆頭與石材之間摩擦，由于石材導(dǎo)熱性差，大部分熱量傳到金剛石刀頭中，使金剛石鉆頭表面溫度升高，造成金剛石石墨化，金剛石切削能力降低，同時(shí)導(dǎo)致鉆頭基體產(chǎn)生熱疲勞，強(qiáng)度和剛度降低，加工石材時(shí)噪聲增加，振動(dòng)加劇，鉆頭壽命降低，嚴(yán)重時(shí)金剛石刀頭脫落，對(duì)操作者造成傷害，同時(shí)也影響加工質(zhì)量和加工效率。采用合理加工參數(shù)，有利于提高金剛石鉆頭使用壽命和降低加工成本，提高加工質(zhì)量，

金剛石鉆頭加工花崗巖時(shí)，影響鉆頭表面溫度參數(shù)很多，其中包括加工參數(shù)、金剛石性能、結(jié)合劑性能、石材物理學(xué)性能、冷卻參數(shù)等。

（1）進(jìn)給速度對(duì)鉆削加工溫度的影響采用不同的進(jìn)給速度，金剛石鉆頭表面溫度都隨加工時(shí)間的增大而加大。在加工初期階段，溫度增加比較緩慢，當(dāng)加工時(shí)間達(dá)到一定階段后，溫度會(huì)急劇增加。當(dāng)面溫度是初始的5倍。采用較小的進(jìn)給速度時(shí)加工區(qū)溫度上升較慢，在進(jìn)給速度較大時(shí)，溫度上升較為明顯，鉆頭加工石材產(chǎn)生的熱量增多。由于鉆削過程中，金剛石鉆頭與石材表面產(chǎn)生很大摩擦，導(dǎo)致金剛石鉆頭表面溫度上升。由于石材的導(dǎo)熱率很低，而金剛石節(jié)塊的導(dǎo)熱率很高，很大一部分熱量傳導(dǎo)到金剛石鉆頭上，導(dǎo)致金剛石鉆頭表面溫度升高。由于進(jìn)給速度增加。單位時(shí)間內(nèi)切割面積增加，刀具接觸石材次數(shù)增加，表面溫度增加。

（2）鉆頭轉(zhuǎn)速對(duì)鉆削加工溫度的影響一殷情況下．鉆削石材時(shí)金剛石鉆頭表面溫度隨鉆頭轉(zhuǎn)速（主軸轉(zhuǎn)速）增加而增加。但是溫度上升不明顯．主軸轉(zhuǎn)速增加使單位時(shí)間內(nèi)金剛石顆粒與摩擦次數(shù)增加，接觸時(shí)間長，由此導(dǎo)致表面溫度增加。

（3）石材性能對(duì)鉆削加工溫度的影響以花崗巖、大理石和砂巖為例，相同工藝條件下，鉆削花崗巖時(shí)金剛石表面溫度非常大，而加工砂巖時(shí)表面星度較低，加工大理石時(shí)的溫度在兩者之間。

通過石材性能參數(shù)得知，花崗巖密度為2，5～2，7kg/cm³、抗壓強(qiáng)度為120～250MPa，大理石的密度為2，5～2，7kg/cm3、抗壓強(qiáng)度為47～120MPa．砂巖的密度為2，2～2，5kg/cm³、抗壓強(qiáng)度為47～120MPa。三種石材的密度基本一致，但是花崗巖的抗壓強(qiáng)度圓圓大于大理石和砂巖，幾乎是大理石和砂巖的兩倍。石材強(qiáng)度增加，切削力加大，金剛石刀具磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致金剛石鉆頭表面溫度升高。如采用干式鉆削花崗巖時(shí)，金剛石刀具表面溫度上升很快，同時(shí)溫度很高，易導(dǎo)致金剛石鉆頭表面溫度急劇增高，金剛石磨損嚴(yán)重和金剛石刀頭脫落，因此花崗巖鉆削時(shí)一定須施加冷卻液，對(duì)燒結(jié)金剛石應(yīng)采用銅焊貨激光焊接，可以保證焊接處耐高溫，不至于金剛石刀頭焦躁脫落。