有序排列工藝制造的金剛石切割片整體受力分析

  金剛石切割片鋸切巖石等硬脆材料時一個鋸片對巖石等硬脆材料不斷的磨削的過程，在該過程中，金剛石切割片除了受到主軸給予的扭矩作用外，還有受到鋸切接觸弧區(qū)內(nèi)巖石等硬脆材料對鋸片的作用力。

  該作用力是衡量鋸切工藝參數(shù)合理性、鋸片使用壽命、主電機消耗功率、鋸切加工質(zhì)量和巖石等硬脆材料的可鋸切性等方面的重要依據(jù)。

  金剛石切割片的切割方式按切割方向的不同可以分為順切和逆切兩種，其中順切是指金剛石切割片的旋轉(zhuǎn)方向和被加工工件的進給方向相同，逆切是指金剛石切割片的旋轉(zhuǎn)方向和被加工工件的進給方向相反。

  在鋸切過程中，金金剛石切割片刀頭對巖石產(chǎn)生法向力FN和沿線速度方向的切向力FT兩個切割力。切向力FT是金剛石切割片的主切割力，直接決定著切割功率，而法向力FN則決定著鋸片的剛度、切割穩(wěn)定性和耐磨性。

  根據(jù)力的作用是相互的原理，金剛石切割片刀頭會受到巖石作用的切向力Ft和法向力Fn。由于直接測量切向力Ft和法向力Fn比較困難，于是把切向力Ft和法向力Fn分解成沿被加工工件進給方向的切割力Fx和沿鋸切深度方向的垂直力Fy,再用測力系統(tǒng)測出切割力Fx和垂直力Fy就比較容易。

  根據(jù)有序排列金剛石切割片空轉(zhuǎn)時的電流值I0 以及有序排列鋸片鋸切時的穩(wěn)定電流值I1 ，有序排列鋸片在鋸切過程中消耗的功率P可以通過以下的式子進行計算：

P=U₀  ×  (I₁ -I₀ )

  式中：U0 為切割機的工作電壓，一般為380伏。

  已知切割機的轉(zhuǎn)速為w，切向力Ft 、法向力Fn 與切割力Fx 、垂直力Fy、功率P之間滿足下列關系式：

  式中：D為有序排列鋸片直徑。

  通過上式可以求得有序排列花崗巖鋸片所受到的切向力Ft 和法向力Fn，通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，金剛石切割片所受切向力Ft一般只有其所受法向力Fn的0.20-0.35倍。