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关于石材的钻头钻削

更新时间:2016-09-23

关于石材的钻头钻削
  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接触界面上产生各种复杂的摩擦现象。金刚石钻头与石材之间的摩擦,由于石材的导热性差,大部分热量传到金刚石刀头中,从而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,加工石材时噪音增加,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,与此同时也影响加工质量和加工效率。研究金刚石钻头钻削参数对其表面温度的影响,找出影响表面温度因素关系和规律,确定合理加工参数,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。
  (一)进给速度与金刚石钻头表面温度关系
  金刚石钻头加工石材时,影响钻头表面温度的参数有很多,其中包括金刚石性能、结合剂性能、石材物理力学性能、加工参数、冷却参数等等。由于钻削过程中,金刚石钻头与石材表面产生很大的摩擦,导致金刚石钻头表面温度上升。由于大理石的导热系数很低,而刀具的导热系数很高,很大一部分热量传导到金刚石钻头上,从而导致金刚石钻头表面温度升高。由于进给速度增加,单位时间内切割面接增加,刀具接触石材次数增加,表面温度增加。进给速度为15mm/min,主轴转速分别为300rpm、400rpm、500rpm,钻削大理石时金刚石钻头表面温度与钻削时间关系曲线。从总体上看,温度随时间的增加而直线上升。
  (二)主轴转速与金刚石钻头表面温度关系
  主轴转速为300rpm,进给速度为15mm/min时.加工不同石材金刚石钻头表面温度平均值。通过石材性能得知,花岗岩密度2.5~2.7kg/cm3、抗压强度120~250MPa,大理石的密度为2.5~2.7kg/cm3、抗压强度47~120MPa,砂岩的密度为2.2~2.5kg/cm3、抗压强度47~120MPa。三种石材的密度基本上是一致的,但是花岗岩的抗压强度远远大于大理石和砂岩,几乎是大理石和砂岩的2倍。石材强度增加,所以切削力加大,从而金刚石刀具磨损严重,导致金刚石钻头表面温度升高。
  (三)石材种类与金刚石钻头表面温度
  采用金刚石钻头加工石材时,主轴转速和钻削速度等加工参数对刀具表面温度影响很大。刀具表面温度随主轴转速和进给速度的增加而增加。金刚石钻头表面温度随钻削时间增加大同时与钻削时间成正比。石材性能对金刚石钻头表面温度影响也是很大。在相同条件下钻削花岗岩时钻头表面温度是大理石的2倍,是砂岩的5倍。干钻削时应采用冷却液,防止金刚石钻头磨损严重。对烧结金刚石应采用铜焊或激光焊接。可以保证焊接处耐高温,不至于金刚石刀头较早脱落
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