有序排布金刚石锯片的研究

论文摘要

传统的金刚石锯片中,金刚石是随机分布在锯片胎体中的,因此会出现某些地方金刚石多,某些地方金刚石少的问题。对于整个切割过程而言,传统锯片出现的问题有:金刚石利用率低下;锋利性和寿命相互制约,很难同时提高;同一批次同一配方的产品出现切割质量不稳定等。为了有效地解决传统锯片出现的这些问题,有关人员提出了金刚石在刀头中均匀分布的理论。均匀分布指的是金刚石在胎体中完全按设计方式有序地分布。有序排布金刚石锯片能同时提高锯片的锋利性和寿命,增加金刚石利用率,提高锯片切割质量的稳定性。本课题主要研究了如下几个方面的问题:1.设计出一种合适的方法来制作有序排布金刚石锯片,使金刚石颗粒能够按照设计方式100%有序地排列在刀头胎体中。2.从理论上分析比较了有序排布金刚石锯片同传统锯片之间的差异,提出了有序排布锯片中金刚石横向间距和纵向间距的设计方法,以及金刚石参数和胎体配方设计的基本原则。3.通过一系列的试验,比较了有序排列锯片和无序排列锯片切割性能的差异,设计的部分有序排布锯片取得了良好的切割效果。并且比较了不同排布参数、金刚石参数、胎体配方以及刀头形状时,有序排列锯片切割性能的变化。4.指出了该课题可以进一步深入的领域。根据锯片的切割原理可以进一步改进金刚石的排列方式,从而更好地提升锯片的性能。有序排布除了能应用在金刚石锯片上之外,还可以在磨轮、薄壁钻等金刚石工具上应用。该技术的发展,必然引起金刚石工具界的巨大变革。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 金刚石圆锯片的历史以及发展方向
• 1.1.1 金刚石圆锯片的历史
• 1.1.2 金刚石圆锯片的研究方向
• 1.2 国内外有序排布技术研究成果
• 1.3 课题研究的内容和意义
• 1.3.1 课题的研究内容和主要创新点
• 1.3.2 课题的研究意义
• 第二章 有序排布金刚石锯片的制作工艺
• 2.1 有序排布金刚石锯片制作流程
• 2.2 薄坯质量问题分析
• 2.2.1 粉末性能对压制质量的影响
• 2.2.2 压制废品的分析
• 2.3 胶粘剂的选择
• 2.4 其他工序注意事项
• 2.5 本章小结
• 第三章 有序排布金刚石锯片的设计原理
• 3.1 金刚石锯片锯切机理研究
• 3.1.1 金刚石刻取岩石的机理
• 3.1.2 金刚石的磨损机理
• 3.1.3 有序锯片和无序锯片中金刚石磨损的差异分析
• 3.2 切割过程力学分析
• 3.2.1 锯片整体受力分析
• 3.2.3 有序排布锯片单颗金刚石受力分析
• 3.3 有序排布锯片排布参数的设计
• 3.3.1 横向间距对切屑厚度的影响
• 3.3.2 有序片和无序片中切屑状态的对比
• 3.3.3 纵向间距的设计
• 3.4 金刚石参数设计
• 3.4.1 金刚石参数设计原理
• 3.4.2 锯切用金刚石的选择
• 3.4.3 有序排列锯片金刚石的选用
• 3.4.4 有序排布刀头中金刚石浓度的计算
• 3.5 有序排布金刚石锯片的配方设计原理
• 3.5.1 胎体的磨损机理
• 3.5.2 胎体应具备的特性
• 3.5.3 胎体常用的金属粉末及其性质
• 3.5.4 金刚石锯切工具粘结剂中元素的作用
• 3.5.5 有序片胎体配方设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 有序排布金刚石锯片的切割应用情况
• 4.1 试验准备
• 4.1.1 混凝土的准备
• 4.1.2 花岗岩的准备
• 4.1.3 切割机准备
• 4.2 有序排列锯片与无序排列锯片试验对比分析
• 4.2.1 试验情况及结果
• 4.2.2 试验结果分析
• 4.3 有序排布中排布参数对切割性能的影响
• 4.3.1 试验情况以及结果
• 4.3.2 试验结果分析
• 4.4 有序排布中金刚石参数的使用
• 4.4.1 试验过程和结果
• 4.4.2 实验结果分析
• 4.5 胎体配方和刀头形状对有序排布锯片的影响
• 4.5.1 试验过程及结果
• 4.5.2 试验分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 课题研究结论及进一步研究建议
• 5.1 课题结论
• 5.2 课题进一步研究建议
• 5.2.1 前密后疏式有序排布
• 5.2.2 相邻刀头间的差异排布
• 5.2.3 有序排布在磨轮和薄壁钻头上的应用
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果