随着石材生产量和贸易额的迅猛增长,有关石材资源浪费的问题越来越引起广泛的关注,尤其是对于高档花岗石来说,更是如此。金刚石圆锯片锯切是花岗石板材最常用的加工方法。常规的圆锯片,厚度较大,严重影响了板材的出材率,造成了资源浪费,加重了环境的污染,而且能耗相对较高。因此,减薄锯片的厚度成为金刚石圆锯片主要发展趋势之一。但是对于薄锯片的锯切,又存在一系列的问题,最主要的问题就是锯片刚度的下降,在锯切力的作用下,锯片基体存在不同的应力区,使锯片变形严重,振动加剧,降低了锯片的寿命以及产品的质量,同时增加了加工过程中的噪声。针对这样的问题,提高锯片的转速被提出来,已有研究发现,提高锯片的转速可以提高锯片的动态刚度,轴向刚度和临界载荷。常规的花岗石板材锯切中,锯片线速度一般在30m/s左右,本论文尝试用2mm厚的锯片把线速度提高到50m/s~80m/s来锯切花岗石,通过测量锯切花岗石加工过程中功率的消耗以及锯片承受的水平力和垂直力,并通过计算获得锯切比能(即去除单位体积的花岗石所消耗的能量)、单颗金刚石磨粒所承受的切向力和法向力、以及它们与锯切过程参量(如最进给速度,锯切深度、大切削厚度等)的对应关系等,初步建立数学物理模型,从而为定量描述花岗石的高速锯切过程、金刚石节块的制造以及锯切机械的设计提供基础数据和依据。另外,本论文通过对锯片节块高速磨损过程中的表面形貌跟踪实验,来研究高速锯切过程中锯切力和锯片节块表面形貌的对应关系。通过研究发现:(1)随着锯片圆周线速度的提高,锯切深度对锯切力的影响程度增大。在高速锯切过程中,更应该采用小切深大进给速度的锯切工艺,另外,随着锯片线速度的提高,锯切力和力比降低,使锯切过程更容易。(2)锯片线速度提高后,锯切深度与进给速度对锯切能量的影响规律和程度都基本上没有什么变化,但是却导致锯切能量的提高;对于同样的材料去除率和最大切屑厚度,锯切线速度的提高,导致的比能消耗都有所提高,尤其是在小去除率和小的切屑厚度时,比能增加的程度更大。(3)高速锯切花岗石过程中,消耗在花岗石断裂、锯屑动能方面的能量很少,消耗在锯片对锯屑摩擦上的能量大致占17%~30%,其余的大部分能量是消耗在锯片对花岗石的划擦上。划擦消耗的单位宽度锯切功率Pg ’与单位时间单位宽度内金刚石颗粒耕犁面积Sw’有很好的线性关系。(4)高速锯切花岗石过程中,锯切力和锯片表面的金刚石形貌有较好的相关性。金刚石磨粒的主要失效形式为脱落和宏观破碎,这两种状态的比例超过了50%。