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【摘要】:近几年来,由于锯切的方法的逐渐增多,使得锯条应用的发展已经从工具钢锯条、硬质合金焊接锯条,发展到高速钢焊接锯条和目前的双金属带锯条,虽然双金属带锯条克服了普通锯条的易断、寿命短、耗材多等缺点在很多发达国家得到了很广泛的推广和应用,但在中国,由于行业发展起步晚和设备、技术相对落后的原因,双金属带锯条在锯条的耐磨性方面的研究还没有得到更好的发展。因此,对双金属带锯条的研究和優化是非常必要的。
【关键词】:双金属带锯条;锯切性能;磨损;耐磨性
1.双金属带锯条的研究背景和发展状况
随着近几年来钢材性能的提高和新材料种类的增加,对工业生产中锯切的要求也是越来越高,而锯条又是生产中主要的消耗品,因此,对于双金属带锯条的优化研究也是势在必行。从市场方面来看,对双金属带锯条锯切产品需求日益增加,从2011年到2016年带锯条总销量来看,双金属带锯条的产量和销量占市场规模百分比达到87.3%。从工业生产需求来看,锯切作为机械加工很重要的工序,对锯条的切削性能有很大的要求,而双金属带锯条具有;弹性好,寿命长,不易折断,切削能力强,节材,节能,高效的特点在市场消费日益庞大。
总之,对于双金属带锯条的设计及研发对带锯锯切具有重要意义。
双金属带锯条的出现不仅解决了目前传统钢锯条易断、效率低、寿命短、耗材多等缺点,而且还能对它进行再次加工,像利用等离子体技术对锯齿进行渗铬、渗钨,以提高其切削能力,外观方面还能进行离子镀处理,以提高其美观。鉴于双金属锯条具有许多与普通锯条无法比拟的优点,因而在一些发达国家,诸如美国、德国、日本得到了广泛的推广和应用。而他们对于他的研究也是相当成熟,出口率也是逐年上升。而我国由于双金属带锯条行业发展存在企业缺少创新,竞争力比国际企业差,资源投入相对较少,生产设备相对国外先进水平差很多等原因,对于双金属带锯条的研究仍然停留在增效、降耗、节材的层面上,而对于带锯条容易掉齿、断裂、不耐磨的研究并没有提出有效的解决方案 ,特别是对于锯切过程中带锯条的寿命和磨损方面的研究,未见报道。
根据带锯条的使用性能带锯条要经过松驰、整平,锯齿要经过压料或拨料等过程,因此锯条所用的钢材要有足够的韧性,在维修时不会断裂。带锯条的耐磨性是随其硬度的增加而增加的,因此锯身在满足韧性要求的前提下应该尽可能硬。而在相同硬度的情况下,如何提高带锯条的耐磨性就很有研究必要了。
从实践经验来看,高强度的钢材料的热膨胀系数较高,使得锯条工作时易于受摩擦而使得齿间磨损过快,使用寿命太短,影响加工质量。
而针对锯条磨损问题外国已经有人做了研究,如美国lenox公司研究的ARMOR“装甲”系列带锯条产品,这类产品使用了铝钛氮镀层技术,有硬质合金齿尖的Armor CT Black 带锯条,提高了切削速率,降低了切削时间,从而加速了生产率。Armor RX+ 带锯条, 专为切削结构钢设计,铝钛氮镀层技术为其增强了切削性能,保护了齿部在切削时遇到的热量和磨损,大大地延长了锯条的使用寿命。加拿大温哥华的Cot:c工程公司近来研究了线性热松驰的锯机,让锯条刚度和温度差一起作为控制变量,且用感应加热来达到所需要的温度梯度。这种热松驰系统可以控制锯切的热量来减少表面磨损。加里福尼亚雪松产品公司为锯齿焊硬质合金和拄锯片跑直和松驰做了研究。记录每次换锯条之间的工作时间,换锯条、重新焊齿尖和齿槽重新刃磨的原因及分析意见。锯片松驰的程度是用频谱分析仪测得锯片固有振动频率从零到四个波节直径振动波型的变化计算得到。因为即使锯片刚度上很小的变化也会引起锯片频率的变化,测得的固有频率为锯片维护者在松驰锯片时为控制锯片质量提供了精确的依据。这样可合理分析得到减少锯条磨损的方法。但是他们的方法耗时长且对大量的数据分析整理不方便,容易出现偏差,不易操作。
那为了解决这个问题,就得对锯条磨损的原因进行分析:
(1)锯条原材料选择不恰当;由于锯条的使用性能,应选用有较好的塑形、韧性和强度,以及一定硬度,能承受震动和冲击负荷的原材料
(2)锯切速度;锯切过程中一般都建议使用中档,这样能减少锯条的磨损。
(3)冷去液浓度不够或用量过少;锯切过程中会因摩擦而产生热量,温度升高,加速锯齿磨损。
(4)锯切时选用不当;不分锯切材质就任意使用,会使锯条严重受损。
分析出原因,我们就可以对锯条进行仿真模拟实验,针对影响磨损因素的问题来确定实验方法和解决方案。如:进行抗压能力的测试来选择材料,模拟锯切过程中速度对锯条的影响等,这样可以分析出锯条磨损的主要因素从而得出提高耐磨性的方法。这样的实验取材少、便于观察、数据可进行分类分析和整理,操作简单。
2.扩展研究方向
由于目前新型材料的不断新化,对锯切产品的要求也在不断提高,因此,对于双金属带锯条的研究还可以从以下几个方面进行:双金属带锯条磨损的解决方法,考虑因素将增加:齿槽形状、偏齿布置、材料对锯齿磨损等因素。
3.结论
总的来说,因为双金属带锯条的各项突出优点,而使得其在市场需求上受到很大欢迎,但是由于目前我国对双金属带锯条的优化研究还处于一片空白状态,所以,借鉴国外双金属锯条的发展历程,开发出适合于我国国情的双金属锯条是势在必行的,第一,可以提高我国锯条产业发展水平,第二,如果形成规模支柱产业,必定能带动,促进社会和经济的发展。总之,我国双金属锯条是一个方兴未艾的新型产业,如果加大力度开发与投资,定会产生明显的社会效益和经济效益,并促进我国锯条行业的发展。所以对于双金属带锯条的磨损因素及减少锯条磨损对锯切理论研究具有重要意义。
参考文献:
[1]蔡力平.园锯片和带锯条研究的现状和发展[J].木工机床,1987(01).
[2]王塞赛.双金属带锯条热处理及表面强化技术研究[D].大连理工大学,2014.
[3]欧阳武.双金属带锯条的锯削仿真及齿形参数优化[D].湖南大学,2012.
[4]吴建民,崔平正.手动双金属锯条的开发前景[J].新疆石油天然气1997(00).
【关键词】:双金属带锯条;锯切性能;磨损;耐磨性
1.双金属带锯条的研究背景和发展状况
随着近几年来钢材性能的提高和新材料种类的增加,对工业生产中锯切的要求也是越来越高,而锯条又是生产中主要的消耗品,因此,对于双金属带锯条的优化研究也是势在必行。从市场方面来看,对双金属带锯条锯切产品需求日益增加,从2011年到2016年带锯条总销量来看,双金属带锯条的产量和销量占市场规模百分比达到87.3%。从工业生产需求来看,锯切作为机械加工很重要的工序,对锯条的切削性能有很大的要求,而双金属带锯条具有;弹性好,寿命长,不易折断,切削能力强,节材,节能,高效的特点在市场消费日益庞大。
总之,对于双金属带锯条的设计及研发对带锯锯切具有重要意义。
双金属带锯条的出现不仅解决了目前传统钢锯条易断、效率低、寿命短、耗材多等缺点,而且还能对它进行再次加工,像利用等离子体技术对锯齿进行渗铬、渗钨,以提高其切削能力,外观方面还能进行离子镀处理,以提高其美观。鉴于双金属锯条具有许多与普通锯条无法比拟的优点,因而在一些发达国家,诸如美国、德国、日本得到了广泛的推广和应用。而他们对于他的研究也是相当成熟,出口率也是逐年上升。而我国由于双金属带锯条行业发展存在企业缺少创新,竞争力比国际企业差,资源投入相对较少,生产设备相对国外先进水平差很多等原因,对于双金属带锯条的研究仍然停留在增效、降耗、节材的层面上,而对于带锯条容易掉齿、断裂、不耐磨的研究并没有提出有效的解决方案 ,特别是对于锯切过程中带锯条的寿命和磨损方面的研究,未见报道。
根据带锯条的使用性能带锯条要经过松驰、整平,锯齿要经过压料或拨料等过程,因此锯条所用的钢材要有足够的韧性,在维修时不会断裂。带锯条的耐磨性是随其硬度的增加而增加的,因此锯身在满足韧性要求的前提下应该尽可能硬。而在相同硬度的情况下,如何提高带锯条的耐磨性就很有研究必要了。
从实践经验来看,高强度的钢材料的热膨胀系数较高,使得锯条工作时易于受摩擦而使得齿间磨损过快,使用寿命太短,影响加工质量。
而针对锯条磨损问题外国已经有人做了研究,如美国lenox公司研究的ARMOR“装甲”系列带锯条产品,这类产品使用了铝钛氮镀层技术,有硬质合金齿尖的Armor CT Black 带锯条,提高了切削速率,降低了切削时间,从而加速了生产率。Armor RX+ 带锯条, 专为切削结构钢设计,铝钛氮镀层技术为其增强了切削性能,保护了齿部在切削时遇到的热量和磨损,大大地延长了锯条的使用寿命。加拿大温哥华的Cot:c工程公司近来研究了线性热松驰的锯机,让锯条刚度和温度差一起作为控制变量,且用感应加热来达到所需要的温度梯度。这种热松驰系统可以控制锯切的热量来减少表面磨损。加里福尼亚雪松产品公司为锯齿焊硬质合金和拄锯片跑直和松驰做了研究。记录每次换锯条之间的工作时间,换锯条、重新焊齿尖和齿槽重新刃磨的原因及分析意见。锯片松驰的程度是用频谱分析仪测得锯片固有振动频率从零到四个波节直径振动波型的变化计算得到。因为即使锯片刚度上很小的变化也会引起锯片频率的变化,测得的固有频率为锯片维护者在松驰锯片时为控制锯片质量提供了精确的依据。这样可合理分析得到减少锯条磨损的方法。但是他们的方法耗时长且对大量的数据分析整理不方便,容易出现偏差,不易操作。
那为了解决这个问题,就得对锯条磨损的原因进行分析:
(1)锯条原材料选择不恰当;由于锯条的使用性能,应选用有较好的塑形、韧性和强度,以及一定硬度,能承受震动和冲击负荷的原材料
(2)锯切速度;锯切过程中一般都建议使用中档,这样能减少锯条的磨损。
(3)冷去液浓度不够或用量过少;锯切过程中会因摩擦而产生热量,温度升高,加速锯齿磨损。
(4)锯切时选用不当;不分锯切材质就任意使用,会使锯条严重受损。
分析出原因,我们就可以对锯条进行仿真模拟实验,针对影响磨损因素的问题来确定实验方法和解决方案。如:进行抗压能力的测试来选择材料,模拟锯切过程中速度对锯条的影响等,这样可以分析出锯条磨损的主要因素从而得出提高耐磨性的方法。这样的实验取材少、便于观察、数据可进行分类分析和整理,操作简单。
2.扩展研究方向
由于目前新型材料的不断新化,对锯切产品的要求也在不断提高,因此,对于双金属带锯条的研究还可以从以下几个方面进行:双金属带锯条磨损的解决方法,考虑因素将增加:齿槽形状、偏齿布置、材料对锯齿磨损等因素。
3.结论
总的来说,因为双金属带锯条的各项突出优点,而使得其在市场需求上受到很大欢迎,但是由于目前我国对双金属带锯条的优化研究还处于一片空白状态,所以,借鉴国外双金属锯条的发展历程,开发出适合于我国国情的双金属锯条是势在必行的,第一,可以提高我国锯条产业发展水平,第二,如果形成规模支柱产业,必定能带动,促进社会和经济的发展。总之,我国双金属锯条是一个方兴未艾的新型产业,如果加大力度开发与投资,定会产生明显的社会效益和经济效益,并促进我国锯条行业的发展。所以对于双金属带锯条的磨损因素及减少锯条磨损对锯切理论研究具有重要意义。
参考文献:
[1]蔡力平.园锯片和带锯条研究的现状和发展[J].木工机床,1987(01).
[2]王塞赛.双金属带锯条热处理及表面强化技术研究[D].大连理工大学,2014.
[3]欧阳武.双金属带锯条的锯削仿真及齿形参数优化[D].湖南大学,2012.
[4]吴建民,崔平正.手动双金属锯条的开发前景[J].新疆石油天然气1997(00).