硬脆非金属材料和岩石的切削加工(上)

非金属材料1.切割硬脆非金属材料有哪些方法?各适用于什么范围？ 切割是加工硬脆非金属材料应用最广泛的方法之一。目前主要的切割方法和它们的应用范围见表14-1。

非金属材料2.怎样用线锯、带锯和圆锯切割硬脆非金属材料？线锯和带锯的切割原理,是将金属丝或宽度很窄的薄钢带适当地张紧,并以一定的速度和压力,相对于切割的工件作往复运动,在切割的过程中,在金属丝或钢带与工件之间不断添加混有磨料的切削液,便可对工件进行切割。手动弓锯是人工使φ0.5～0.7mm的铁丝或钢丝做往复运动,并在切割部位不断浇注混有磨料的切削液,从而进行切割。机械线锯的金属丝由机械传动做往复运动的,工件做进给运动。为了减小切口的宽度,金属丝一般使用φ0.1～0.25mm的钨丝或钢丝。金属丝的速度可高达1000m/min。磨料可根据被切工件的硬度,选用碳化硅、氧化铝和金刚石,粒度为150号～180号,混在机油、煤油或水中使用。线锯和带锯均有单刃和多刃的切割机,多刃的切割机用于成批生产。图14-1是多线切割机原理示意图。导线由微电机驱动,做往返运动。在工件上加适当的荷重,使其自动进给。在切割过程中,金属丝逐渐磨损,在金属丝传送的过程中,有杠杆机构控制,不断供给新线,以防断线。

图14-2是多刃带锯原理图,锯片用0.1～0.3mm的弹簧钢带,锯片的切削刃可多达200～300个。切割效率较高,发热量少,被切割表面质量好,工件变形小。要求在锯片安装时有较高精度,否则影响工件的平行度和平面度。

圆锯切割的原理与线锯和带锯的原理基本相同。圆锯的锯片材料是低碳钢或铜的薄片,厚度为0.8～1.5mm,直径为200～300mm。切削速度为150～400m/min,在切割区要充分供给混有磨料的切削液。磨料一般选用80～100粒度号的碳化硅或碳化硼,将它与水或油混合使用。为了提高粘度,可在切削液中加些粘土。切削液可以浇注,也可以浸在切削液中切割。圆锯盘的线速度不高,切割效率较低,适用于小批量生产。

金刚石锯片3.怎样用金刚石锯片切割硬脆非金属材料？金刚石锯片的切割原理与金刚石磨轮磨削原理相同。它分外圆切割和内圆切割两种。它是将一定粒度的金刚石粉,电镀或烧结在高强度合金钢圆片上,如图14-3和图14-4所示。

(1)外圆切割:外圆切割所用金刚石锯片的结构如图14-3所示,直径为φ50mm～φ400mm,锯片厚度为0.15～1.5mm。切割速度为28～40m/s左右。工件用机械夹紧或粘结剂(松香、虫胶和沥青等的混合剂)固定在衬板或夹具上。利用重锤或液压、气压实现自动进给。外圆切割主要用于玻璃(液晶元件用的基片、棱镜等)、石英玻璃、陶瓷材料和铁氧体的切割。对于石材等具有特殊需要的切割,金刚石锯片可以特制,厚度增大,最大直径可达4m。

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