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金刚石锯片已被广泛的应用在混凝土切割中,混凝土作为一种常用的建筑材料,其种类繁多,成分及性能复杂,因此金刚石锯片锯切混凝土过程与锯切石材等脆性材料的过程有很大的区别,其中存在诸多问题急待解决,但国内外针对混凝土锯切的研究却相对较少,特别是针对钢纤维和钢丝网混凝土的研究就更少。本文采用4种不同的锯片对不同强度和类型的素混凝土、钢纤维混凝土、钢丝网混凝土进行了大量的锯切实验,在此基础上研究了混凝土的锯切机理、锯切过程中的锯切力、锯片的磨损以及振动和噪声。 采用扫描电镜(SEM)和体视显微镜对混凝土的切屑及混凝土的锯切表面形貌进行了观察分析,结合混凝土的特性,研究了混凝土材料的锯切加工机理。研究表明混凝土在锯片的冲击作用下首先形成宏观裂纹造成其断裂,随后在金刚石颗粒的微切削作用下,石子和砂子等脆性硬骨料成分断裂形成极细的粉屑,钢纤维混凝土中钢纤维一部分被金刚石的微切削刃切削铲除断裂,另外一部分则是在切削力作用下被拔拉而断裂,而钢丝网混凝土中钢丝则完全是被金刚石切削发生塑性变形而断裂。 通过锯切力实验,研究了锯切过程中锯切力的特征以及影响锯切力的主要因素。实验结果表明:锯切过程中锯切力呈平稳波动变化,水平方向锯切力会波动到零值以下。锯切力随着锯切速度的增加而减小,随进给速度的增加而增大,但锯切速度对锯切力的影响没有进给速度明显。锯切力随混凝土强度的提高而增大,强度相同的三种混凝土,钢纤维混凝土的锯切力最大,钢丝网混凝土次之,素混凝土的锯切力最小。锯切混凝土时,钴基节块的锯片锯切力要小于铜基节块的锯片,高钴含量的节块锯切素混凝土时锯切力比低钴含量的小,锯切钢纤维和钢丝网混凝土时适当降低钴含量,增大铁、镍含量可减小锯切力。 锯切过程中由于切屑粘结在节块上,堵塞节块的容屑空间造成锯片磨损加剧。锯切素混凝土和钢纤维混凝土时Co-Fe基节块的磨损率最小。锯切过程冲击较大,节块胎体易破损;锯切素混凝土时,金刚石磨平和局部破碎的颗粒较多,锯切钢纤维混凝土和钢丝网混凝土过程中,整体广西大学硕_l:学位论文破碎的金刚石颗粒较多。三种混凝土锯切过程中,Cu一Co基节块中的金刚石磨平和脱落的较多,Co基节块局部大块破碎和端部破碎的金刚石相对较多。另外干切削过程中产生的高温易造成锯片烧伤损伤从而降低锯片寿命。 分析了混凝土锯切过程中的强振动、高噪音的原因,并通过实验研究了锯切工艺参数对振动与噪音的影响,对一种带波形细槽孔的锯片的减振降噪效果进行了实验研究,最后提出了一些降低噪音和振动的方法。锯切工艺参数中,锯切速度、进给速度以及切削深度的增加均会引起振动与噪声的增大。在锯片基体上开波形细缝能够降低锯切过程中的噪音和振动,对改善加工环境有一定的作用。