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锯割
双击自动滚屏 发布者:chinaweld 发布时间:2/17/2006 阅读:13899

 

 

 

      

 

 

1 锯条及锯片

锯割主要包括手锯切割和机械化锯割。锯割所采用的主要刃具是锯条和锯片。

1)锯条

手锯切割所用的锯包括锯弓和锯条两部分。锯弓又可分为固定式和可调式两种。固定式锯弓的弓架是整体的,只能装一种长度规格的锯条,见图1(b)

锯条一般是用碳素工具钢或合金钢制成,并经热处理脆硬。锯条规格以锯条两端安装孔间的距离表示,常用的手工锯条长300mm、宽12mm、厚0.8mm。锯条的切削部分是由许多锯齿组成的,锯齿按一定形状左右错开,排列成一定的形状,称为锯路。其作用是使锯缝宽度大于锯条背部的厚度,防止锯割时锯条卡在锯缝中,减少锯条和锯缝的摩擦阻力,并使排屑顺利,锯割省力,提高工作效率。

切割时,应根据被加工材料的硬度、厚度选择锯条,锯割软材料或厚材料时,因锯屑较多,要求有较大的容屑空间,应选用粗齿锯条。锯割硬材料或薄材料时,因材料硬,锯齿不易切入,锯屑量少,不需要大的容屑空间。另外薄材料在锯割中齿易被工件钩住而崩裂,需要同时工作的齿数较多,使锯齿承受的力量减少,应选用细齿锯条。一般中等硬度和厚度的材料选用中齿锯条。锯条的规格与应用见表1

1  锯条的规格与应用

规格

25.4mm长度内齿数

齿锯/mm

     

1418

1.41.8

锯割软钢、黄铜、铸铁、纯铜、人造胶质材料

2224

1.1左右

锯割中等硬钢、厚壁的钢管

32

0.80.9

薄片金属、薄壁管子

细变中

3020

易于起锯

机械锯割时,若使钢锯产生超声振动,则可以减小锯削力、锯削热,破坏锯削中产生积屑瘤的条件,从而大大延长锯条的寿命,并提高切割质量。由于锯削力的减小,还可进一步减小锯口宽度,减少原材料的消耗。因此超声波锯割也是目前常用的机械锯割方法之一。超声波锯割时,锯条的振动形态见图2

根据锯条的振动方向,超声波锯割装置可分为纵向振动缺齿式超声波锯割装置和弯曲振动缺齿式超声波锯割装置,其工作原理分别见图3和图4

镍片磁致使伸缩换能器与变幅杆之间采用银钎料焊接。锯条与变幅杆的输出端,通过焊接或螺栓连接。变幅杆通过位移节点处的法兰盘固定在锯床的锯弓上。在锯条的另一端,把薄橡胶垫圈放在锯条的两侧面,用螺栓紧固在锯弓上。为了减轻冷却水套质量,并能观察到冷却状态,采用透明的聚乙烯材料制造换能器的冷却水套,用环氧树脂将水套粘接在法兰盘上,注意不要漏水。安装锯弓时,应使锯条对安装在锯床虎钳上的工件有适当的倾斜角。

20kHz纵向振动缺齿式超声波锯床的主要技术参数见表2

2  20kHz纵向振动缺齿式超声波锯床的主要技术参数

最大锯割尺寸/mm

圆钢

ф220

方钢

220×220

锯条规格(长×宽×厚)/mm

580×35×2

锯弓传动机构

锯弓往复平均速度/m·min-1

22

锯条工作行程长度/mm

152

主电机

JO22241.5kW220/380V50Hz1430r/min

机床最大外形尺寸/mm

1600×1045×1280

机床净质量、kg

750

超声波锯床是以锯条冷锯金属材料为主,可以锯割直径在220mm以内的圆料和边长小于220mm的方料,也可割炬其他同样尺寸的型钢。当材料断面较小时,可将几个工件安装在一起进行锯割。

与普通锯割相比,超声波锯切割铝、黄铜、碳素钢时,其切割时间大大缩短;锯割铝约缩短为普通锯割的1/4;锯割黄铜约缩短为普通锯割的1/21/2.4;锯割黄铜约缩短为普通锯割的1/2.7。此外,超声波锯割还有锯割力小、切屑容易排出、加工好的优点。

2)锯片

1) 内径锯片

内径锯片主要用于切割半导体材料及其他脆性、坚硬材料。内径锯片环形锯割是一种使用不定几何切削刃的精密切割操作,它用于将易脆、价格昂贵的材料切成薄片。在半导体工业中,这种加工方法也用于切割硅、砷化镓和锗,内径锯片也用于加工光学材料、磁性材料、陶瓷及激光晶体等。切口损失减小80%,经济性较好。

采用内径锯片锯割时,轴对称压紧的锯片以固定的速度转动,进给运动与锯片回转轴垂直。

内径锯片型芯由一种高强度、冷轧不锈镍铬合金钢组成。型芯的高强度是材料在轧制过程中形成的,锯片型芯厚度由工具直径决定,其范围从0.10.17mm。一般切削刃内部镀有金刚石料,以便在横截面内形成良好剖面。常规的内径锯片主要规格见表3

3  常规的内径锯片主要规格

外径/mm

内径/mm

金刚石层宽度/mm

型芯厚度/mm

206

83

0.26

0.1

257

101

0.26

0.1

304

115

0.26

0.1

422

153

0.26

0.1

546

184

0.27

0.12

558

203

0.27

0.12

596

203

0.27

0.12

690

235

0.30

0.15

860

304

0.32

0.17

2) 精细金刚石锯片

在制造计算机存储芯片时,将硅晶棒锯切成薄片以及制造人工合成蓝宝石表面皿时将棒材锯切成薄片均需要用精细金刚石锯片。

在微电子工业中,将硅晶片切成薄片,然后再切成小方块,要求尺寸十分精确,且不得有任何损伤,目前,有效的方法是采用精密微切割机和金刚石粉制造的超薄锯片。超薄金刚石锯片是用镍电镀或酚醛树脂黏结方法,将直径为55mm、锯刃宽为25μm的金刚石锯片,选用36μm的金刚石微粉制成,可用于将0.25mm厚的硅晶片切割成0.9mm的小方块,其锯缝只有65μm

在制造摄像机磁头时,切割坚硬的铁氧体坯料使用的是树脂黏结型超薄金刚石锯片,直径为55mm,锯刃宽为25μm。通常选用612μm的金刚石微粉制成,有时在金刚石微粉中渗入30%的SiC,可提高结构强度。

烧结型超薄金刚石锯片比较耐磨,常用于切割玻璃和陶瓷等脆硬材料。一般锯切铁氧体、硅、石英、石榴石等选用粒度为5μm的金刚石电镀锯片;锯切石英有时也用粒度为2030μm的金刚石烧结锯片;锯切较硬的刚玉和玻璃等常用粒度为6070μm的金刚石烧结或树脂黏结型锯片。

2 锯割工艺

锯割工艺主要包括工件的夹持及放置、锯条或锯片的安装、起锯、手锯时操作人员的姿势以及锯割质量等。

1)工件的夹持

① 工件尽可能夹持在虎钳的左面,以方便操作。

② 锯割线应与钳口垂直,以防锯斜。

③ 锯割线离钳口不应太远,以防锯割时产生颤抖。

④ 工件夹持应稳当、牢固,不可有抖动,以防锯割时工件移动,而使锯条折断。

⑤ 防止夹坏已加工表面和工件变形。

2)锯条的安装

手锯是在向前推时进行切割的,在向后返回时不起切割作用,因此安装锯条时要保证齿尖的方向朝前。锯条的松紧要适当,太紧失去了应有的弹性,锯条易崩断,太松会使锯条扭曲,锯缝歪斜,锯条也容易折断。

3)起锯

起锯是锯割工件的开始,起锯的好坏直接影响锯割质量。起锯的方式有远边起锯和近边起锯两种。一般情况下采用远边起锯,因为此时锯齿是逐步切入材料,不易被卡住,起锯比较方便。如果采用近边起锯,掌握不好时,锯齿由于突然锯入且较深,容易被工件棱边卡住,甚至崩断或崩齿。

无论采用哪一种起锯方法,起锯角以15°为宜。如果起锯角太大,则锯齿易被工件棱边卡住;起锯角太小,则不易切入材料,锯条还能打滑,把工件表面锯坏。为了使起锯的位置准确和平稳,可用左手大拇指挡住锯条来定位。起锯时压力要小,往返行程要短,速度要慢。

4)锯割姿势

锯割时操作人员的步和姿势应便于用力。人体的重量均匀分在两腿上。右手稳握锯柄,左手扶在锯弓前端,锯割时推力和压力主要由右手控制。

推锯时弓运动方式有两种:一种是直线运动,适用于锯缝底面要求平直的槽和薄壁工件的锯割;另一种是锯弓作上、下摆动,这样操作自然,两手不易疲劳。手锯在回程中因不进行切削,因此不要施加压力,以免锯齿磨损。在锯割过程中锯齿崩落后,应将近邻几个齿都磨成圆弧,才可继续使用,否则会连续崩齿,直至锯条报废。

5)锯条损坏和锯割质量

锯条损坏形式主要有锯条折断、锯条崩裂、锯齿过早磨钝。产生的原因及预防方法见表4

4  锯条损坏产生的原因及预防方法

锯条损坏形式

   

预防方法

锯条折断

⑴锯条装得过紧、过松

⑵工件夹装不准确,产生抖动或松动

⑶锯缝歪斜,强行纠正

⑷压力太大,起锯较猛

⑸旧锯缝使用新锯条

⑴注意装得松紧适当

⑵工件夹牢,锯缝应靠近钳口

⑶扶正锯弓,按线锯割

⑷压力适当,起锯较慢

⑸调换厚度合适的新锯条,调转工件再锯

锯条崩裂

⑴锯条粗细选择不当

⑵起锯角度和方向不对

⑶突然碰到砂眼、杂质

⑴正确选用锯条

⑵选用正确的起锯方向及角度

⑶碰到砂眼时应减小压力

锯齿很快磨钝

⑴锯割速度太快

⑵锯割时未加冷却液

⑴锯割速度适当减慢

⑵可选用冷却液

锯割产生废品的种类有:工件尺寸锯小;锯缝歪斜超差;起锯时工件表面拉毛。其中前两种废品的主要原因是锯条安装偏松,工件未夹紧而产生抖动和松动,推锯压力过大,换用新锯条后在旧锯缝中继续锯割;起锯时工件表面拉毛是起锯不当和速度太快而造成的。其主要预防措施是熟练掌握技术要领,锯割时要仔细认真。

3 锯割的应用

常见材料的锯割方法及工艺见表5

5  常见材料的锯割方法及工艺

常见的锯割方法主要是手锯,它具有方便、简单和灵活的特点,不需任何辅助设备,不消耗动力。在单件小批量生产、临时工地以及在切割异形工件、开槽、修整等场合应用很广。机械化切割容易控制、切割精度较高、容易实现自动化,主要用于大批量生产及精度要求较高条件下的切割。

 

 
 
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