激光切缝图形对金刚石圆锯片噪声的影响

　　金刚石圆锯片具有优越的切削性能和磨损性能,被广泛地运用于石材加工、建筑、装潢等行业。但金刚石圆锯片在锯切过程中高速旋转锯切就会产生噪声。国内对圆锯片噪声问题的研究始于80年代,并且主要是关于木锯、金属锯的噪声问题研究,关于金刚石锯片的研究较少。近几年,随着全球环保意识的普及,消音金刚石圆锯片倍受青睐,为此,消音金刚石圆锯片的生产规模和产量也逐渐增多。但国内大多数厂家都是模拟国外或国内其他厂家的消音方式来生产,有关金刚石圆锯片的消音原理研究较少。而有效的治理就必须在弄清楚噪声产生的机理以及影响因素等本质的基础上进行。

　　金刚石圆锯片在切割过程中产生的噪声源主要有如下几种:(1)空气动力学噪声。(2)振动噪声。(3)冲击辐射噪声。(4)摩擦噪声。(5)锯机结构噪声。针对锯片在切割过程中产生的噪声,人们研究出了一系列的降低噪声的措施。常用的措施有如下几种:(1)三明治型消音锯片。(2)锯片基体上钻孔,然后往孔洞内添入金属铜。(3)降噪屏。(4)消音型激光切缝锯片。本文主要对激光切缝性消音金刚石圆锯片的消音机理进行了初步的研究,设计了几种不同的激光切缝消音图形,并通过实验进行了对比分析与讨论。

　　1　激光切缝的消音原理及设计

　　消音锯片的基体切缝一般有两种切缝,即沿圆周边缘的切缝和基体内部分布的切缝,有的锯片只有其中的一种,有的则包含这两种切缝。

　　对“耳”型切缝的消音锯片(如图1)而言,沿圆周边缘的切缝是由一些从沟槽底部开始沿半径方向延伸的直线组成,其末端与一个圆弧线相连接。末端圆弧线的目的主要是避免应力集中。圆周分布的这些切缝可以降低空气动力学噪声。锯片旋转时锯齿周期性地激励周围空气介质从而产生空气动力学噪声。空气动力学噪声主要由齿尖噪声、涡流噪声和排气噪声三部分组成。圆周切缝的存在能降低空气涡流的速度,也起到缓冲排气的作用,所以能降低噪声。

　　“丝”型切缝的消音锯片(如图2)的切缝分布与“耳”型的基本相同,区别只在于“丝”型沿圆周边缘的切缝是由一些从沟槽底部开始朝半径方向的直线和紧接着的一丝状曲线连接而成。“丝”型切缝本身是由一些很小的圆弧线组成,所以不存在由于切缝而带来应力集中的问题。这些“丝”型切缝的目的也是起到降低空气涡流的速度,缓冲排气,从而达到降低噪声的效果。

　　基体内部分布的切缝有两种:一种主要由一些直线型切缝组成,为防止裂纹扩散,直线两端与圆弧线的切缝相连,如图3所示。基体中有了切缝后,从基体周边到中心的震动线被切缝割断,基体的噪声共鸣反弹、震动噪声减弱了,所以这些切缝可以降低振动和噪声辐射,从而起到降低噪声的作用。