CN104070231A - 采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，首先将被切割的大型合金钢件吊至切割工作台上，确定大型合金钢件的切割位置并做好标识线，然后将金刚石绳锯安装好，将金刚石绳锯放置到标识线处，调整切割设备使金刚石绳锯与标识线相垂直；然后，通过冷却液对大型合金钢件进行冷却，利用金刚石绳锯闭环高速旋转进行磨削切割，最后将大型合金钢件切割断开，完成切割。本发明切割方法选用的金刚石绳锯柔韧属于高速冷加工，不仅能保证被切割大型合金钢件不产生加工破坏和变形，更能提高大型合金钢件的切割效率和精度，还有效降低劳动强度。

Description

采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法

(一)技术领域：

本发明涉及金属钢铸件切割技术，具体为一种采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，以实现对大型合金钢件的无损伤切割。

(二)背景技术：

目前国内、外对大型合金钢件、铸件的切割加工方法主要是采用火焰切割，该方式采用氧气作为燃料，利用燃烧的气体在高压下对合金钢件进行高温切割，其加工设备简单，操作方便，切割费用较低，被广泛应用于冶金、铸造、钢铁加工领域，是目前最为常用的一种大型金属体切割手段。

所述火焰切割方式存在以下问题：

1、切割缝面积较大，在20mm～30mm之间，耗材较大。

2、切割后切割面出现大量残渣，增加对后续处理的难度。

3、工作环境温度高，劳动强度大，尤其对质量要求高的工件，需要在工件高温下进行切割(常温下切割容易产生裂纹)。

4、切割面积具有局限性，采用火焰法切割半径一般不超过500mm。

5、切割效率低、操作复杂，火焰法采用的人工操作，执行困难，效率低。

6、切割变形量大，切割精度不高，而且切割速度较低，切割预热时间、穿孔时间长，较难适应全自动化操作的需要。

7、对于不锈钢和有色金属是不能用火焰法进行切割的，原因是不锈钢在受热后表面产生高密度氧化层，阻止热量向下传递，从而影响进一步切割。

8、对于厚度超过1m的大型金属体，切割会变得十分困难，因为火焰割嘴风线没有金属体厚而无法把金属体割掉。

9、容易使铸件产生裂纹，如对铸件的致密度与强度要求较高，采用火焰法切割是高风险的方式。

金刚石绳锯作为一种柔性超硬材料切割工具，从面世至今，已有40多年的发展历史，从最初的电镀技术，发展到以烧结技术为主流的制造技术；从只能切割软质石材到广泛应用于花岗岩矿山的荒料开采、钢筋混凝土的切割，在制造技术推陈出新的同时，应用范围也越来越广。

目前国内外金刚石绳锯在大型金属体上的切割应用尚没有报道，但金刚石绳锯在胎体设计、金刚石性能、制备、切割操作、切割设备上都已经有较为成熟基础，因此根据大型金属体的特点，利用已有的资源、经验，金刚石绳锯在大型金属体上的切割应用是具有可行性的。

(三)发明内容：

针对大型合金钢构件传统切割方式的不足之处，本发明提出了一种采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，可以实现切割过程的高质量、低能耗、低成本且安全和环保。

采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，所不同之处在于采用绳锯机对大型合金钢件进行切割，其实施步骤如下：

1、在切割场地安装好导轨，在导轨的路径上设置切割工作台，将绳锯机安放在导轨上。

2、将大型合金钢件吊(吊车)或运(叉车)至切割工作台上并固定位置，确定大型合金钢件的切割位置并做好标识线。

3、在绳锯机上连接好金刚石绳锯。

4、调整好金刚石绳锯与大型合金钢件的切割位置，使得金刚石绳锯与切割面处于同一水平面上。

5、开启冷却水，启动绳锯机在导轨上移动(远离大型合金钢件)，金刚石绳锯沿标识线对大型合金钢件进行高速、闭环切割，直至切割完整个横断面。

6、关闭绳锯机，取下切割后的大型合金钢件。

本发明中采用金刚石绳锯闭环高速旋转对大型合金钢件进行磨削切割，大型合金钢件保持固定不动，金刚石绳锯沿垂直于大型合金钢件放置的方向进给运行，且金刚石绳锯在其进给所形成的平面内进行连续循环切割，而与大型合金钢件形成不同位置的切割接触点，以在不同位置的切割接触点位置处连续切割大型合金钢件。

为避免金刚石绳锯切割角度过小而引起卡绳，保证金刚石绳锯的切割位置稳定，防止偏斜现象出现，可在金刚石绳锯进刀口与出刀口0.5m～1.5m的位置设备两个切割导向轮。

进一步的设计，所述金刚石绳锯在切割大型合金钢件不同接触点时，进刀口与出刀口相切形成的圆的直径不小于￠25cm。

在进刀口前部与出刀口后部1m～3m米位置各设置一块绳锯开刃砖。

绳锯开刃砖可采用耐火砖作为强研磨体。

所述金刚石绳锯采用橡胶加弹簧的金刚石串珠固定方式制备，外径为￠10.5mm～￠11.5mm。

所述金刚石绳锯的串珠采用烧结式串珠和电镀式串珠以及两种形式串珠的混合。

切割过程中，需要采用三角衔铁对切割缝进行支撑，防止切割体下沉压住金刚石绳锯引起卡绳。

本发明的有益效果：

1、本发明采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法采用金刚石绳锯的柔韧、闭环的切割特点，因而不受大型合金钢件的大小、形状所限。

2、本发明是一种冷加工方式，不会因为切割温度而对合金钢件产生加工损坏和破坏，这是其他高温加工方式无法比拟的优势。

3、本发明切割大型合金钢件的切割平面具有加工面平整、光洁，切割损耗小、后续加工量小的优势。

4、本发明在切割大型合金钢件过程不会产生其他有毒气、液、固体，并且噪声小，属于绿色环保型加工方式。

5、本发明设备简单、操作方便、自动化程度高、可以有效地降低加工劳动强度。

6、本发明方法是一种柔性的加工方式，它的切割方式不受加工件的厚度影响，可轻松、随意调整切割方向；采用金刚石绳锯进行大型金属体的切割，其切割缝只有11mm～12mm厚，大大降低金属材料的损耗，其切割面平整、光滑，后续加工量大大的降低。

7、本发明方法操作十分简单，有利于采用自动化加工，在大型金属体上切割的方式可以很好的解决火焰法切割遇到的问题，并且具有在大型金属体上进行切割的可行性。

(四)附图说明：

图1为采用本发明对大型合金钢件进行切割的加工示意图。

图号标识：1、导轨；2、绳锯机；3、大转轮；4、金刚石绳锯；5、绳锯开刃砖；6、切割导向轮；7、大型合金钢件；8、切割工作台。

(五)具体实施方式：

下面结合附图所示加工方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法是采用绳锯机2对大型合金钢件7进行切割，加工示意图如图1所示，其工艺流程为：

1、在切割场地铺设固定好导轨1，于导轨1的前方设置好水平切割工作台8，绳锯机2安放在导轨1上并可沿导轨1前、后移动。

2、将被切割的大型合金钢件7用吊车吊运或用叉车叉运至切割工作台8上，并用压板将大型合金钢件7于切割工作台8上固定住，使其尽可能与切割工作台8保持垂直，于大型合金钢件7的切割位置，采用AB胶做好标识线。

3、在绳锯机2上连接好金刚石绳锯4，接绳顺序为绳锯机2的大转轮3——一侧切割导向轮6——大型合金钢件7——另一侧切割导向轮6——大转轮3，用专用接头把金刚石绳锯4两端接头连接成整体的闭环。

其中，两侧两个切割导向轮6对应于金刚石绳锯4的进刀口与出刀口设置，距离分别为0.5m～1.5m；并且，一侧切割导向轮6前部的金刚石绳锯4运行路径上设有一块采用耐火砖作为强研磨体的绳锯开刃砖5，另一侧切割导向轮6后部的金刚石绳锯4运行路径上设有另一块绳锯开刃砖5，将绳锯开刃砖5放置于金刚石绳锯4正下方并顶住金刚石绳锯4使其具有一定张紧角度，两块绳锯开刃砖5分别与金刚石绳锯4的进刀口和出刀口距离1m～3m。

4、调整好各切割导向轮6的高度与角度，即调整好金刚石绳锯4与大型合金钢件7的切割位置，并调节设定好金刚石绳锯4的张紧力，使得金刚石绳锯4所在的闭环平面与大型合金钢件7保持垂直，且与标识好的切割位置处于同一水平面上。

5、开启冷却水，启动绳锯机2在导轨1上向后移动，金刚石绳锯4沿标识位置对大型合金钢件7进行高速、闭环切割，直至切割完大型合金钢件7的整个横断面。

切割初期，绳锯机2的切割线速度控制在18m/s～23m/s，转速控制在300r/min～350r/min，电流控制在25A～30A，以达到实现金刚石绳锯4平稳的进入切割位置，当金刚石绳锯4完全进入大型合金钢件7后，将金刚石绳锯4的切割转速提高到480r/min～530r/min，电流为40A～45A；切割过程中需要不断调整冷却水的位置，保证切割位置得到有效地冷却，也需不断更换绳锯开刃砖5并调整开刃的位置，以实现有效开刃；切割过程中，还需要采用三角衔铁对切割缝进行支撑固定，防止切割体下沉压住金刚石绳锯4而引起卡绳。

切割过程中，所述金刚石绳锯4在切割大型合金钢件7不同接触点时，进刀口与出刀口相切形成的圆的直径不应小于￠25cm。

6、关闭设备，把切割完的大型合金钢件7吊离或叉运出切割工作台8，结束切割加工。

所述金刚石绳锯4采用橡胶加弹簧的金刚石串珠固定方式制备，外径为￠10.5mm～￠11.5mm。

所述金刚石绳锯4的串珠为烧结式串珠和电镀式串珠以及两种形式串珠的混合。

Claims (7)

1.采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，其特征在于采用绳锯机(2)对大型合金钢件(7)进行切割，其实施步骤如下：

①、在切割场地安装好导轨(1)，在导轨(1)的路径上设置切割工作台(8)，将绳锯机(2)安放在导轨(1)上；

②、将大型合金钢件(7)吊或运至切割工作台(8)上并固定位置，确定大型合金钢件(7)的切割位置并做好标识线；

③、在绳锯机(2)上连接好金刚石绳锯(4)；

④、调整好金刚石绳锯(4)与大型合金钢件(7)的切割位置，使得金刚石绳锯(4)与切割面处于同一水平面上；

⑤、开启冷却水，启动绳锯机(2)在导轨(1)上移动，金刚石绳锯(4)沿标识线对大型合金钢件(7)进行高速、闭环切割，直至切割完整个横断面；

⑥、关闭绳锯机(2)，取下切割后的大型合金钢件(7)。

2.根据权利要求1所述采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，其特征在于：在金刚石绳锯(4)进刀口与出刀口0.5m～1.5m的位置设置两个切割导向轮(6)。

3.根据权利要求2所述采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，其特征在于：所述金刚石绳锯(4)在切割大型合金钢件(7)不同接触点时，进刀口与出刀口相切形成的圆的直径不应小于￠25cm。

4.根据权利要求2或3所述采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，其特征在于：在进刀口前部与出刀口后部1m～3m米位置各设置一块绳锯开刃砖(5)。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，其特征在于：所述金刚石绳锯(4)采用橡胶加弹簧的金刚石串珠固定方式制备，外径为￠10.5mm～￠11.5mm。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，其特征在于：所述金刚石绳锯(4)的串珠为烧结式串珠和电镀式串珠以及两种形式串珠的混合。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述采用金刚石绳锯切割大型合金钢件之方法，其特征在于：切割过程中，需要采用三角衔铁对切割缝进行支撑，防止切割体下沉压住金刚石绳锯(4)引起卡绳。