隨社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展，天然石材被廣泛應用于建筑、機械制造業(yè)中，由此促進(jìn)石材加工工具發(fā)展。金剛石鋸片是石材切割機直接作用于石材的工具，用于對石材進(jìn)行切割，其性能對切割機整機的使用性能和效率都有重要影響。由于石材硬度較大，同時(shí)鋸片加工工藝不夠完善，導致金剛石鋸片損壞嚴重，金剛石鋸片成為切割機經(jīng)常需要更換的易損件之一。調查資料顯示，世界上的人造金剛石用于制造石材加工工具，而其中以金剛石圓鋸片所占比例最大，我國每年消耗各型號金剛石圓鋸片300多萬(wàn)張。更重要的是，金剛石圓鋸片由于強度破壞所產(chǎn)生的高速飛行斷裂碎片對工作人員安全造成危害，具有一定程度安全隱患。
     我國現階段石材加工用金剛石圓鋸片生產(chǎn)工藝為鋼板沖裁~銑水口~淬火~校平~磨加工~清洗~釬焊金剛石刀頭~回火~檢測。金剛石圓鋸片基體硬度基本達到了多種石材加工使用要求，同時(shí)釬焊金剛石刀頭質(zhì)量得到保證，但是由于釬焊后回火處理，釬料及焊縫處基體耐磨性降低，焊縫處易產(chǎn)生裂紋，造成金剛石刀頭過(guò)早脫落和崩裂，從而縮短了使用壽命;同時(shí)金剛石刀頭在受到交變應力作用下，裂紋磨損概率增大，刀頭的磨損導致基體與石材直接產(chǎn)生摩擦而損壞，鋸片失去切削能力。國內不少學(xué)者對圓鋸片基體表而處理及金剛石刀頭鑲嵌技術(shù)進(jìn)行了研究：劉忠等采用高頻感應釬焊技術(shù)，通過(guò)減少釬焊過(guò)程中對金剛石刀頭的打磨厚度和減少加熱時(shí)間來(lái)避免釬焊時(shí)出現的“冒泡”現象；苑少強等采用金相觀(guān)察、力學(xué)性能測試等手段對回火后鋼鋸片表而性能變化進(jìn)行了研究；柯明月等采用雙陰極等離子濺射沉積方法對金剛石顆粒進(jìn)行表而鍍鉻處理.使單顆粒金剛石性能提高。有效延長(cháng)了金剛石工具的使用壽命。本文針對金剛石圓鋸片，在探討傳統金剛石鋸片加工工藝的基礎上，提出一種新的抗磨高強度金剛石圓鋸片的工藝方法，并建立有限元模型，劃分網(wǎng)格，利用ANSYS Workbench進(jìn)行強度CAE分析。
      高能束熔覆技術(shù)可將合金基粉末利用離子束、激光束等高能輻照方式熔覆在普通金屬材料表而，是一種優(yōu)異的表而改性技術(shù)。其基本原理是：根據基體表而性能改善需求，調制出符合要求的合金基粉末，利用高能激光束或離子束，迅速熔化、擴展和凝固合金基粉末，以在基體表而覆蓋一層具有優(yōu)良特性的復合材料，以提高基體材料性能。
      該金剛石圓鋸片基體的熔覆層由鐵基合金和鎳包碳化鎢組成，鐵基合金中添加30%鎳包碳化鎢用有機膠調勻后，均勻涂覆于金剛石基體表而，并采用常壓弧光等離子弧的方式熔覆。原始鐵基合金為Cr-B-Si-C-Fe粉，余量鎳包碳化鎢粉末為Ni-WC粉，化學(xué)成分(質(zhì)量分數，%)為88.0WC，12.0Ni。單而復合覆層厚度1.0^-2.0 mm，其表而耐磨強化機理為：離子弧對WC進(jìn)行部分溶解，WC的合金化作用增加了涂層碳化鎢數量，有利于涂層細化晶粒，固溶強化，耐磨性增加。
      根據鋸片在實(shí)際切割石材工作過(guò)程中的受力特點(diǎn)，要求鋸片在切割石材過(guò)程中至少有三個(gè)鋸齒參與切削，我們將鋸片受力簡(jiǎn)化為三個(gè)集中力，分別施加于三個(gè)相鄰的鋸齒，不考慮動(dòng)載荷、軸向力、切向力影響，并作如下假設：將鋸片基體與刀頭看作一個(gè)整體；鋸片在鋸切過(guò)程中不存在橫向振動(dòng)，鋸片與軸之間不存在相對轉動(dòng);鋸片受力為三個(gè)鋸齒上的三個(gè)集中載荷，集中在鋸片刀頭表而部位。
      對鋸片建立合適的模型并進(jìn)行合適的網(wǎng)格劃分，對分析結果有很大影響�？梢栽贏(yíng)NSYS Workbench的Geometry模塊中對鋸片直接進(jìn)行建模，無(wú)需接口即可在Mechanical模塊中進(jìn)行強度分析，但是此建模方法效率較低。本文采用PRO/E對鋸片進(jìn)行建模，通過(guò)裝配圖形式將基體與鋸齒結合，采用PRO/E與ANSYS Workbench無(wú)縫接口對模型進(jìn)行導入，并在Mechanical中形成焊接接觸。定義材料彈性模量260 GPa，泊松比0.3。采用正六而體方法對鋸片進(jìn)行網(wǎng)格劃分，由于鋸片厚度較小，故將單元尺寸大小選擇為2mm，以獲得更精確的分析結果。

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