D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1984.04.004 北京钢铁学院学报 1984年”第4期 热切锯片的失效及锯齿的力学分析 北京钢铁学院邹家祥* 唐山市治金锯片厂赵广禄董昉 摘 要 热解机在怡金厂得到广泛的应用。提高据片使用寿命，摸清锯齿失效原因，仍是当前值得注意的间幅。本文从调 查翻内锯片使用的情况出发，归纳了铜片失效的类型。并用弹性力学有限单元法，解出了典型锯齿的应力场及应变 场，对分析细齿破坏机理，设计合理的齿形提供了力学依据。 为确定合理锯切力能参数，本文应用了弹塑性有限元法求出的计算结果。 我国治金厂和机械厂拥有数千台锯机，每年要稍耗大量的锯片。如唐山市冶企锯片厂这样的专业厂，每年要为上 百个厂家提供各种规格的圆盘锯片，其中大直径的热切锯片占有一定的比例。近年来，由于改进了制造工艺，严格质 量标准，使银片质量得到了提高。但由使用的效果看，银片早期破损的情况仍然发生。因此，进一步摸清锯片的失效 原因，寻找其破坏的机理，提高钢片的使用寿命，仍是当前一项重要的工作。 一、锯片失效形式及强度判别式 热锯切过程，是高速旋转的锯片（圆周速度高达120米/秒）以送进速度推进，来实现 对高温金属进行切削的。由总体看，锯切是一个连续的过程，由瞬时看，是每个锯齿渐近 的切削过程。一个齿切出一个锯沟以后离开轧件，旋转一周再进行第二次切削，如此循环 进行。对于一个锯齿来说，其破坏的外因表现为下列各种应力的综合超过了材料的许用应 力。这些应力包括： 由于切削力造成锯齿前倾面的挤压应力及弯曲应力： 由切屑流动造成的主刃面、副刃面的摩擦力及挤压力作用产生的应力， 由切削过程中锯齿摆动使锯片侧面与锯缝之间造成夹锯力，而产生的夹锯应力： 由锯片振动及咬入轧件瞬间的动载荷造成的附加动应力， 由锯切时锯齿温度剧增，又受到冷却水冷却而导致的温度应力。 以及冷加工及热处理过程中留存于锯片的残余应力。 由此可见，锯片，特别是锯齿发生破坏的因素是复杂的，是由若干因素迭加造成的。 除上述外因造成破坏之外，尚与锰片材质的化学分，热处理工艺，齿面硬度分布等内因 有着密切的关系。 综合现场使用的情况，锯片在使用过程中主要有如下几种失效形式： 1,锯齿折断。由锯齿折断的部位来看，一般分两种情况，一种是沿齿面的淬火过渡层 折断，折断部位靠近齿根（图1，），第二种是在淬火区内靠近锯齿尖部折断（图1，b), ·参加计算工作还有欧阳普、丁殿讯、徐建因、李世良等同志 42北 京 铜 铁 学 院 学 报 年 一 第 期 热切锯片的失效及锯齿的 力学分析 北 京钢铁学院 邹家祥 唐 山 市 冶金据 片厂 赵 广裸 董 防 摘 要 热锯机在冶金厂得到广泛的应用 。 提高锯片使用 寿命 ， 摸清锯齿失效原 因 ， 仍是当前值得注意的间姐 。 本文 从调 杏国内银片使用的情况 出发 ， 归 纳了钢片失效的类型 。 并用弹性力学有限单元 法 ， 解出了典型据齿的应力 场 及 应 变 场 ， 对分析据齿破坏机理 ， 设计合理的 齿形提供了 力学依据 。 为确 定合理据切力能参散 ， 本文应用了弹塑性有限元法求 出的 计算结果 。 我国冶金厂和机械厂拥有数千台据机 ， 每年要消耗大呈的 锯片 。 如 唐 山市冶金锯片厂这样的专业厂 ， 每 年 要为上 百个厂家提供各种规格的回 盘 锯片 ， 其中大直径的热切 锯片 占有一定的比 例 。 近年来 ， 由于改进了制造 工艺 ， 严 格质 标准 ， 使饱片质 得到了提高 。 但 由使用 的效果看 ， 锯片早 期破 损的情况仍然发生 。 因此 ， 进一步摸 清据片的失效 原因 ， 寻找其破坏的机理 ， 提高锯片的使用寿命 ， 仍是当前一项重要的工作 。 一 、 锯片失效形式及强度判别式 热锯切过程 ， 是高速旋转的锯片 圆周速度高达 米 秒 以送进速度推进 ， 来实现 对高温金属进行切削的 。 由总体看 ， 锯切是一个连续的过程 ， 由瞬时看 ， 是每个据齿渐近 的切削过程 。 一个齿切 出一个锯沟以 后离开轧件 ， 旋转一周再进行第二 次切削 ， 如此循环 进行 。 对于 一个锯齿来说 ， 其破坏的外因表现为下列各种应 力的综合超过 了材料的许用应 力 。 这些应力包括 由于 切削力造成锯齿前倾面 的挤压应力及弯曲应力， 由切屑流动造成 的主 刃面 、 副刃 面 的摩擦力及挤压力 作用产生的应 力， 由切削过程 中锯齿摆动使锯片侧面与锯缝之 间造成夹锯力 ， 而产生 的夹锯应力， 由锯片振动及咬入轧件瞬间的动载荷造成的附加动应力， 由锯切时锯齿温度 剧增 ， 又受到冷却水冷却而导致的温度应力 。 以及冷加工及热处理过程 中留存于锯片的残余应力 。 由此可见 ， 锯 片 ， 特别是锯齿发生破坏的 因素是复杂的 ， 是 由若千 因素迭加造成的 。 除上述外因造成破坏之 外 ， 尚与锰 片材质的化学成分 ， 热处理工艺 ， 齿面硬度分布等内因 有着密切的关系 。 综合现场使用的情况 ， 锯片在使用过程 中主要有如下 几种失效形式 。 锯齿折断 。 由锯齿折断的部位 来看 ， 一般分两种情况 ， 一种是沿齿面的淬火过渡层 折断 ， 折断部位靠近齿根 图 ， ， 第二种是在淬火 区 内靠近锯齿尖部折断 图 ， ， 参加 计算 工作还有欧阳 普 、 丁殿讯 、 徐建 国 、 李世良等同志 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1984．04．004