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关于石材制品加工工具的现状与展望
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（1） 初期磨损→局部磨损→大面积破碎；
（2） 初期磨损→抛光→局部破损→大面积破碎；
（3） 初期磨损→抛光→整体破碎。
金刚石锯片的磨损可分为金刚石磨粒的磨损和金刚石结块胎体的磨损，有关金刚石锯片的磨损机理的研究大多集中在金刚石磨粒的磨损机理研究。M.W,Bailey等人通过显微观察锯切工具上金刚石磨粒的磨损过程和磨损形貌，将金刚石磨粒的磨损形态分为:出刃良好、磨平、破碎、脱落四种形式。刘全贤等人则进一步将金刚石磨粒的磨损形态分为五种主要形式，即初期出刃、抛光、局部破碎、大面积或整体破碎、脱落，并认为锯切过程中交变的机械载荷和热载荷及金刚石的内部缺陷决定着磨粒磨损形态。王成勇等人通过研究，提出了新的金刚石磨损形态分类法，即把金刚石磨粒的磨损形态分为：良好及微破碎、端部破碎、磨平、局部脱落、脱落凹坑、出刃六种形态。这种新的分类方法可更好的描述锯切过程中金刚石磨粒的磨损过程。金刚石的磨损形态决定着锯片的锯切性能锯片工作面上微破碎、局部破碎的金刚石磨粒数越多，锯片越锋利，切削效率相应提高，但锯片使用寿命低；磨平、抛光的金刚石磨粒越多，切削力越大，切削效率随之降低，而锯片使用寿命有所提高，因此，许多研究者都认为，锯片工作面上各种金刚石磨损形态之间存在一个最佳比值，使得锯片的锯切性能最优，但比值大小取决于石材材质和对锯切加工工艺的要求。
金刚石磨粒的磨损过程中，不断进行的微破碎、局部破碎过程使得新的切削刃不断产生，锯片处于锋利切削状态，切削效率高。切削功率消耗降低，但不断的微破碎、局部破碎将导致金刚石磨粒大面积破碎，锯片使用寿命降低；而金刚石的不断磨平和抛光会使切削刃钝化，切削力增大，切削效率降低，但锯片的使用寿命有所提高［8］。
5.3金刚石圆锯片的受力分析［10］
5.3.1锯片的力学模型的建立
一般情况下，圆盘锯片的厚度相对直径较小，因此对其受力分析时，可以按平面应力问题处理。锯片放在锯机主轴上并由法兰盘加紧，因此锯片中心孔的六个自由度都受到限制。锯片受力主要瞬时与石材切割相接触的金刚石锯齿上。参与切割的锯齿数与切割深度有关。图1为锯片切割示意图。由图1的几何关系可以得到参与切割的锯齿数Z与切割深度ap的关系式：
Z＝ arcos(1? )
式中：R?锯片半径；
P?金刚石节块齿距。
从公式可以看到切割深度越大，参与切割的齿数越多。作用在锯齿上的力是切向力，因此把切向力分解成X方向和Y方向的两个分力并按集中力作用在锯齿节点上。当锯片电机功率确定以后，切向力大小由锯片线速度而定。
5.3.2锯齿受力分析的静力学方法
锯切力是衡量锯切工艺参数合理性、金刚石锯片耐用度、切割质量和石材材料的可切割性等方面的重要数据。金刚石锯片锯割工程石材时力学模型如图1所示。
锯切时，金刚石锯片的锯齿对石材产生的切割力有两个：一个是法向力Fn，另一个是沿线速度方向的切向力Ft。锯切力Ft是锯片的主切割力，直接影响锯切功率。垂直力Fn则直接影响锯片的刚度、稳定性和耐磨损等特性。但由于Fn和Ft直接测量比较困难，把切向力Ft和垂直法向力Fn分解成沿进给方向切割力Fx和切割深度方向的垂直力Fy。在某瞬时，可以把Fn和Ft投影到x、y轴上，通过上述几何关系，可得到：
FX＝Fnsinθ＋Ftcosθ，
Fn＝－Fcosθ＋Ftsinθ
式中θ是取某瞬时，切割石材中点直径与垂直方向的夹角，也是锯片从切割最低点沿切割轨迹转到切削中点时的夹角，即
θ＝arccos（1－ ）
5.4对加工机理的研究
石材加工是从传统的金属切削加工衍生出来的一个新的学科分支。多年来人们虽然围绕石材的加工设备、工具以及工艺方法做了不少工作，但因石材加工的历史不长，有关的机理研究工作还明显落后于生产应用，再加上石材市场竞争激烈，一些有价值的研究成果多被视作商业机密极少公开交流，因此无论是在国外还是在国内，石材加工这一新的分支至今仍未形成一套有效指导生产实际的理论支撑体系。事实上，不论何种花岗石材，它们都可以被看作是一种非均质各向异性的硬脆性天然复合材料。实际锯切花岗石材时其可能的状态不外以下三种：(1)磨粒相对于石材的干涉切深过小，相应的干涉力不足以使石材产生需要的解理破坏，磨粒与石材间多为激烈的挤压滑擦和耕犁刻划，此时去除的材料多呈粉末状。在这种状态下锯切，不仅材料去除率极低，且因锯切比能高，温升明显，磨粒磨损极为严重，故锯片寿命极低。(2)磨粒相对于石材的干涉切深过大，磨粒与石材间作用的干涉力过大，在这种状态下锯切虽可获得高的材料去除率，但同时也会因超负荷工作导致磨粒过早地破碎和脱落，锯片寿命同样很低。(3)磨粒与石材间有比较合理和适宜的干涉切深以及相应的干涉力，在此种状态下锯切，不仅石材可因理想的解理性碎断而获得极高的去除率，而且由于以解理为主的锯切过程轻松平稳，锯片本身也可获得最高的寿命［6］。
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