图1单颗粒金刚石切割岩石的P.Bienert模型

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    图2经M.Meding改进后的单颗粒金刚石切割岩石模型

    P.Bienert在以混凝土加工为研究对象的博士论文中提出了单颗粒金刚石切割岩石的模型(见图1)。该模型将锯切岩石的过程概括为：①在金刚石颗粒的前方，由于压应力产生的剪切作用，岩石材料被破碎，形成主切屑，并被崩出和挤出切削区；②在磨粒下方，由于高压作用以及可能存在的温度影响，岩石材料产生塑性变形而形成二次切屑，在一定的薄层内形成光滑表面；③在磨粒后方，由于突然的弹性应力释放，导致较大切屑的形成，它由松散的块状切屑和二次切屑组成。P.Bienert模型对金刚石磨粒切削岩石的切屑形成过程作了详细描述，但未能深入研究切屑形成过程中切削区的应力分布及其引起裂纹的产生和扩展规律，也没有反映刀刃前下方压实体的情况。

    M.Meding对P.Bienert模型进行了改进(见图2)，认为切削过程存在三个变形区：①第一变形区位于磨粒前方及其附近区域。负前角刀刃产生的压应力使岩石发生剪切破坏，碎裂的岩石颗粒从磨粒前部飞出，岩石向磨粒两边挤压。②第二变形区位于磨粒下方。对于石灰岩和大理石，在与磨粒接触的表面上形成一个塑性变形区，工件表面光滑(主要由压应力引起)，强烈的塑性变形只有几微米厚；花岗岩在接触区高温高压作用下也会产生局部塑性变形。③第三变形区位于磨粒后方。在与磨粒邻近区域形成一些由细小的岩石颗粒组成的尾巴，由试验结果推断，这主要是由于磨粒划过后划痕表面应力由压应力转变为拉应力所致。

    国内也有不少学者对花岗岩等石材的锯切机理进行了研究。徐西鹏等通过对花岗岩锯切表面的扫描电镜观察认为：石英岩的断裂形式主要为沿晶断裂和穿晶断裂，其变形方式主要由岩石主要成分———石英的变形方式决定；其它花岗岩的主要构造成分为石英、正长石和斜长石，因此其变形特征由三者共同决定。其中，云母的解离最完整，最易去除，其次是正长石和斜长石，而石英几乎不发生解离断裂，因此最难切割。金刚石切割花岗岩时的挤压作用将引起花岗岩的脆性断裂，这是因为花岗岩石中存在各种缺陷和应力集中，在挤压作用下引起裂纹产生及扩展，导致花岗岩的脆性破坏。

    作为一种无损检测方法，声发射测量法已被用于切削加工刀具的破损和磨损监控、金属以及岩石断裂过程分析等方面。一些研究认为，声发射均方根值(AErms)与岩石的可加工性有良好的对应关系，岩石硬度与AErms值成正比。试验表明，AErms值越大，用金刚石圆盘锯锯切岩石的可加工性越差。王成勇采用DIN50103测量用洛氏硬度金刚石压头在TypFP3NC铣床上进行了单颗磨粒磨削试验，分析了声发射信号与磨削深度、岩石种类、矿物成分等因素的关系。研究表明：单颗粒金刚石磨削花岗石时的声发射信号受到花岗岩种类、矿物成分、磨削深度等因素的影响。磨削和锯切可加工性好的花岗岩、石英(或磨削深度较大)时，AErms平均值较大，处于高峰值范围的信号较多。AErms值还反映了磨削过程中的断裂方式，对花岗岩而言，AErms平均值小，处于低峰值范围的信号多，则表示微破碎成分多、破碎能耗高。

    虽然人们从不同角度对石材锯切机理进行了大量研究，但由于岩石锯切过程相当复杂，人们对锯切过程物理本质的认识尚需进一步深入。岩石锯切过程犹如一个黑箱，只能通过合适的测量仪器，建立输入与输出参数的对应关系。因此，目前建立的一些锯切模型虽然在一定程度上反映了锯切过程的规律，但还不能完全说明锯切过程的物理本质。