《石材工艺学第四章石材的加工工艺与设备讲义教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石材工艺学第四章石材的加工工艺与设备讲义教材（134页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 石材的加工工艺与设备4.1石材加工概述4.2石材的通用加工设备与主要技术性能4.3薄板的加工设备与工艺过程4.4大板的加工设备与工艺过程4.1 石材加工概述一.影响石材加工性能的因素工艺内容：锯切、定厚（铣平）、表面加工（研磨、抛光、机刨、火烧、锤击、剁斧、喷砂、酸洗）、切断、铣边、磨边、倒角、钻孔、开槽、修补、优化处理石材加工性能:锯、切、磨、琢等物理加工的难易程度可加工性受多种因素影响：岩石类型、矿物成分与含量、化学成分、硬度、岩石结构构造（矿物颗粒大小、均匀程度与结晶程度、致密度） 石材可锯性的判断： 国外有些学者提出用锯切过程产生的力来判断石材的可锯性（1）锯切石材时水平方向的
2、切削力大大地小于垂直方向的切削力；（2）锯片磨耗率的大小与垂直切削力的大小有着完全一致的关系。 花岗石类 型指数 典 型 石 材 圆周速度（m/s） 吃刀深度 （mm） 走刀速度（m/min） 锯切效率（m2/h） 一 类1非洲黑、蓝珍珠、济南青 354012.532.3二 类1.8粉红麻、英国棕、蓝翡翠 30358.531.5三 类3.5南非红、印度红、四川红 25305.030.9金刚石圆锯片锯切花岗石工艺参数（德国winter公司)三.石材可锯性的综合影响因素综合测评的经验公式为：Y=27.770.168B0.12C0.10D式中：Y锯片的磨损指数； B岩石的磨蚀性； C岩石的肖氏硬度；
3、 D石英体积的百分含量。莆田的大洋红（火山凝灰岩）具有极强的磨蚀性四.加工工艺、加工设备与工具工艺内容：锯切、定厚（铣平）、表面加工（研磨、抛光、机刨、火烧、锤击、剁斧、喷砂、酸洗）、切断、铣边、磨边、倒角、钻孔、开槽、修补、优化处理加工设备与工具：锯切加工：框架式锯机、金刚石盘式锯机 金刚石绳锯机、金刚石带锯机磨抛加工：手扶式磨机、多头式连续磨机、桥式磨机异型加工：数控金刚石串珠绳锯与高压水射流 刀、数控加工设备、异型磨边机切断加工：横向切机、对剖机、桥式切机 4.2 石材的通用加工设备与主要技术性能一.石材的锯切设备1.框架式砂锯(排锯或拉锯) 根据锯框运动轨迹可分为上摆式（或称摆式砂锯）
4、、平移式和复摆式。 （1）上摆式砂锯 基本结构：见图 主电机、飞轮、连杆、曲柄、锯框悬臂、锯框、锯条、四立柱框架、螺杆、升降电机辅助设备：砂浆泵、洒浆车、钢砂添加器、钢砂分离器、液压张紧器、荒料台车上摆式砂锯工作原理：电机带动大连杆，推动锯框作简单的往复摆式运动，从而使钢锯条带动钢砂磨料挤压、磨削石材，完成锯切工作技术性能：（见文献1jghgsdbsjzxfz.pdf）优点：可使用较薄的锯片(4.2-4.8mm)，低能耗、低锯耗，出材率高，运动方式简单、设备磨损较小，维修成本低。缺点：空行程占比例大（3/44/5）、效率低（1020mm/h） （2）平移式框架锯（金刚石框架锯和平移式砂锯）按锯
5、框运动方式还分成水平式和垂直式，水平式框架锯锯机其锯条作水平运动，而垂直式框架锯机其锯条作垂直运动。基本结构：少了锯框悬臂，多了锯框导轨主电机、飞轮、连杆、曲柄；锯框、锯框导轨、锯条、四立柱框架、螺杆、升降电机辅助设备：砂浆泵、洒浆车、钢砂添加器、钢砂分离器、液压张紧器、荒料台车。工作原理：电机带动连杆推动锯框沿锯框导轨作水平往复直线运动。运动过程中锯条始终挤压着钢砂磨削石材，不存在无效空行程。技术性能：缺点：应使用较厚的锯片（6mm)，高能耗（需较大功率主电机驱动）、高锯耗，高成本，低出材率。优点：锯切速度快，无空行程、效率高（3040mm/h）。 平移式砂锯（3）复摆式砂锯基本结构：在锯框
6、的悬臂上作了改进工作原理：直线和曲线复合的运动轨迹 改变锯框悬挂点位置、在锯框与悬臂之间安装 活节、采用锯框吊架技术性能： 优缺点：具有高效率、低能耗、低锯耗、高出材率的优点，但是由于摆动系统结构较复杂，磨损大，维护工作量大。复摆式锯机的悬挂系统复摆式砂锯的吊臂与吊臂箱砂锯的防撞击设施砂锯防撞设施示意图2.金刚石框架锯1.飞轮 2.大连杆 3.主电机 4.框架、立柱5.荒料台车 6.总控制台 7.喷水冷却器2.金刚石框架锯（1）基本结构：与平移式砂锯结构相似，不同的是它没有加砂装置，只有冷却水的喷淋装置（2）锯条：焊在锯条上的金刚石刀头（ 3）技术性能：3.金刚石圆盘锯:适合各种石材的锯切加工
7、（1）分类： 结构分类： 单臂式、双柱式、框架式 根据锯片直径： 普通型：直径小于160cm 中 型：直径160200cm 大 型：直径200300cm 巨 型：直径大于300cm 根据锯片数量： 单片锯、组合锯 （2）单臂式金刚石圆盘锯 基本结构 1主电机 2机座 3锯片 4控制屏 5横向移动台车 6纵向移动台车 7垂直运动滑轨 8台车牵引机构 工作原理 a:主电机通过皮带轮带动锯片旋转；b:锯片在垂直升降装置带动下做垂直方向的从上到下的锯切；c:台车在牵引机构带动下作纵向往复运动，完成荒料从前到后的锯切；d:水平移动螺杆带动锯片移动或由料车移动来完成荒料从左到右的锯切。 技术性能（不同类型
8、的技术性能相差较大）锯片直径：900-1600mm锯片数量：1-12可锯切板材的宽度（mm） ： 锯片直径900 300，305 1200 300，305，400，450 1600 300-610 1800 300-700（3）双柱式（龙门式）金刚石圆盘锯机技术性能（不同类型的技术性能相差较大）锯片直径：1800-3500mm锯片数量：1或大、中、小3张组合锯片 与单臂式锯机相比，龙门式锯机具有较好的锯切稳定性。（4）框架式（双向）金刚石圆盘锯1.台车 2.垂直锯片 3.水平锯片 4.主电机 5.锯机框架 6.控制屏7.升降电机（使纵横导轨作升降运动） 8.纵向导轨 9.横向导轨技术性能： 与
9、单臂式锯机、龙门式锯机相比，双向切机具有较好的锯切稳定性和锯切精度；以水平锯切替代人工凿板，大大提高了生产效率。锯片数量可以是单片或多片。4.金刚石绳锯单绳式金刚石绳锯多绳式金刚石绳锯 基本结构：机体框架、串珠绳驱动轮、导向论、横梁框架升降驱动和导向系统、串珠绳张紧系统、电控系统等 工作原理利用串珠内含有的金刚石颗粒切割石料 技术性能(与框架锯相比较） a. 锯机的结构与安装基础比较简单，辅助设备少，厂房占地面积可减少1/22/3；b. 锯切效率高，锯切中等硬度的花岗石板材，一天可锯切250m2，相当于两台各装有120根锯条的大型框架锯的效率； c. 操作方便，锯切精度高，多绳式金刚石串珠锯可
10、快速地变换加工板材的厚度；d. 板材的锯切面平整，而且杜绝了钢砂残粒嵌入板材锯切面的可能性，因此使磨抛的时间降低20； e. 锯切噪音小，工作环境好； f. 能耗低，与框架式砂锯相比约可降低30%的电能消耗；g.消耗材料大为减少，对环境污染小。框架锯每锯切l的花岗石板材需消耗3kg钢砂、1.5kg锯条、2kg石灰，而金刚石绳锯只消耗0.01kg金刚石绳。粗略估计，使用框架锯每年需弃置32.5万公斤废砂浆，对环境污染的严重性可想而知。以年产5万的花岗石大板为例，金刚石绳锯产生的废渣只有框架式砂锯的1.5%左右，且废渣成分单一、外理方便。所以说金刚石绳锯是锯切石材大板的环保型机械设备。 5.金刚石
11、带锯：名贵石材的小规格石材锯切 金刚石带锯的基本形状类似于锯木板的木工带锯，所不同的是金刚石带锯是在钢带一侧焊有金刚石锯齿。钢带两个端头焊合成一体，形成闭合环带，故称带锯。其与排锯的主要区别在于其基体为柔性钢带，既要求金刚石镶焊、粘结牢固，又要能够象皮带一样转动弯曲。带锯一般很薄（厚度在1.02.0mm），而且很长（约58m），多由电镀方法制造。锯缝宽3mm，可切割2mm厚板材金刚石圆弧板锯机（筒锯）作业:1.了解国内大型石材企业（企业规模、管理模式、产品及销售等）。2.比较摆式、平移式和复摆式砂锯的技术性能。3.比较金刚石绳锯与砂锯的技术性能。二.石材的磨抛设备 磨光分为铣平（定厚）、粗磨、
12、中磨、细磨、精磨和抛光六道工序。 1.磨抛的目的与要求：天然石材的研磨抛光，其目的有两个，一是为了获得表面的平整度和光泽度，二是通过表面加工使石材内在的颜色、花纹、光泽充分显露出来 2.检测方法与标准：光泽度仪3.影响因素:石材矿物组成、结构构造、磨抛设备与工艺 5.设备类型:单机作业和连续作业设备（1）手扶摇臂磨机 基本结构（普通磨机与升降磨机） 工作原理主电机带动主轴转动，主轴转动带动磨盘旋转，手柄可以使磨盘沿石材表面做平面移动并在一定的范围内做上下移动，加压装置使磨石对石材表面产生一定的磨削压力。手扶磨机与手扶升降磨机 技术性能 厂家和设备型号;通常体现在可加工石材的规格、磨盘直径和转速
13、、摇臂的升降行程 适用条件当石材的尺寸小于磨盘直径时,难于加工,适合于先磨后切工艺（2）小圆盘磨机 基本结构 工作原理：板材固定于转盘，主电机带动转盘水平旋转，压杆下压，磨盘在弹簧压力作用下紧压在石材板上，随摆动臂移动完成整个板面的研磨。 技术性能 厂家和设备型号;通常盘面直径约700-800mm 适用条件可加工石材的尺寸小,适合于先切后磨工艺（3）桥式磨机:有单磨头和双磨头两种类型 基本结构:见图 工作原理 技术性能 磨盘直径：250-450mm,每个磨头可装个磨块；需更换磨盘完成各道工序 适用条件:较大规格的大理石、花岗石板材或碑石的加工 桥式磨机（4）自动化连续磨机 基本结构：主要分为磨
14、头主轴系统,横梁运动系统,连续工作台三大部份 工作原理磨头相对于石板材的运动包括：纵向（由传送带带动）、横向（由承载磨头的磨机大梁的横向摆动完成）、旋转（磨头电机带动主轴旋转）、摆动（行星轮系机构使磨头左右摆动） 技术性能：对于大理石：磨头；花岗石：磨头 适用条件 基本要求：（4）自动化连续磨机 基本结构：主要分为磨头主轴系统,横梁运动系统,连续工作台三大部份 工作原理磨头相对于石板材的运动包括：纵向（由传送带带动）、横向（由承载磨头的磨机大梁的横向摆动完成）、旋转（磨头电机带动主轴旋转）、摆动（行星轮系机构使磨头左右摆动） 摆动磨头加大了切削力、加快磨屑的排弃，易于清水发挥作用 技术性能：对
15、于大理石：磨头；花岗石：磨头 磨抛质量稳定 磨头结构图5）定厚机（铣平机Grinding Machine ） 用途：纠正厚度误差； 消除沟槽纠正平整度，为磨光作准备 类型：盘式与辊式 工作原理 盘式:铣盘呈碟形构造，盘的边缘镶焊着一圈金刚 石刀头，工作时铣盘做旋转运动，并以一定的压力紧压在石材上，通过铣盘与石材的相对运动，铣盘上的刀头铣削石材达到铣平定厚的目的。 辊式：铣辊上镶嵌着螺旋状金刚石刀头，工作时铣辊绕自身的轴线旋转，并以一定的压力压在石板上，垂直石板的纵向作相对运动，达到铣削石板的目的。DHJ 型定厚机刀盘直径680mm 刀盘升降高度100mm 台车行程3300mm 最大加工尺寸24
16、00600mm 耗水量120 L/min三.石材的切断设备1.切断工艺对设备的要求： 切断与锯切设备的工作原理基本相同，差异主要在于两类设备的加工精度要求不同。2.常用设备（1）桥式切机 主要用途：可用于大理石、花岗石规格板材以及三角形、梯形等不规则形状的板材的切断加工。最适合大规格的板材的切断。基本结构：见图 工作原理金刚石锯片由主电机驱动旋转，刀架升降机构可以使锯片下降，借助于纵向行走机构桥可以前后移动，刀架沿桥身可以左右滑动。 有的刀架可以绕桥旋转，因而使锯片倾斜；有的工作台可以旋转、翻转倾斜。 技术性能如400型一体桥式切割机（机头90度旋转,工作台360度旋转) ，主要技术参数：最大加工范围：35001900；锯片直径：350-500 刀片升降行程：350；切割厚度：0-135 主机总功率：7.5kw ,11kw,18.5kw 1.桥头墙 2.工作台 3.总控制柜 4.横向导轨（桥） 5.锯片 6.主电机 7.纵向导轨（2）纵向切机（见图）：大理石、花岗石薄板、小规格定型板的纵向切断，工作时通常锯片不移动，而是被切割的石材平行锯片移动完成纵向切断（3）横向切机（见图） ：大理
