石材加工由平面板材為主向平面板材、圓柱體、多面體、曲面體、雕刻品等多種類石材制品發(fā)展。選用鑿子和鏨子等進(jìn)行掉落和研磨的手藝辦法加工石材的傳統(tǒng)加工辦法,有著悠長的前史,但粉塵和勞動強(qiáng)度大,工效低,尺度精度和外表質(zhì)量較差。從本世紀(jì)70年代至今,連續(xù)研制出各種專用機(jī)械加工石材設(shè)備,如金剛石繩鋸、金剛石鋸切機(jī)、立式雕刻機(jī)、多功能數(shù)控加工基地等,其作業(yè)功率大大超過了手藝加工,而且完成了石材的工業(yè)化批量出產(chǎn)。
1.金剛石鋸切機(jī)加工
金剛石鋸切東西:切削功能和抗磨損功能優(yōu)越,在石材等許多工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,但金剛石鋸片造價較高,其使用壽數(shù)直接影響石材的加工成本。因而,在準(zhǔn)確挑選鋸片的一起,應(yīng)選用合理的鋸切技術(shù)參數(shù),以進(jìn)步鋸片運(yùn)用壽數(shù)和切開功率。
?。?) 金剛石鋸片的磨損
金剛石鋸片的磨損功能是反映鋸切技術(shù)參數(shù)合理性、鋸切東西功能、石材可鋸切加工性的首要目標(biāo)之一。
典型的金剛石磨損進(jìn)程為:金剛石出刃→到達(dá)作業(yè)高度→破碎→結(jié)合劑磨蝕→金剛石再出刃→磨粒破碎→磨粒徹底掉落。
金剛石磨粒的磨損進(jìn)程中,不斷進(jìn)行的微破碎、部分破碎進(jìn)程使得新的切削刃不斷發(fā)生,鋸片處于鋒利切削狀況,切削功率高,切削功率耗費(fèi)下降,但鋸片運(yùn)用壽數(shù)下降;而金剛石的不斷磨平緩拋光,會使切削刃鈍化,切削力增大,切開功率下降,而鋸片的運(yùn)用壽數(shù)有所進(jìn)步。
?。?)鋸切技術(shù)參數(shù)挑選(金剛石磨邊輪)
鋸切技術(shù)參數(shù)中,鋸切速度對鋸片磨損功能影響最大,它首要是經(jīng)過致使鋸切溫度和機(jī)械載荷的改變,致使金剛石磨粒發(fā)生不一樣形狀的磨損。在低速區(qū),機(jī)械載荷對鋸片磨損起著首要效果,增大鋸切速度,單顆金剛石磨粒切削厚度及有用切削面積減小,因而,機(jī)械載荷隨之減小,鋸片徑向磨損減小,金剛石磨損形狀以磨平、掉落為主;在高速區(qū),機(jī)械載荷沖擊及熱載荷對鋸片磨損有決定性影響,隨著鋸切速度的進(jìn)步,熱載荷及機(jī)械載荷沖擊效果增大,鋸片磨損加重,金剛石磨粒以破碎方式居多。
鋸切深度和進(jìn)給速度的改動首要是經(jīng)過致使機(jī)械載荷的改變影響鋸片磨損功能。增大鋸切深度或進(jìn)給速度,單顆金剛石磨料切削厚度隨之增大,切削載荷增大,鋸片磨損加重。此外,增大鋸切深度,還會使金剛石磨粒與巖石觸摸弧長隨之增大,因?yàn)槟Σ列Ч?,金剛石磨損形狀以磨平為主,切削刃變鈍,從而使切削載荷增大,鋸切進(jìn)程不穩(wěn)定。在一樣鋸切率情況下,選用大鋸切深度小進(jìn)給速度時,金剛石磨粒的切削厚度相對減小,切削途徑長,金剛石磨粒的磨損方式以熱載荷效果致使的磨平為主,而破碎的磨粒數(shù)削減;選用小鋸切深度、大進(jìn)給速度時。金剛石磨粒的切削厚度增大,切削途徑短,此刻,金剛石磨粒的磨損方式以機(jī)械載荷及其沖擊效果致使的金剛石破碎為主。
此外,鋸片本身的形狀,如直徑、齒數(shù)、槽寬等,以及石材的原料、冷卻液的挑選等對鋸切進(jìn)程也有著首要的影響。因而,在石材的鋸切加工中,需對多方面要素歸納考慮,以取得最理想的鋸切效果。
?。?)石材鋸切機(jī)加工辦法
1)圓筒切機(jī)加工 用金剛石圓筒切機(jī)可進(jìn)行石材的圓柱面加工,圖1為圓筒切機(jī)的構(gòu)造示意圖。將荒料固定在料車7上,由進(jìn)給電機(jī)4股動進(jìn)給傳動軸3滾動,并股動橫梁6作筆直方向進(jìn)給運(yùn)動。一起,主電機(jī)2經(jīng)皮帶股動金剛石圓筒刀具1作旋轉(zhuǎn)切開運(yùn)動。進(jìn)給電機(jī)選用無級調(diào)速,其速度規(guī)模為0.9~9mm/min。圓筒金剛石刀具剛度大,加工精度好,效率高。
2)仿形切機(jī)加工 仿形切機(jī)可進(jìn)行石材曲面的加工,圖2為其構(gòu)造簡圖。依據(jù)所需曲面形狀,用其它資料制造同形樣板5,并固定在橫梁6上;與鋸片3同直徑的靠輪4,由電機(jī)驅(qū)動沿樣板5作曲面運(yùn)動,并操控液壓缸9上下位移;以股動金剛石鋸片3的主軸作筆直進(jìn)給運(yùn)動。金剛石鋸片3由電機(jī)股動,作主切削運(yùn)動。鋸片的進(jìn)給運(yùn)動,由主軸橫向進(jìn)給運(yùn)動和液壓缸筆直運(yùn)動構(gòu)成。因而,石材橫向廓形由樣板的形狀所決定。當(dāng)靠模輪在樣板上完結(jié)一次橫向行程后,由電機(jī)帶動橫梁6沿縱向?qū)к?運(yùn)動,其縱向位移間隔等于鋸片寬度,然后再進(jìn)行橫向切開,重復(fù)上述動作即可切出所需尺度的石材曲面。仿形切削適于大批量出產(chǎn),能夠切開各種高低曲面。
3)數(shù)控機(jī)床加工
加工石材的數(shù)控機(jī)床首要有:數(shù)控車床和數(shù)控銑床。圖3為數(shù)控車床的構(gòu)造簡圖。金剛石刀具由計算機(jī)操控,可實(shí)現(xiàn)三個坐標(biāo)方向的運(yùn)動和坐標(biāo)軸聯(lián)動,以加工各種異型曲面。操作人員可直接在計算機(jī)的屏幕上,對被加工石材的圖樣進(jìn)行外型設(shè)什,并按加工次序在屏幕上演示全部加工運(yùn)動軌道(可進(jìn)行剪裁、修正和修正)并依據(jù)其廓形編程。契合要求后,將規(guī)劃的石材廓形轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序,輸入到機(jī)床的操控系統(tǒng)中,操控系統(tǒng)宣布位移和速度指令,以操控機(jī)床伺服系統(tǒng)的運(yùn)動。伺服系統(tǒng)經(jīng)過伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠滾動,股動刀架完結(jié)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動,完成各種曲面的加工。數(shù)控機(jī)床加工精度高,但相應(yīng)地加工成本也高。
2.金剛石繩鋸加工
(1)金剛石繩鋸構(gòu)造
金剛石繩鋸由彈性橡膠套、載體金屬絲網(wǎng)、金剛石環(huán)塊與連接件構(gòu)成。其構(gòu)造如圖4所示。金剛石環(huán)塊裝置在金屬絲網(wǎng)上,兩環(huán)塊間墊以特別橡膠套,用來維護(hù)金屬絲網(wǎng),一起使繩鋸有較高的柔性。金剛石環(huán)塊可用電鍍法將金剛石顆粒固定在環(huán)上,也可用燒結(jié)法制備。燒結(jié)法制備的金剛石環(huán)塊更耐磨損,并有自銳性,運(yùn)用壽數(shù)較長。金屬絲網(wǎng)使繩鋸具有滿足的強(qiáng)度。在絲網(wǎng)中供冷卻液,使其簡單進(jìn)入切削區(qū)內(nèi),以冷卻光滑金剛石環(huán)塊,并能鏟除磨屑使鋸切順利進(jìn)行。
?。?)繩鋸的裝置
金剛石繩鋸長度通常依據(jù)需要來選定。因其較長,多做成許多分段,繩鋸是由各分段間運(yùn)用其端面緊固用的鋼套(或銅套)管螺紋連接,并將繩鋸張緊。繩鋸在裝置前要查看各個環(huán)的外徑使其巨細(xì)均勻共同,其差要小于0.2mm,意圖是確保全長上各金剛石環(huán)均勻磨損。繩鋸總長應(yīng)是所需長度的1~1.5倍,使其能寬松地裝置在設(shè)備上為宜。但另一方面要盡也許的短,以避免作業(yè)時彈跳使繩鋸損壞。
在裝置繩鋸前,先在礦山巖石上用特制鉆具鉆孔。鉆孔請求:在繩鋸水平方向孔徑為80mm,筆直方向孔徑為34mm。繩鋸穿過孔并裝在自動輪上,然后用張緊輪張緊并緩慢滾動,當(dāng)繩鋸消除曲折不離開工件時即可開端切削。
在 石材加工中,直徑為6mm的繩鋸常用于臺式設(shè)備上。用大型設(shè)備切開大型石材,可選用直徑16mm的繩鋸。
金剛石繩鋸已在石材加工、修建、土木工程中成功運(yùn)用,但其缺陷是繩鋸為柔性刀具,加工尺度精度較差,外表粗糙度大。
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