石業新聞

國際新聞

工程招標

石材展會

石材書籍

石材雙譯

行業精英

政策法規

石材市場

外貿常識

石材加工機械的現狀及發展

[ 發布時間 : 2006-6-24 8:29:29 ] 瀏覽次數:

天然石材由于具有質感好,外觀莊重,機械及物理化學性能良好(如耐壓,耐磨及耐腐蝕)等優點,自古以來就成為一種優良的建筑材料.在古代,石材的加工完全是靠手工操作完成,直到19世紀,歐洲才出現了第一臺用于加工石材的機械,這給石材加工行業帶來了一場革命,從此,石材加工開始從手工操作向機械化方向發展.近30年來,我國石材開采與加工業的持續發展推動了我國石材機械制造業的興旺.為了滿足我國石材加工業的發展需要,無論是研制本國的石材機械或是引進國外的石材機械都必須了解目前國內外石材機械的現狀及發展趨勢.本文按石材加工方式的不同,對目前石材加工機械的基本原理及發展趨勢作些論述.

　　根據對石材加工方式的不同,石材加工機械主要可分為鋸切加工機械,磨拋加工機械以及異形加工機械.
　　1.鋸切加工機械
　　石材的鋸切加工機械種類很多,但目前仍以框架式鋸機和金剛石圓盤式鋸機為主.
　　框架鋸主要由鋸框,鏈桿,立柱框架,鋸條等部件組成.其工作原理為裝在鋸框上的鋸條在連桿的帶動下隨著鋸框作往往復運動,同時通過升降傳動機構連續向下作進給運動,從而實現對石材的鋸切加工.最早的框架式鋸機由于所使用的刀具是鋼條和砂料,故被稱為鋼砂鋸.當今鋼砂鋸的發展趨勢是自動化和大型化.比如,目前世界上最大的框架鋸一次可生產120塊板材,鋸條行程為80厘米.另外,鋸機的鋸切工藝參數可在一定范圍內自動調節,連桿行程實現不停機自動補償.

　　由于鋼砂鋸要消耗大量的鋼砂和石灰,加工后所產生的大量廢鋼砂漿很難處理,對環境污染嚴重,而且噪音很大.因此,目前框架鋸的一個引入注目的發展動向是采用鑲焊金剛石燒結塊為刀頭的鋸條.1970年意大利首先推出了兩種使用金剛石刀頭鋸條的大型框架鋸機.一種可鋸切的大理石荒料寬度為2米,長度為3.5米,一次可鋸切2厘米厚的板材90塊;另一種可鋸切的大理石荒料寬度可達2.5米,一次可鋸切2厘米厚的板材100塊,生產率比普通框架鋸機提高20%.

　　目前,這種金剛石刀頭的鋸條主要局限在大理石的加工中,還不能用于鋸切花崗石等較硬的石材.原因是框架鋸的鋸條作往復運動,致使金剛石燒結塊刀頭上的金剛石磨料后部無法形成拖尾狀支撐,把持力小,容易從胎體上脫落.因此,用框架鋸來鋸花崗石大板一直沿用鋼砂鋸.

　　由于框架鋸的鋸切過程是非連續性的,鋸切速度慢,一般不超過2m/s,這么低的切割速度嚴重地制約了加工效率的提高.因此,一種新的石材加工機械——金剛石圓盤鋸機應運而生.該鋸機主要由機架,鋸片驅動電機及金剛石圓鋸片,升降進給導向裝置,鋸片平移導軌等組成.其工作原理為裝在主軸上的金剛石圓鋸片作旋轉運動和在橫梁導軌上作往復直線運動時,通過升降進給導向裝置,實現鋸片的上下運行和準確吃刀.與框架鋸相比,圓盤鋸的鋸切線速度可達30～45m/s,從而極大地提高了加工效率.因此,目前圓盤鋸機是石材鋸切加工中運用最為廣泛的鋸切機械.但是另一方面,圓盤鋸機的鋸切深度受到了鋸片直徑的限制,一般不能超過鋸片直徑的1/3.1980年德國研制成功直徑達5米的圓鋸片,據稱是世界上最大的.但是,由于鋸機的驅動軸不能完全有效地支承較大重量的圓鋸片沿空間垂直平面進行鋸切,同時,由于圓鋸片的直徑太大,致使鋸路不平直.因此從技術上來說,圓鋸片難于做得很大.雖然圓鋸片的鋸切線速度比框架高得多,但從鋸切深度和一次鋸切的板材數量上來說,圓鋸片不如框架鋸,所以在石材大板生產中,圓鋸片鋸機在短期內還不能完全替代框架鋸.

　　為了進一步提高石材加工的效率,人們在單片圓盤鋸的基礎上提出了組合鋸,即將多片圓盤鋸以一定的間隔裝在同一主軸上同時對石材進行加工.雖然從鋸機的結構上,組合鋸與單片圓盤鋸機并沒沒做太多的改進,但是由于組合鋸的鋸片數目可多達上百片.因此,一次加工可以生產上百片毛板,使得生產效率大為提高.另一方面,為了提高石材加工的自動化程度,人們在用組合鋸機將石材荒料鋸切成薄板的同時,用水平鋸機將石材薄板鋸切成板條.這種將垂直鋸切和水平鋸切集中在一臺機器上完成的設備稱為雙向切機.雙向切機現在多為生產線中的主機,它是近代石材工業中發展最為迅速的一種設備.用雙向切機進行加工,生產效率可大為提高,而生產成本大幅度降低.

　　2.磨拋加工機械
　　石材的磨拋加工機械,按加工的自動化程度可分為單塊作業的磨拋機和連續作業的磨拋機.各種磨拋加工都采用了垂直軸恒壓端面加工,這是因為垂直軸加工時工具與工件之間為面接觸,加工面積大,加工效率高.目前以手扶式磨機及多頭連續磨拋機運用最為廣泛.

　　手扶式磨拋機是飾面石材的傳統磨拋加工設備.其基本結構由主搖臂,副搖臂,主電機,
主軸和加壓裝置,立柱,搖臂基座,升降電機及絲桿,扶手等組成.

　　該機工作原理為主電機通過皮帶傳動使垂直安裝的主軸和安裝在主軸下的磨盤作旋轉運動.使用扶手借助兩節搖臂可使磨盤沿著石材制品表面移動和在有限范圍內上下移動,通過加壓裝置或人工加壓使磨盤上磨石對石材表面產生磨削作用,從而完成研磨拋光作業.它在同一臺機床上通過手工更換磨盤的方法,可相繼完成粗磨,半細磨,細磨,精磨,拋光的全部作業.其主要優點是機床結構簡單,操作容易,投資少,但工人 的勞動強度大,所能加工的板材面積有限,由于通過工人眼睛觀察來確定不同粒度磨盤的更換,所以要求工人技術水平較高,而產品的最終質量也會因人而異.目前此設備主要用于異形板材的磨拋加工.
　　
　　多頭式連續磨拋機是一種新型先進的研磨拋光設備,它通過在生產線上安裝多個不同的磨塊和拋光塊,一次性完成石材的粗磨,細磨,精磨拋光的全部加工過程.該機主要由磨頭,磨頭電機,磨盤傳動架,機架,自動傳送帶及傳動軸,總控制盤,磨盤控制盤,油壓站,噴
水冷卻裝置等組成.連續多頭磨拋機加上的自動化程度高,操作人員的勞動強度小,生產效率高,可靠性好,生產損耗少,而且加工精度高,磨拋板材的質量穩定,該設備在國內外已被廣泛采用.同時它也有一些缺點,比如安裝調試復雜,投資大,生產成本高,而且只能用于加工平面板材,對于異形板材的加工并不適用.目前此設備正被廣泛用于普通平板的加工,特別是大面積飾面板材的加工.

　　3.異型加工機械
　　由于異型石材制品附加值高,無論是現代建筑或碑石和石材家具制造,對異型石材制品的需求都與日俱增.石材的異型加工若用人工或單工序機械加工,則勞動量大,生產效率低,拋光成本高,難于滿足質量要求;而且運用金剛石工具損耗快.因此,國內外出現了許多專門針對異型石材設計的機械設備. 異型石材加工機械按制品加工形狀的不同可大致分為兩類:一類是用來加工等截面的石
材異型制品,或者截面形狀相似,但面積不等的異型回轉體制品;另一類用來加工截面形狀不等的空間立體制品,二者控制維數是不同的.針對異型石材制品的加工形狀不同,對機械的要求也是不同的.對于用來加工等截面的石材異型制品,或者截面形狀相似,但面積不等的異型回轉體制品以金剛石串珠繩鋸和高壓水射流技術為主,而對于用來加工截面形狀不等的空間立體制品則主要是仿形,數控機械為主.

　　數控金剛石串珠鋸是使用柔性刀具加工異型石材制品的數控加工設備,主要由繩輪,金剛石串珠,導向輪電機,機架,繩輪推進機械等組成.該機所采用的切削刀具是串珠繩,它利用串珠 (金剛石燒結環)內含有的金剛石顆粒,在石材表面以20m/s或更高的線速度高速運動,切割石材,適合于加工體積大,厚度大的異型石材制品.繩鋸具有較高的切割效率和較大的切割面積,使用靈活,而且無噪音,無振動,并可獲得光滑的切割表面.目前開發的串珠鋸,已從只能安裝一根金剛石串珠繩的單繩式串珠鋸,發展到可同時安裝60根串珠繩
的多繩式金剛石串珠鋸.與早期的占地面積很大的多繩串珠鋸相比,今日的多繩串珠鋸已經變得更加輕巧實用,設備外形尺寸與普通的串珠整形機相差無幾.

　　高壓水射流技術是以高壓水射流或磨料射流為切割手段的石材加工技術,以異型石材制品的加工為突破口進入石材加工領域并在石材加工中應用發展得很快.這是一種刀具簡單,無粉塵污染,低噪音,切口狹窄的切割技術.在石材行業,它主要用于石材拼花板材的加工,各種平板類石材標志的加工,而且產品批量大,精度高. 數控高壓水射流切,割機由高壓水泵,工作主機和數控系統三部分組成.這一技術裝備遠比現在生產使用的加工設備造價低,產品加工成本低,功耗低,而且磨損料和水可回收利用,設備應用范圍廣,是我國石材工業發展中值得重視的一項很有前景的新技術.由于有關技術和關鍵的問題還未得到完全徹底解決,故在國內石材加工中還沒得到廣泛應用.

　　雖然繩鋸機和高壓水射流切割機在異型石材的加工中得到了廣泛的運用,但是從嚴格意義來說,這兩種機械并不能完成真正的三維石材制品的加工.隨著計算機技術的發展,針對截面形狀不等的空間立體制品,出現了各種多功能,高效率的數控加工設備.這些加工機械可以通過編程來完成多種復雜形狀的石材異型制品加工,如回轉體,主體雕刻制品加工,平面雕刻加工.這種加工設備的最大優點是一次裝夾可以完成多工序作業,加工質量和加工精度都很高,很適宜加工復雜的輪廓;缺點是只能單件生產,而且對刀具的技術要求很高.

　　應該指出,石材機械除了上述幾種主要加工機械外,還應包括金剛石鏈鋸,倒角機等.其他機械在石材加工中使用有限,故不在此贅述.

　　由于石材需求量的增加,使得石材機械得以迅猛地發展,從國內外石材機械的發展趨勢可以看出,目前國際石材機械設備的發展趨勢主要體現在三個方面:1.石材機械向高效方面發展,如在鋸片數量上的增加;2.石材機械向自動化方面發展,如數控技術在石材加工機械的廣泛運用;3.石材機械向環保化發展,如金剛石串珠繩鋸,高壓水射流等環保加工設備的研制與應用.可以預見,本世紀高效,環保及自動化依然是石材機械發展的主題.

* 本信息真實性未經證實，僅供您參考...