[发明专利]一种锯条单向连续回转的石材锯切方法及其装置

说明书

本发明公开了一种锯条单向连续回转的石材锯切方法及其装置。方法使用的锯框旋转式石板材排锯机包括圆周平移连杆机构式锯框装置和石材荒料进给装置，圆周平移连杆机构式锯框装置在驱动系统作用下，带动锯框内平行排列的金刚石薄片锯条作圆周运动，与持续进给的石材荒料形成相对运动，实现对石材的铣削；石材荒料进给装置装载着石材原料，沿平行于锯框的回转平面方向持续进给，直至整件石材荒料穿过锯框，被分切成薄板。本发明的锯条单向连续回转的石材锯切方法克服了现有石材排锯机的锯齿承受交变疲劳应力导致迅速脱落的致命缺陷，大幅度增加裁切效率，降低维护成本和人力损耗。适用于将各种石材加工为薄板。

技术领域

本发明涉及石材加工方法及装置，尤其涉及通过锯切的方法和装置。

背景技术

石材荒料自矿山开采出来后需裁切成板、条或块状半成品进行后续加工。现今常用圆盘锯、绳锯和往复式直线锯等设备和方法进行石材荒料的裁切。但对于大尺寸的荒料裁切、硬脆石材的裁切、荒料的出材率、加工效率以及刀具的使用寿命等关键问题至今仍然各有各的局限性。目前石材荒料裁切方法主要四种：(1)摆式钢砂研磨裁切方法并依此开发的花岗石摆式钢砂锯设备，因其效率较低，通常用于加工莫氏硬度5°的花岗石类板材；其方法利用锯片与棱形钢砂对花岗石材料的冲击研磨来实现分切功能，这是目前用量最多的花岗石大型板材切分工艺装备，由于摆式砂锯需要加注钢砂，并保持锯片承受冲击力时的必要刚性，因此锯片厚度大，锯切加工时，将产生大的锯缝，导致产生大量废渣，并消耗较大能量，效率很低，且其使用成本较高，目前石材行业已基本不投资安装摆式钢砂锯。(2)绳锯回转裁切方法并依此开发的钢丝绳串珠锯，此方法和加工装备是近年来欧美等发达国家推荐使用的，即在环形细钢丝绳上固定一定量的金刚石圆柱体刀具，利用钢丝绳的连续高速旋转来分切石材，由于使用了非常锋利的金刚石刀具，这种工艺装备具有结构简单，切割效率高的优势，但是由于受到钢丝绳强度的限制，金刚石串珠锯切石材时，锯缝仍然大，所以仍然存在能耗高，废渣排放量大，且使用成本较高。(3)圆盘锯回转裁切方法以及依此开发的圆盘刀片的锯切设备，其采用高速旋转的大直径金刚石圆锯片来对石料进行分切，由于受到锯片直径的限制，在使用最大直径为3000mm的锯片时，也只能加工宽度尺寸小于1200mm的板材，且板材表面质量较差，也同样存在锯缝大于8mm的问题。目前使用最多的是圆盘刀片锯切方式，串珠绳锯专用于锯切大规格板材，也在快速普及，以上两种锯切方法都因为使用了刀具连续回转方案，金刚石刀具单向承载，因此具有高效、刀具寿命长的特点；缺点是锯缝大，出材率低，浪费资源。(4)直线锯往复运动裁切法以及依此方法开发的石材排锯机，但现有的石材排锯机一般只用于加工莫氏硬度5°的大理石、石灰石等石材，对硬度较高的花岗石、石英石、玉石等，所需切削力较大，现有石材排锯机的金刚石锯条刀齿往复运动时，焊接强度和钢带锯条难于承受往复交变负载，所以没有推广使用；现有石材排锯机切割效率较低的另一个原因是刀具线速度过低，采用曲柄连杆往复运动机构，受到大质量锯框的影响，往复速度难于提高，单位时间锯切次数较少，且往复运动的刀具速度不均匀，当锯框换向瞬间，线速度为0，持续进给的石料会对刀具形成巨大正压力，不利于刀具的有效使用。

中国专利数据库中，涉及石材锯切的申请件有：931096472号《可自石材锯切薄石片/板的方法》、ZL942367928号《往复式石材锯切机》、 ZL02206849X号《石材锯切机》、2011101016766号《一种新型的石材锯切方法》、ZL2015105285030号《石材链锯切割机》、2015101208459号《一种石材单条链锯切割机》、2017111390531号《一种圆盘锯切割石材的圆弧和椭圆轮廓的方法》等，这些专利技术都不能通过锯条单向移动加工花岗石类板材，不能克服现有各种裁切方法的缺陷。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种锯条单向连续回转的石材锯切方法，实现锯条单向移动来加工花岗石类板材，从而克服各种裁切方法的缺陷。

本发明的又一目的是提供一种锯框旋转式石板材排锯机，使锯条单向连续回转的石材锯切方法得以实现。