石材的鋸切加工設備種類(lèi)很多,但目前仍以框架式鋸機和圓盤(pán)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(dòng)下隨著(zhù)鋸框作往復運動(dòng),同時(shí)通過(guò)升降傳動(dòng)機構連續向下作進(jìn)給運動(dòng),從而實(shí)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(chēng)為鋼砂鋸。當今鋼砂鋸的發(fā)展趨勢是自動(dòng)化和大型化。比如,目前世界上做大的框架據一次可生產(chǎn)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(dòng)調節,連桿行程實(shí)現不停機自動(dòng)補償。
由于鋼砂鋸要消耗大量的鋼砂和石灰,加工后所產(chǎn)生的大量廢鋼砂漿很難處理,對環(huán)境污染嚴重,而且噪音很大,因此,目前框架據的一個(gè)引人注目的發(fā)展動(dòng)向時(shí)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(cháng)度為3.5米,一次可鋸切2厘米厚的板材100塊,生產(chǎn)效率比普通框架鋸機提高20%。
目前,這種金剛石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返運動(dòng)時(shí),會(huì )致使金剛石的燒結塊刀頭上的金剛石磨料后部無(wú)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(lái)鋸花崗石大板一直沿用鋼砂鋸。
由于框架鋸的鋸切過(guò)程是非連續性的,鋸切速度慢,這種低的切割速度嚴重地地制約了加工效率的提高。因此,一種新的石材加工設備金剛石圓盤(pán)鋸機應運而生,該鋸機主要由機架、鋸片驅動(dòng)電機及金剛石圓鋸片、升降進(jìn)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(dòng)和在橫梁導軌上作往復直線(xiàn)運動(dòng),通過(guò)升降進(jìn)給導向裝置,實(shí)現鋸片的上下運動(dòng)和準確吃刀。與框架鋸相比,圓盤(pán)鋸的鋸切先速度可達30~45 ,從而極大地提高了加工效率。因此,目前圓盤(pán)鋸機是石材鋸切加工中運用最為廣泛的鋸切設備。但是另一方面,圓盤(pán)鋸機的鋸切深度受到了鋸片直徑的限制,一般不能超過(guò)鋸片直徑的。1980年德國研制成功直徑達5米的圓鋸片,據稱(chēng)是世界上最大的圓盤(pán)鋸機。但是,由于鋸機的驅動(dòng)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(jìn)行鋸切,同時(shí),由于鋸片的直徑太大,致使鋸路不平直,因此從技術(shù)上說(shuō),圓鋸片難于做得很大。雖然圓鋸片的鋸切線(xiàn)速度比框架高的多,但從鋸切深度和一次鋸切的板材數量上說(shuō),圓鋸片不如框架鋸,所以在石材大板生產(chǎn)中,圓鋸片鋸機在短期內還不能完全替代框架鋸。
為了進(jìn)一步提高石材加工的效率,人們在單片圓盤(pán)鋸的基礎上提出了組合鋸,即將多片圓盤(pán)鋸以一定的間隔裝在用一主軸上用時(shí)對石材進(jìn)行加工。雖然從鋸機的結構上,組合鋸與單片圓盤(pán)鋸并沒(méi)做太多的改進(jìn),但是由于組合鋸鋸片數目可多達上百片。因此,一次加工可以生產(chǎn)上百片毛板,使得生產(chǎn)效率大為提高。另一方面,為了提高石材加工的自動(dòng)化程度,人們在用組合鋸機將石材荒料鋸切薄板的同時(shí),用水平鋸機將石材薄板鋸切成板條,這種垂直鋸切和水平鋸切集中在一臺機器上完成的設備陳偉雙向切機。雙向切機選在多為生產(chǎn)線(xiàn)中的主機,它是近代石材工業(yè)中發(fā)展最為迅速的一種設備。用雙向切機進(jìn)行加工,生產(chǎn)效率可大為提高,而生產(chǎn)成本大幅度降低。
國內石材行業(yè)應用的金剛石框架和花崗石砂鋸,主要時(shí)進(jìn)口意大利設備。進(jìn)入二十世紀后,國內先后有幾家公司開(kāi)始消化吸收意大利大板加工設備的技術(shù),生產(chǎn)國產(chǎn)框架據和花崗石砂鋸,但是由于關(guān)鍵技術(shù)沒(méi)有掌握,在工作效率、切割成本以及連續無(wú)故障運行等方面與意大利設備還存在較大差距。廣東利達、福建盛達、廣東科達、濟南恒運達等企業(yè)均生產(chǎn)框架據和砂鋸。上海飛宙公司引進(jìn)意大利BM公司的技術(shù)生產(chǎn)的花崗石砂鋸,質(zhì)量及性能較好,在國內市場(chǎng)占有率較高。大理石排鋸在國內應用量較大,而且國產(chǎn)設備相對成熟,主要存在問(wèn)題時(shí)鋸框導軌系統及液壓漲緊系統故障較多,意大利設備以雙連桿為主,而且國產(chǎn)設備以單連桿為主。山東華興已設計出靜壓導軌和雙連桿驅動(dòng)的金剛石框架鋸,今年將推向市場(chǎng)。
花崗石砂鋸在國內石材行業(yè)應用情況較差,除少數較大企業(yè)及外資企業(yè)能夠正常使用外,大部分企業(yè)的砂鋸基本處于停產(chǎn)狀態(tài),主要原因是國內缺少砂鋸切割工作的操作管理經(jīng)驗,特別是砂鋸的砂漿配料及供漿系統與意大利石材企業(yè)相比,還存在較大的差距。
國內大理石框架鋸鋸條數量主要時(shí)80條、400條;花崗石砂鋸鋸條數量主要有120條、156條框架鋸的發(fā)展主要是向著(zhù)高速切削、鋸條超薄方向發(fā)展,砂鋸主要時(shí)朝著(zhù)大型多鋸條方向發(fā)展?!鴥壬贁灯髽I(yè)采用金剛石串珠繩鋸進(jìn)行切割,繩鋸切割大幅面板材主要存在平面度誤差比較大的問(wèn)題,厚度要求嚴格時(shí),切削出的板材需要進(jìn)行定厚機定厚,切割成本較高。
另外,在進(jìn)行碑石切割及條石切割時(shí),主要采用金剛石圓盤(pán)鋸石機,配套專(zhuān)用切割機進(jìn)行加工。目前有多片條石切割機、條石齊頭切割機、蘑菇石專(zhuān)用切割機。