石材的切割加工工艺

天然石材/（nature stones）：建筑物的装饰材料,自然本色、绚丽多彩、美观耐用、豪华气派，现代高档建筑装饰的理想选择。

      我国石材/资源极为丰富，目前已探明的花岗石储量达千亿m3，有150多个花色品种，大理石储量为2000亿m3，有390多个花色品种，其资源储量及花色品种占世界首位。

      石材/加工由平面板材为主向平面板材、圆柱体、多面体、曲面体、雕刻品等多品种石材/制品发展。采用凿子和錾子等进行剥落和研磨的手工方式加工石材/的传统加工方法，有着悠久的历史，但粉尘和劳动强度大，工效低，尺寸精度和表面质量较差。从本世纪70年代至今，陆续研制出各种专用机械/machine/加工石材/设备，如金刚石绳锯、金刚石锯切机、立式雕刻机、多功能数控加工中心等，其工作效率大大超过了手工加工，并且实现了石材/的工业化批量生产。

      金刚石锯切工具（diamond sawing tools）：切削性能和抗磨损性能优越，在石材/等许多工业中得到广泛应用，但金刚石锯片造价较高，其使用寿命直接影响石材/的加工成本。因此，

      金刚石锯片(diamond blade)的磨损性能是反映锯切工艺参数合理性、锯切工具性能、石材/可锯切加工性的重要指标之一。

机械/machine/载荷的变化，导致金刚石磨粒产生不同形态的磨损。在低速区，机械/machine/载荷对锯片磨损起着主要作用，增大锯切速度，单颗金刚石磨粒切削厚度及有效切削面积减小，因此，机械/machine/载荷随之减小，锯片径向磨损减小，金刚石磨损形态以磨平、脱落为主；在高速区，机械/machine/载荷冲击及热载荷对锯片磨损有决定性影响，随着锯切速度的提高，热载荷及机械/machine/载荷冲击作用增大，锯片磨损加剧，金刚石磨粒以破碎形式居多。

      锯切深度和进给速度的改变主要是通过引起机械/machine/载荷的变化影响锯片磨损性能。增大锯切深度或进给速度，单颗金刚石磨料切削厚度随之增大，切削载荷增大，锯片磨损加剧。此外，增大锯切深度，还会使金刚石磨粒与岩石接触弧长随之增大，由于摩擦作用，金刚石磨损形态以磨平为主，切削刃变钝，从而使切削载荷增大，锯切过程不稳定。在相同锯切率情况下，采用大锯切深度小进给速度时，金刚石磨粒的切削厚度相对减小，切削路径长，金刚石磨粒的磨损形式以热载荷作用导致的磨平为主，而破碎的磨粒数减少；采用小锯切深度、大进给速度时。金刚石磨粒的切削厚度增大，切削路径短，此时，金刚石磨粒的磨损形式以机械/machine/载荷及其冲击作用导致的金刚石破碎为主。

      此外，锯片本身的形状，如直径、齿数、槽宽等，以及石材/的材质、冷却液的选择等

对锯切过程也有着重要的影响。因此，在石材/的锯切加工中，需对多方面因素综合考虑，以获得最理想的锯切效果。                         

      （3）石材/锯切机加工方法

      1）圆筒切机加工  用金刚石圆筒切机可进行石材/的圆柱面加工，图1为圆筒切机的结构示意图。将荒料固定在料车7上，由进给电机4带动进给传动轴3转动，并带动横梁6作垂直方向进给运动。同时，主电机2经皮带带动金刚石圆筒刀具1作旋转切割运动。进给电机采用无级调速，其速度范围为0.9～9mm/min。圆筒金刚石刀具刚度大，加工精度好，效率高。

      2）仿形切机加工  仿形切机可进行石材/曲面的加工，图2为其结构简图。根据所需曲面形状，用其它材料制作同形样板5，并固定在横梁6上；与锯片3同直径的靠轮4，由电机驱动沿样板5作曲面运动，并控制液压缸9上下位移；以带动金刚石锯片3的主轴作垂直进给运动。金刚石锯片3由电机带动，作主切削运动。锯片的进给运动，由主轴横向进给运动和液压缸垂直运动合成。因此，石材/横向廓形由样板的形状所决定。当靠模轮在样板上完成一次横向行程后，由电机带动横梁6沿纵向导轨8运动，其纵向位移距离等于锯片宽度，然后再进行横向切割，重复上述动作即可切出所需尺寸的石材/曲面。仿形切削适于大批量生产，可以切割各种凹凸曲面。

      3）数控机床加工 

      加工石材/的数控机床主要有：数控车床和数控铣床。图3为数控车床的结构简图。金刚石刀具由计算机控制，可实现三个坐标方向的运动和坐标轴联动，以加工各种异型曲面。操作人员可直接在计算机的屏幕上，对被加工石材/的图样进行造型设什，并按加工顺序在屏幕上演示全部加工运动轨迹（可进行剪裁、编辑和修改）并根据其廓形编程。符合要求

后，将设计的石材/廓形转换成数控加工程序，输入到机床的控制系统中，控制系统发出位移和速度指令，以控制机床伺服系统的运动。伺服系统通过伺服电机驱动滚珠丝杠转动，带动刀架完成各坐标方向的运动，实现各种曲面的加工。数控机床加工精度高，但相应地加工成本也高。

      在天然石材/加工中，直径为6mm的绳锯常用于台式设备上。用大型设备切割大型石材/，可选用直径16mm的绳锯。

      金刚石绳锯已在石材/加工、建筑、土木工程中成功使用，但其缺点是绳锯为柔性刀具，加工尺寸精度较差，表面粗糙度大。

      利用超高压水射流技术切割石材/、具有加工效率高、噪声低、无粉尘污染、石材/切缝窄、加工表面质量好、易实现微机自动控制等特点。同时可以方便地切割不同硬度、不同厚度的石材/，特别是对于形状复杂的异形石材/加工，更具有忧越性。

其作用是积存一定量的高压水，以吸收来自增压器的脉冲水流和工作时断续引起的冲击，保证工作时获得连续、稳定的超高压水流。④喷嘴及运动控制系统，主要采用宝石制造的喷嘴，其直径据石材/硬度及厚度选择，一般选择0.15～0.75mm。同时采用加磨料装置，使磨料与水混合，共同对石材/进行切割。磨料一般采用石榴石。