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石材加工工艺与设备

发布时间:2019/11/25 点击量:

  石材加工工艺与设备_幼儿读物_幼儿教育_教育专区。石材的加工工艺与设备 4.1石材加工概述 4.2石材的通用加工设备与主要技术性能 4.3薄板的加工设备与工艺过程 4.4大板的加工设备与工艺过程 4.1 石材加工概述 一.影响石材加工性能的因素

  石材的加工工艺与设备 4.1石材加工概述 4.2石材的通用加工设备与主要技术性能 4.3薄板的加工设备与工艺过程 4.4大板的加工设备与工艺过程 4.1 石材加工概述 一.影响石材加工性能的因素 工艺内容:锯切、定厚(铣平)、表面加工(研 磨、抛光、机刨、火烧、锤击、剁斧、喷砂、酸 洗…)、切断、铣边、磨边、倒角、钻孔、开槽、 修补、优化处理… 石材加工性能:锯、切、磨、琢等物理加工的难易程度 可加工性受多种因素影响:岩石类型、矿物成分与 含量、化学成分、硬度、岩石结构构造(矿物颗粒 大小、均匀程度与结晶程度、致密度) 石材可锯性的判断: 国外有些学者提出用锯切过程产生的力来判断 石材的可锯性 (1)锯切石材时水平方向的切削力大大地小于垂直 方向的切削力; (2)锯片磨耗率的大小与垂直切削力的大小有着完 全一致的关系。 为指导制定最优加工工艺规范,对大理石、花岗石进 行加工性能分类。 石材 类别 特 征 实 例 大 一 类 石质软、SiO2 含量小于5% 汉白玉、松香黄、 雪花白 理 石 二 类 石质不均匀、含硅酸盐矿物、丹 东 绿 、 莱 阳 绿 、 SiO2 含量大于5% 大花绿 一 HS<90 ,不含或只含少量石 济南青、山西黑、 花 类 英,SiO2 含量较低 芝麻黑 岗 石 二 类 三 HS =85~100 ,石英含量中 等,SiO2 含量中等 HS>95 ,SiO2 含量高,石英 芝麻白、崂山灰、 惠东红 石棉红、龙田黄、 类 含量高且颗粒粗 九龙璧 金刚石圆锯片锯切花岗石工艺参数(德国winter公司) 花岗石 指 典 型 圆周速度 吃刀深度 走刀速度 锯切效率 类 型 数 石 材 (m/s) (mm)(m/min)(m2/h) 非洲黑、 一 类 1 蓝珍珠、 35~40 12.5 3 2.3 济南青 粉红麻、 二 类 1.8 英国棕、 30~35 8.5 3 1.5 蓝翡翠 南非红、 三 类 3.5 印度红、 25~30 5.0 3 0.9 四川红 三.石材可锯性的综合影响因素 综合测评的经验公式为: Y=27.77-0.168B-0.12C-0.10D 式中:Y-锯片的磨损指数; B-岩石的磨蚀性; C-岩石的肖氏硬度; D-石英体积的百分含量。 莆田的大洋红(火山凝灰岩)具有极强的磨蚀性 四.加工工艺、加工设备与工具 工艺内容:锯切、定厚(铣平)、表面加工(研磨、 抛光、机刨、火烧、锤击、剁斧、喷砂、酸洗…)、 切断、铣边、磨边、倒角、钻孔、开槽、修补、优 化处理… 加工设备与工具: 锯切加工:框架式锯机、金刚石盘式锯机 金刚石绳锯机、金刚石带锯机 磨抛加工:手扶式磨机、多头式连续磨机、桥式磨机 切断加工:横向切机、对剖机、桥式切机 异型加工:数控金刚石串珠绳锯与高压水射流 刀、数控加工设备、异型磨边机 4.2 石材的通用加工设备与主要技术性能 一.石材的锯切设备 1.框架式砂锯(排锯或拉锯) 根据锯框运动轨迹可分为上摆式(或称摆式砂锯)、平 移式和复摆式。 (1)上摆式砂锯 基本结构:见图 主电机、飞轮、连杆、曲柄、锯框悬臂、锯框、锯条、 四立柱框架、螺杆、升降电机 辅助设备:砂浆泵、洒浆车、钢砂添加器、钢砂分离 器、液压张紧器、荒料台车 ? 上摆式砂锯 工作原理:电机带动大连杆,推动锯框作简单的往复摆式 运动,从而使钢锯条带动钢砂磨料挤压、磨削石材,完成 锯切工作 技术性能:(见文献1jghgsdbsjzxfz.pdf) 优点:可使用较薄的锯片(4.2-4.8mm),低能耗、低锯 耗,出材率高,运动方式简单、设备磨损较小,维修成本 低。 缺点:空行程占比例大(3/4~4/5)、效率低(10~ 20mm/h) (2)平移式框架锯(金刚石框架锯和平移式砂锯) 按锯框运动方式还分成水平式和垂直式,水平式框架锯锯 机其锯条作水平运动,而垂直式框架锯机其锯条作垂直运 动。 基本结构:少了锯框悬臂,多了锯框导轨 主电机、飞轮、连杆、曲柄; 锯框、锯框导轨、锯条、四立柱框架、螺杆、升降电机 辅助设备:砂浆泵、洒浆车、钢砂添加器、钢砂分离器、 液压张紧器、荒料台车。 工作原理:电机带动连杆推动锯框沿锯框导轨作水平 往复直线运动。运动过程中锯条始终挤压着钢砂磨削 石材,不存在无效空行程。 技术性能: 缺点:应使用较厚的锯片(6mm),高能耗(需较大 功率主电机驱动)、高锯耗,高成本,低出材率。 优点:锯切速度快,无空行程、效率高(30~ 40mm/h)。 平移式砂锯 (3)复摆式砂锯 基本结构:在锯框的悬臂上作了改进 工作原理:直线和曲线复合的运动轨迹 改变锯框悬挂点位置、在锯框与悬臂之间安装 活节、采用锯框吊架 技术性能: 优缺点: 具有高效率、低能耗、低锯耗、高出材率的优点,但 是由于摆动系统结构较复杂,磨损大,维护工作量大。 复 摆 式 锯机 的 悬 挂 系 统 复摆式砂锯的吊臂与吊臂箱 砂锯的防撞击设施 砂锯防撞设施示意图 2. 金刚石框架锯 1.飞轮 2.大连杆 3.主电机 4.框架、立柱 5.荒料台车 6.总控制台 7.喷水冷却器 2. 金刚石框架锯 (1)基本结构:与平移式砂锯结构相似,不同 的是它没有加砂装置,只有冷却水的喷淋装置 (2)锯条:焊在锯条上的金刚石刀头 ( 3)技术性能: 3. 金刚石圆盘锯:适合各种石材的锯切加工 (1)分类: ①结构分类: 单臂式、双柱式、框架式 ②根据锯片直径: 普通型:直径小于160cm 中 型:直径160—200cm 大 型:直径200—300cm 巨 型:直径大于300cm ③ 根据锯片数量: 单片锯、组合锯 (2)单臂式金刚石圆盘锯 ① 基本结构 1—主电机 2—机座 3—锯片 4—控制屏 5—横向移动台车 6—纵向移动台车 7—垂直运动滑轨 8—台车牵引机构 ② 工作原理 a:主电机通过皮带轮带动锯片旋 转;b:锯片在垂直升降装置带 动下做垂直方向的从上到下的 锯切;c:台车在牵引机构带动 下作纵向往复运动,完成荒料 从前到后的锯切;d:水平移动 螺杆带动锯片移动或由料车移 动来完成荒料从左到右的锯切。 ③ 技术性能(不同类型的技 术性能相差较大) 锯片直径:9001600mm 锯片数量:1-12 可锯切板材的宽度 (mm) : 锯片直径900 300,305 1200 300,305,400,450 1600 300-610 1800 300-700 (3)双柱式(龙门式)金刚石圆盘锯机 技术性能(不同类型的技术性能相差较大) 锯片直径:1800-3500mm 锯片数量:1或大、中、小3张组合锯片 与单臂式锯机相比,龙门式锯机具有较好的锯切稳定性。 (4)框架式(双向)金刚石圆盘锯 1.台车 2.垂直锯片 3.水平锯片 4.主电机 5.锯机框架 6.控制屏 7.升降电机(使纵横导轨作升降运动) 8.纵向导轨 9.横向导轨 技术性能: 与单臂式锯机、龙门式锯机相比,双向切机具有较好 的锯切稳定性和锯切精度;以水平锯切替代人工凿板, 大大提高了生产效率。 锯片数量可以是单片或多片。 4.金刚石绳锯 单绳式金刚石绳锯 多绳式金刚石绳锯 ① 基本结构:机体框架、串珠绳驱动轮、导向论、 横梁框架升降驱动和导向系统、串珠绳张紧系统、 电控系统等 ② 工作原理 利用串珠内含有的金刚石颗粒切割石料 ③ 技术性能(与框架锯相比较) a. 锯机的结构与安装基础比较简单,辅助设备少,厂 房占地面积可减少1/2~2/3; b. 锯切效率高,锯切中等硬度的花岗石板材,一天可锯 切250m2,相当于两台各装有120根锯条的大型框架锯 的效率; c. 操作方便,锯切精度高,多绳式金刚石串珠锯可快速地 变换加工板材的厚度; d. 板材的锯切面平整,而且杜绝了钢砂残粒嵌入板材锯 切面的可能性,因此使磨抛的时间降低20%; ? e. 锯切噪音小,工作环境好; ? f. 能耗低,与框架式砂锯相比约可降低30%的电能消耗; g.消耗材料大为减少,对环境污染小。框架锯每锯切l㎡ 的花岗石板材需消耗3kg钢砂、1.5kg锯条、2kg石灰, 而金刚石绳锯只消耗0.01kg金刚石绳。粗略估计,使 用框架锯每年需弃置32.5万公斤废砂浆,对环境污染的 严重性可想而知。以年产5万㎡的花岗石大板为例,金 刚石绳锯产生的废渣只有框架式砂锯的1.5%左右,且 废渣成分单一、外理方便。所以说金刚石绳锯是锯切石 材大板的环保型机械设备。 5.金刚石带锯:名贵石材的小规格石材锯切 金刚石带锯的基本形状类似于锯木板的木工带锯,所不 同的是金刚石带锯是在钢带一侧焊有金刚石锯齿。钢带 两个端头焊合成一体,形成闭合环带,故称带锯。其与 排锯的主要区别在于其基体为柔性钢带,既要求金刚石 镶焊、粘结牢固,又要能够象皮带一样转动弯曲。带锯 一般很薄(厚度在1.0~2.0mm),而且很长(约5~ 8m),多由电镀方法制造。锯缝宽3mm,可切割 2mm厚板材 6 金 刚 石 圆 弧 板 锯机 ( 筒 锯) 作业: 1.了解国内大型石材企业(企业规模、管 理模式、产品及销售等)。 2.比较摆式、平移式和复摆式砂锯的技术 性能。 3.比较金刚石绳锯与砂锯的技术性能。 二.石材的磨抛设备 磨光分为铣平(定厚)、粗磨、中磨、细磨、精磨和 抛光六道工序。 1.磨抛的目的与要求:天然石材的研磨抛光,其目的有 两个,一是为了获得表面的平整度和光泽度,二是通过 表面加工使石材内在的颜色、花纹、光泽充分显露出来 2.检测方法与标准:光泽度仪 3.影响因素:石材矿物组成、结构构造、磨抛设备与工艺 5.设备类型:单机作业和连续作业设备 (1)手扶摇臂磨机 ① 基本结构(普通磨机与升降磨机) ② 工作原理 主电机带动主轴转动, 主轴转动带动磨盘旋转, 手柄可以使磨盘沿石材 表面做平面移动并在一定 的范围内做上下移动,加压 装置使磨石对石材表面产生 一定的磨削压力。 手扶磨机与 手扶升降磨机 ③ 技术性能 厂家和设备型号;通常体现在可加工石材的规格、磨 盘直径和转速、摇臂的升降行程 ④ 适用条件 当石材的尺寸小于磨盘直径时,难于加工,适合于先磨 后切工艺 (2)小圆盘磨机 ① 基本结构 ② 工作原理:板材固定于转盘,主电机带动转盘 水平旋转, 压杆下压,磨盘在 弹簧压力作用下 紧压在石材板上, 随摆动臂移动完成 整个板面的研磨。 ③ 技术性能 厂家和设备型号;通常盘面直径约700- 800mm ④ 适用条件 可加工石材的尺寸小,适合于先切后磨工艺 (3)桥式磨机:有单磨头和双磨头两种类型 ① 基本结构:见图 ② 工作原理 ③ 技术性能 磨盘直径:250-450mm,每个磨头可装4- 6 个磨块;需更换磨盘完成各道工序 ④ 适用条件:较大规格的大理石、花岗石板 材或碑石的加工 桥式磨机 (4)自动化连续磨机 ① 基本结构:主要分为磨头主轴系统,横梁运动系统, 连续工作台三大部份 ② 工作原理 磨头相对于石板材的运动包括:纵向(由传送带带 动)、横向(由承载磨头的磨机大梁的横向摆动 完成)、旋转(磨头电机带动主轴旋转)、摆动 (行星轮系机构使磨头左右摆动) ③ 技术性能: 对于大理石:磨头>8;花岗石:磨头>12 ④ 适用条件 ⑤ 基本要求: (4)自动化连续磨机 ① 基本结构:主要分为磨头主轴系统,横梁运动系统,连续工作 台三大部份 ② 工作原理 磨头相对于石板材的运动包括:纵向(由传送带带动)、 横向(由承载磨头的磨机大梁的横向摆动完成)、旋转 (磨头电机带动主轴旋转)、摆动(行星轮系机构使磨 头左右摆动) 摆动磨头加大了切削力、加快磨屑的排弃,易于清水 发挥作用 ③ 技术性能: 对于大理石:磨头>8;花岗石:磨头>12 磨抛质量稳定 磨头结构图 5)定厚机(铣平机——Grinding Machine ) ① 用途:纠正厚度误差; 消除沟槽纠正平整度,为磨光作准备 ② 类型:盘式与辊式 ③ 工作原理 盘式:铣盘呈碟形构造,盘的边缘镶焊着一圈金刚 石 刀头,工作时铣盘做旋转运动,并以一定的压力紧压在石 材上,通过铣盘与石材的相对运动,铣盘上的刀头铣削石 材达到铣平定厚的目的。 辊式:铣辊上镶嵌着螺旋状金刚石刀头,工作时铣辊绕 自身的轴线旋转,并以一定的压力压在石板上,垂直石板 的纵向作相对运动,达到铣削石板的目的。 DHJ 型定厚机 刀盘直径Φ680mm 刀盘升降高度100mm 台车行程3300mm 最大加工尺寸 2400×600mm 耗水量120 L/min 三.石材的切断设备 1.切断工艺对设备的要求: 切断与锯切设备的工作原理基本相同,差异主 要在于两类设备的加工精度要求不同。 2.常用设备 (1)桥式切机 ① 主要用途: 可用于大理石、花岗石规格板材以及三角形、梯形 等不规则形状的板材的切断加工。最适合大规格的 板材的切断。 ② 基本结构:见图 ③ 工作原理 金刚石锯片由主电机驱动旋转,刀架升降机构可以使 锯片下降,借助于纵向行走机构桥可以前后移动,刀 架沿桥身可以左右滑动。 有的刀架可以绕桥旋转,因而使锯片倾斜;有的工 作台可以旋转、翻转倾斜。 ④ 技术性能 如400型一体桥式切割机(机头90度旋转,工作台360度旋转) ,主要技术 参数:最大加工范围:3500×1900㎜;锯片直径:Φ350-Φ500㎜ 刀片升降行程:350㎜ ;切割厚度:0-135㎜ 主机总功率:7.5kw ,11kw,18.5kw 1.桥头墙 2.工作台 3.总控制柜 4.横向导轨(桥) 5.锯片 6.主电机 7.纵向导轨 (2)纵向切机(见图):大理石、花岗石薄板、小 规格定型板的纵向切断,工作时通常锯片不移动,而 是被切割的石材平行锯片移动完成纵向切断 (3)横向切机(见图) :大理石、花岗石薄板、小 规格定型板的横向切断,切割长度短,传送辊道输送 板材做纵向运动,传送到位后停止运动,横向进给装 置带动圆锯片做横向进刀。 通常安装350mm的锯片,最大切割厚度60mm 双刀纵向切机 纵向切机 1.主电机 2.锯片 3.工作台 4.锯片升降螺杆 5.锯片横向平移螺杆 6.工作台纵向移动导轨 7.工作台移动手轮 横向切机 1.主电机 2.控制屏 3.锯片 4.辊道 5.锯切定位装置 四.异形加工设备 1、手拉切机:碑石、条石等异形石材加工,可锯、 可切、可进行大倒角的切割,通常可安装500mm的 锯片,最大切割深度180mm 2.数控金刚石绳锯 外形结构、运动方式与金刚石串珠绳整形机基本相似, 不同的是每侧的飞轮可单独升降,使金刚石串珠绳与 水平面成一角度,配合料车工作台的旋转,可锯切加 工螺旋圆柱、圆锥及各种复杂形状的回转立体石材制 品。 CNC异形绳锯 电脑控制异形加工绳锯 绳锯加工的异形石材 3.数控铣床:利用不同形状的刀具(铣刀)对复杂曲 面铣磨加工 4.电脑水射流切割机:水刀 5.电脑加工中心:由电脑控制的机械手操纵各种石材 加工工具按照输入的图形、数据自动地进行加工,是 功能齐全的异形石材加工设备。 6、金刚石异形线切割机 金刚石异形线切割机 CNC电脑加工中心 电脑加工中心在加工异形台板 电脑加工中心异形边铣磨加工 高压水射流切割机(水刀) 水 刀 切 割 4.3 薄板的加工设备与工艺过程 一.薄板的加工工艺及其适用条件 大理石和花岗石薄板指厚度小于20mm,一般为 10mm.规格尺寸通常小于600mm A. 先磨后切工艺:选料装車—锯切毛条板—定厚—研 磨抛光—切断(纵切、横切)—磨边倒角—清洗— 烘干—检验—修补—分色—包装。 ? 适用于规格为0.5-2m3的荒料,低成本,高效率,工程板 或花色复杂的石材,有利于花色选配,但存在无用锯切 B.先切后磨工艺:选料装車—锯切毛条板—切断(纵切、 横切)—定厚、研磨、抛光—磨边倒角—清洗—烘干— 检验—修补—分色—包装。 适用于可加工小规格荒料,低成本,无用锯切的比例 更大切断,遗弃的是没有研磨、抛光的边角料 意大利薄板生产线 意大利薄板生产线头切机 ? 二.选料装车-----原则 荒料根据客户订单要求的尺寸、颜色以及荒料的出材率来挑选,注意以下 几点: 1.根据工程所需的品种选用荒料,使得同一工程的荒料在花色上协 调一致,以保证良好的装饰效果。 2.根据产品的规格尺寸选用几何尺寸适宜的荒料,提高荒料的利用 率和成材率。(如何选?) 3.精确计算荒料的需求量,在保证工程用量的前提下尽量减少多余 的加工,以免造成浪费。 (如何算?) ? 4.荒料的最大尺寸不能超过锯切设备的加工能力,最小尺寸必须 满足锯切稳定性的要求。 5.荒料的大面应当平行于锯切面,以保证板材的花纹 一致,并具有较好的力学性能,同时提高锯切效率。 6.荒料装車时,底部的垫木必须垂直于锯切方向。垫 木的截面应不小于20×15cm,以保证垫木能够承受 荒料的压力;垫木的长度应与台車的宽度基本相等。 7.荒料整形,以提高锯切效率,并减少无用的锯切。 三.锯切 1. 锯片选择要点: (1)根据板材的规格选择锯片直径. 锯切板材的宽度约为锯片直径的三分之一,如 锯片直径mm 板材的宽度mm 900 300,305 1200 300,305,400 1600 300,305,400,457,600,610 小直径锯片偏摆小,所锯切板材的厚度偏差也小,基体价 格低。。 (2)根据荒料的岩石类型和矿物成分选用刀头。 2.安装锯片 (1)砝兰盘的作用与直径选择 起定位、夹紧和传递力矩作用,大直径锯片锯切毛板 时,其外径约等于锯片直径的1/5-1/6,切边时为1/22/3 (2)锯片的旋转方向要始终一致(与基体箭头方向 一致) (3)锯片的安装精度要求与检测方法 主轴的径向摆动度、砝兰盘和砝兰盘组的端面 摆动、锯片的径向摆动、锯片的端面摆动、锯片 的平行度、检查工作台面与锯片平面互相垂直。 3.锯切 (1)操作要点 锯切之前应对锯片开刃;开始前应让锯片空转稳定 后才下锯进刀,不可接触石材启动锯片。退出锯缝 后才能停止;不能锯透荒料(留20-40mm). (2)参数设定:根据加工石材的类型和性质选择 圆周线速度(m/s):硬大理石40-45 软大理石45-50 软砂石50-55 进给速度:受普通锯切设备技术性能限制较少调整此值 下刀深度:大理石通常为50-100mm 四.定厚 目的:控制厚度、修正平度 经过定厚的毛条板厚度控制标准=薄板的标准厚度+允许 的正公差+磨抛的加工余量。 薄板的厚度偏差应在0.5mm之内,需定厚工序将板材 厚度控制在允许范围内 五.研磨抛光 1.选择磨石:粒度、结合剂、组织、硬度; 要点:磨石性能应与毛板的粗糙度、成品板的光泽度以 及磨抛设备、磨抛工艺相适合。 用最少的工序将石板磨平磨光,达到规定的质量要求 研磨花岗石磨石: 1#24-30 目 , 2#80-120 目 , 3#240-400 目 , 4#600- 800目 5#1000-1200目,6#1400-1600目 研磨大理石: 1#30-36 目 , 2#80-120 目 , 3#240-320 目 , 4#400- 600目 5#800-1000目,6#1200-1600目 从粗磨到抛光,磨盘直径相应递减 2.磨抛工艺: (1)磨盘转速(6~12m/s) :高硬度、高石英含量 的石材取低转速 。 (2)压力(4~6kg/cm2):粗磨与抛光压力大;石英 含量高、硬度高 ,压力大 粗磨增大压力有利于提高研磨效率,精磨时适当减 小压力有利于改善研磨效果,抛光时增大压力可以提高 抛光质量和效率。在加大压力情形下,磨具会相对变软, 从而提高研磨效率。 (3)磨盘移动速度:石英含量高、硬度高移动速度慢。 磨盘运动轨迹应当尽量少重叠,但不能不复覆盖。 (4)用水量:水量大,使磨石相对变硬;水量小,使磨 石相对变软 冷却、排屑、调节磨石硬度 六.切断 1.技术要求:根据 GB/T18601—2019标准规定 2.设备要求:高精度、高稳定性、振动偏摆小、 切缝细、直、平、不崩边。 3.锯片选择:常用直径200~400mm,窄槽型(刀头 间隔约8mm)、锋利型锯片,配置大直径砝兰盘(约为 锯片直径的1/2-2/3) 。 4.锯片安装:精度要求与检测方法(工具部分) 5.工艺参数:石材厚度为10mm时,大理石的走刀速 度为2-5m/min;花岗石的走刀速度为0.5-1m/min; 6.切割定位: 七.磨边倒角: 八.粘结修补: 九.检验: 1.标准依据: 2.可量化标准与不可量化标准: 3.检验方法: 十.分色包装: 1.分色的依据与技巧: 2.包装的目的:保护石材不受损、保证分色效果、 便于搬运、贮存、保管、销售、使用….包装的要 求:牢固、科学、经济、适销、方便、环保。 4.包装形式:以外贸出口标准的305mm薄板为例。 4.4 大板的加工设备与工艺过程 尺寸在1200X2400mm以上,经切割后可成为不同规格的 板材 一工艺过程: 大理石: 选料装车----安装锯条------开机锯切-----吊卸毛板-----补胶 粘结------研磨抛光----切断----检验包装 花岗石: 选料装车----安装锯条------开机锯切-----出台车---清洗毛板--吊卸毛板-----清洗锯台----卸锯片-----润滑保养-------研磨 抛光----切断----检验包装 1.选料装车 1)根据工程需求量与产品成材率备料,防止不足与过剩; 2)根据设备的技术性能与产品的规格尺寸选择荒料规格, 既避免无用锯切、提高成材率,又使设备满负荷工作提 高生产效率。 3)同一台车的荒料必须高度相近、可锯性相同 4)荒料大面平行于锯切面(从荒料的力学特征与石材的 使用性能分析) 5)先整形、后锯切,减少无用加工量。 荒料的成方性:荒料的外形趋向理想的直角平行 六面体的程度。 荒料的成方性偏差:荒料的外接直角平行六面体体积 与内界直角平行六面体体积之差。 荒料的相对成方性偏差:荒料的外接直角平行六面体 体积减去内接直角平行六面体体积所得之差与它的内 接直角平行六面体体积之比。 锯面荒料 一等品 合格品 劈面荒料 一等品 合格品 12% 16% 17% 25% 2.固定荒料 底部混凝土:固定荒料和毛板,使毛板保持直立 中间混凝土:增加荒料出板率,提高产量 顶部混凝土:把荒料顶面填平补齐,使砂锯尽快进 入正常锯切阶段。 开始锯切的下锯阶段,落锯速度一般是正常锯切 速度的三分之一,每小时8-10mm,一般情形下, 经过10小时可以进入正常锯切阶段。 3 .安装锯条 摆式砂锯使用沟纹型锯条,平移式砂锯使用孔洞型锯条。 根据荒料的装车固定方法,锯条装配有两种: (1)两块荒料之间有中间混凝土时,将锯条全部装到锯框 上,节省装卸锯条的时间,浪费了两块荒料之间约 20cm宽度的锯条和混凝土; (2)无中间混凝土时,根据荒料的实际位置安装锯条,节 省了两块荒料之间的锯条消耗,但荒料边皮浪费大 安装锯条时要根据毛板厚度在两根锯条之间安装间隔板, 其厚度是决定毛板厚度的关键因素。 X?B?F?Q B:毛板厚 F锯 度缝 ,宽 Q锯 度条 ,厚度 对一个具体的加工企业,锯条的厚度、钢砂的粒度、锯切工 艺基本上是稳定不变的,所以可根据实际情况确定一个常用 的锯缝宽度。 如:某工程要求磨光板厚度20mm,研磨抛光损失量 1mm,锯条厚度4.2mm,锯缝宽度约7.2mm,间隔 板厚度为24mm。 锯条宽度小于40mm不能使用,不能锯完140mm高度的荒料 新安装的锯条先锯较长的荒料,第二、三车荒料长度递减 4.开机锯切 软、中硬大理石:80-120mm/h 硬大理石:60-80mm/h 花岗石:17-35mm/h(正常落锯速度) 当锯条切入荒料40cm左右时应停锯在锯缝塞入小木楔, 以使石板保持稳定;当锯切到离荒料底部30cm左右时 再停锯加入一排木楔。 5.清洗毛板:初步清洗在锯框下进行(回收锯缝钢砂), 彻底清洗在锯镗外(清除毛板上嵌入的钢砂、石渣)。 6吊卸:吊卸、清洗、检验毛板同时进行 二.砂锯的辅助设备及操作要点 1).砂浆泵:将砂浆井中的砂浆通过管道提升到砂锯的 顶部,再由洒浆车均匀地洒到荒料的锯缝,为砂浆的 循环提供动力源. Y=5N·L·W·V 式中: Y-砂浆需求量;m3/h N-锯条数; 条 L -荒料长度; m W-锯缝宽度; m V -下锯速度; m/h 2). 钢砂添加器:根据锯切的需要定时定量地向砂浆井 中增加新钢砂以保证砂浆具有良好的磨削性能。 正常锯切状态下:P=k·N·L·V 式中: P-每小时添加钢砂重量;kg/h N-锯条数; 条 L -荒料平均长度; m K-钢砂消耗系数(每平方米毛板消耗的钢砂量); kg/m2 V -下锯速度; m/h 新钢砂0.9-1.0mm;0.5-0.8mm的锯切效果最好;小于 0.4mm基本失去锯切作用 3).钢砂回收器(分离器):把粒径小于0.4mm的排 出井外,大于0.4mm的回收到井内. 新加入的钢砂(25目左右)粒径较粗,锯切效果不好, 粒径介于0.5-0.8mm的钢砂锯切效果最好 ,粒径小 于0.4mm的基本失去锯切作用。 确定合理的排浆持续时间和排浆间隔时间,需操作人 员摸索确定,将数据输入自动控制系统。 在锯切过程的不同阶段,每间隔一定时间取砂浆分 离出其中钢砂,若可用钢砂含量低于45%,说明排浆 间隔时间太长。 收集排放的废砂浆,正常情形下0.4mm 以上的钢砂 含量应在7-8%以下,若可用钢砂含量太高,说明排 浆持续时间太长; 4).石灰混合器和灰浆搅拌桶:把生石灰和水混合搅拌形 成灰浆并防止灰浆沉淀固结的设备 5).液压张紧系统:可以快速、均匀地把安装在锯框上的锯条 拉紧或放松的辅助设备。 例题:已知每锯切下1m高度的荒料锯条宽度磨损 18mm,厚度磨损0.25mm,假设锯条的磨损是均匀的, 如果液压张紧器使每根锯条受到55000N的拉力,锯条的 抗拉强度为750MPa。当锯条的宽度为65mm,厚度为 3.5mm时请计算这种锯条能锯下高度为多少的荒料?如 果要锯切高度为1.50m高度的石材应如何调整液压张紧器? (设锯条的极限强度为抗拉强度的0.5) (1)锯条的极限强度σp=750×0.5=375 Mpa 锯条断裂时的极限截面积 A=F/σp=55000/375=146.67mm2 设该锯条可锯切Xm高的荒料,则: (65-18X)(3.5-0.25X)=146.67 X1=1.087 X2=16.524(不合题意) (4)锯切1.50m高度的石材后锯条截面积为: (65-18×1.5)(3.5-0.25×1.5)=118.75mm2 (5)锯条张紧力F=σp×A=375×118.75=44531.25N 三、砂浆的成分(重量比): 具有最佳锯切效果的砂浆组成(重量比): 水:38.12% ;钢砂:23.74% ;石灰:5.56% ; 石粉:32.39% ; 比重1.749 钢砂:0.5-0.8mm时锯切效果最好,0.4mm失去作用 石灰:(石灰浆具有良好的流动性)增强砂浆的 流 动性;(添加石灰后增大了溶液的比重使得钢砂不易 快速发生沉淀)改善砂浆成分均匀性; 除锈 石灰添加量计算: 已知使用摆式砂锯锯切比重为2.73的闪长岩时每锯切1 平方米毛板消耗钢砂2.45kg,测得锯缝宽度为7.6mm, 请计算每锯切1m2毛板需要添加多少石灰才能使砂浆始 终保持在最佳状态?求石灰钢砂系数? (1)锯切1m2毛板生成的石粉重量: 0.0076×2.73×1000=20.748kg (2)锯切1m2毛板需要添的石灰量: 20.748×5.56/32.39=3.56kg (3)K=3.56/2.45=1.45(即每添加1kg钢砂必须添 加1.45kg石灰) 四.花岗石大板的磨光 在自动化多头(12)连续磨机上完成。最后有两到三个 磨头是用来抛光的,这些抛光磨头都用同一种磨块。 1.磨块号的选择: (1)根据毛板的粗糙度R确定第一个磨头上磨料粒径a1 a1=R2 (2)根据磨光板所要达到的光泽度确定最后一个精磨磨块 中磨料的粒径an 精磨光泽度为55,磨料粒径应当为0.013,磨具号为 1200号,抛光后可达85度 (3)计算等比系数Q n ?1 Q? an a1 (4)计算其他磨头上的磨料粒径 an =a n-1Q 根据磨头上的磨料粒径可以查表确定磨头所用磨块号数. 例:使用16磨头的自动化连续磨机研磨加工粗糙度为 0.95mm的花岗石板材,要求磨抛后板材的光泽度达到 90度,請计算磨机上各磨头所用磨料的粒径。(设:使 用3个磨头作抛光用) (1)第1个磨头上磨料的粒度:α 1=R2=0.952=0.9025 (2)最后一个磨光磨头上磨料的粒度: 因为抛光板光泽度为90度,所以最后磨光的光泽度为 60度,第13个磨头上磨料的粒度α 13=0.01 (3)各磨头上磨料粒度的等比系数:Q?13?1 0.01 ?0.6871 0.9025 (4)各磨头上磨料粒度: α 1=0.9025(mm) α 2=α 1·Q=0.9025×0.6871=0.6201(mm) α 3=α 2×Q=0.6201×0.6871=0.4261(mm) ….. 2.磨削工艺要素 A ? tV 1 V2 A-可以认为是磨具以一定速度从石材上切削下的切屑 的厚度; t -切削深度; V1-磨盘相对于石材的移动速度 V2-磨盘转速。 实际上自动连续磨机上磨盘相对于石板的运动速度无 论是粗磨还是精磨都是不变的。 思考题: 某工程需要600×600×20(mm)印度红花岗石板 材1000片,请选择合适的荒料,锯切和磨抛设备, 简要说明加工工艺要点。 荒料:(1)195×165×151 (2)208×154×140 本章要 求 一、影响石材加工性能的因素 石材的肖氏硬度 、耐磨性对加工性能的影响比其它 物理力学性质的影响更大 肖氏硬度:矿物成分、含量 锯片的磨损率:水平切削力与垂直切削力、肖氏硬度 锯片抗磨损性能:岩石的磨蚀性、肖氏硬度、石英含量 你理解石材耐磨性与石材磨蚀性的概念与意义吗? (物料磨蚀性的主要成份为物料中所含有的超过一定颗粒 尺寸的、呈游离状态的Si02的含量,所以并不是所有采用 硅砂配料的物料都具有很高的磨蚀性。通常认为,若颗粒尺 寸90μm的f-Si02的含量超过5%~7%时,物料的磨蚀性 会较大) 大理石、花岗石进行加工性能分类 石材 特 类别 征实 例 大 一 类 石 质 软 、 SiO2 5% 含量小于 汉白玉、松香 黄、雪花白 理 石 二 类 石质不均匀、含硅酸盐矿 物、SiO2 含量大于5% 丹东绿、莱阳 绿、大花绿 一 HS<90 ,不含或只含少 济南青、山西 花 类 量石英,SiO2 含量较低 黑、芝麻黑 岗 二 类 石三 HS =85~100 ,石英含 量中等,SiO2 含量中等 HS>95 ,SiO2 含量高, 芝麻白、崂山 灰、惠东红 石棉红、龙田 类 石英含量高且颗粒粗 黄、九龙璧 金刚石圆锯片锯切花岗石工艺参数(德国winter公司) 花岗石类 指 典 型 石 圆周速度 吃刀深度 走刀速度 锯切效率 型 数 材 (m/s) (mm) (m/min) (m2/h) 非洲黑、 一 类 1 蓝珍珠、 35~40 12.5 3 2.3 济南青 粉红麻、 二 类 1.8 英国棕、 30~35 8.5 3 1.5 蓝翡翠 南非红、 三 类 3.5 印度红、 25~30 5.0 3 0.9 四川红 硬大理石 40-45 软大理石 45-50 软砂石 50-55 50-100 三、框架式锯机的类型及锯切工作原理 四、框架式锯机的辅助设备及砂浆工艺 砂浆泵、钢砂添加器、钢砂回收器、石灰混合器和灰浆 搅拌桶、液压张紧系统、 砂浆组分及各组分作用:具有最佳锯切效果的砂浆组成 (重量比):水:38.12% ;钢砂:23.74% ;石灰: 5.56% ;石粉:32.39% ;比重1.749g/cm3 五、以花岗石大板的加工为例,说明加工工艺过 程与要点。 六、框架式锯机与绳锯机性能比较 4.5 饰面板材特种加工 一、大理石复合板加工 锯切毛板 粘接 研磨抛光 对剖 控厚 切断及倒棱 二、复合板的优良性能 1、重量轻: 大理石复合板最薄可以只有 5mm厚(与铝塑板复合)。常 用的复合瓷砖或花岗岩,也只有 12mm厚左右。 2、强度提高: 大理石与瓷砖、花岗岩、铝蜂窝板 等复合后,其抗弯、抗折、抗剪切的 强度明显得到提高,大大降低了运输、 安装、使用过程中的破损率。 3、抗污染能力提高: 普通大理石原板(通体板)在安装过程中或以后 使用过程中,如用水泥湿贴,很有可能半年或一年后, 大理石表面出现各种不同的变色和污渍,非常难以去 除。复合板因其底板更加坚硬致密,同时还有一层薄 薄的胶层,就避免了这种情况发生。 4、更易控制色差: 5 、降低成本 ? 超薄花岗石复合瓷砖/铝蜂窝/铝塑板 大理石玻璃复合板 三、人造合成石 1、概述 人造合成石是利用天然石材碎料,经胶黏剂、固 化剂、助剂等粘结,再经抽真空挤压成型而做成 的一种建筑装饰饰面坯(块、板)料。 分类: 无机(水泥)合成石、有机 (树脂)合成石 以及有机与无机复合 人造合成石的特点和主要性能指标 (1)可以依据人们的需要自行设计产品、 (2)产品加工性能良好 (3)骨料为石料(来源广、价格低);结合剂、 填料、助剂和颜料可完全国产化 (4)产品弹性和抗冲击性好,成品尺寸准确 (5)全自动连续化生产设备目前国内不能生产,但加工设 合成石与天然花岗石、大理石部分性能对比 性能指标 花岗石 抗折强度/MPa 16-20 抗压强度/MPa 160-200 吸水率/% 0.05-0.08 密度/(g/cm3) 2.5-3.0 大理石 11-13 120-130 0.1-0.4 2.4-2.8 有机合成石 (树脂型) 29-30 73-75 0.01-0.05 2.5 有机合成石 (水泥型) 8-10 60-65 2.0-4.0 2.6-2.7 常用有机合成石(树脂型)三类主要产品性能指标 性能指标 细骨(大理 硅砂(花岗 粗骨料系列(大 石)料系列 石)系列 理石) 干燥压缩强度/MPa 抗弯曲强度/MPa≧ 吸水率/% ≦ 密度/(g/cm3)≧ 耐磨性(g/cm2) ≧ 莫氏硬度 线)X10-3 150 55 0.02 2.3 1X10-3 6 (1-3)X10-3 95 11 0.20 2.5 7X10-3 3 (0.8-2)X10-3 2、人造合成石与实体面材 相同点: 使用的胶粘剂基本一致、性能指标相 近、只能做饰面石材、产品都需加工 差别: 实体面材只使用有机胶粘剂,量大多高于20%(质量份); 合成石有机胶粘剂,量大多低于10%(质量份) 合成石的骨料既用天然碎石料,也用一些非金属、 金属材料;实体面材通常只使用氧化铝粉、石粉 合成石通常是将大型标准块材切割成所需板材,生 产中必须有抽真空、振动工序;而实体面材通常在 生产中只挤压或铺出标准板材,只需根据尺寸裁切 3、人造合成石的生产工艺 以百利通(Breton)合成石生产工艺为例 原材料制备和配料 原料的搅拌 合成 加工 泉州市鹏翔岗石有限公司: 真空振动加压成形技术,首先进行原石的挑选,在精挑 细选的标准原石中,依其花纹、颜色、大小分门别类, 再依不同的制作配方,用碎石机细碎成各种粒径的碎石; 再把碎石加以粘合剂,经真空混合搅拌,振动加压形成 荒料;荒料再经拉锯机切割成毛板;经由定厚机定厚初 磨、研磨机研磨抛光后成自然平整、光泽亮丽的光板; 光板送入切割机作纵向及横向切割,切割成标准尺寸板 材;再经四边倒角作业,成为标准规格板,最后完成成 品包装。