石材加工中圓鋸機械設備的要求

在石材生產(chǎn)過程中，影響加工質(zhì)量的因素很多，其中機械設備狀況，鋸片的性能，荒料的材質(zhì)，加工的工藝及管理的水平等都有密切關(guān)系。下面就石材設備中圓鋸機械設備的有關(guān)問題加以說明。
一、設備的要求、調(diào)整
1、機器設備運行要平衡、振動要小
金剛石鋸片因振動而受到反復沖擊將導致金剛石刀頭的破損，脫落或非正常磨損。因此機械設備各連接部位的可緊固以及荒料裝夾的可固定都至關(guān)重要，為此應力求減少鋸切時的振動，以保證設備正常平穩(wěn)地運行。
2、刀軸精度和耐磨性
刀軸是安裝鋸片的基準，其精度的高低大體上決定了鋸片的安裝精度。鋸片裝上卸下時，鋸片在軸上推進拉出的反復磨擦極易造成刀軸的磨損或碰刮損傷，特別是設備經(jīng)過長期使用之后。因此要保證刀軸的精度不會有大的變化，除對刀軸的安裝精度進行必要的檢驗調(diào)整外，對刀軸的選材、熱處理及表面處理也很重要。我們生產(chǎn)的組鋸刀軸采用合金鋼制造，除進行調(diào)質(zhì)處理以保證刀軸具備良好的剛度不易變形外，還對表面深層進行超音頻淬火處理(較高頻淬火硬層深)。然后外表面再進行鍍硬鉻處理，最后再經(jīng)磨床磨削加工而成。用此法加工的刀軸表面光潔，不銹蝕，硬度高(HRC60以上)，硬層厚，不易磨損和碰刮損傷，長期使用后仍能保證刀軸具有較高的精度。
3、刀軸精度的檢驗調(diào)整
(1)慢慢轉(zhuǎn)動刀軸，用百分表檢測，要求符合以下指標：刀軸的徑向跳動A≤0.04mm;墊板外端面跳動B≤0.05mm
(2)用框架水平儀檢測刀軸的水平度：在全長范圍內(nèi)C≤0.04mm(只許上偏)，如超過比值可調(diào)整刀座支承(或鋸切頭)至刀軸水平度在允差范圍內(nèi)。
(3)刀軸對橫梁導軸或臺車軌道的交*垂直度：刀軸對橫梁導軌的交*垂直度超差，即鋸片相對于荒料鋸切平面的偏角超差，會引起荒料上部鋸縫超寬。超差較多時鋸出的毛板出現(xiàn)上薄下厚的問題(俗稱斧頭板)便可斷定是刀軸導軌交*垂直超差所致，須調(diào)整糾正。

上述情況出現(xiàn)時，請將這層毛板下鋸到要求的深度，升起鋸片。然后將切過的荒料外表層去掉。在留下的豎直毛板上畫出離鋸縫等高的AB線，將百分表吸附于鋸片下沿，旋轉(zhuǎn)鋸片將百分表觸頭轉(zhuǎn)至等高線上的A、B兩點，并升降鋸片將A、B兩檢測點的距離調(diào)至1m以上，測出兩點的差值應不大于0.05mm/1m，超過比值即應調(diào)整。調(diào)整時只需將鋸切頭固定鏍栓稍作松動，輕敲鋸切頭使之作輕微擺動，調(diào)至所要求的位置后再將螺栓鎖緊即可，為防止松動后位置又發(fā)生變化，調(diào)整完畢最好再加上定位銷。如原來已有定位銷，調(diào)整時須先將銷釘卸下，待調(diào)整完后再另鉆孔打銷。4、墊板精度
組合鋸機裝上大小鋸片組合使用時，分片移位對鋸縫的重合度要求高，除與移動距離有關(guān)外，還與鋸片的偏擺量、刀頭的寬度誤差和焊接對稱偏差及墊板的精度都有直接關(guān)系。
墊板多由鑄鐵和鋁合金制成，鋁合金質(zhì)輕、耐磨、易加工、不銹蝕是較理想的墊板材料，但價格較鑄鐵高出許多。為了提高精度，加工時應先把墊板一凹面及凹孔加工好。再以凹孔及凹面定位將其固定于專用工裝上，一次裝夾便捋另一凹面，兩個側(cè)面內(nèi)孔及外圓加工完畢。這樣加工的墊板兩側(cè)面的偏擺誤差可控制在0.01～0.015mm以內(nèi)，厚薄差在0.02mm以內(nèi)，具有較高的精度，減少了墊板誤差對鋸片偏擺和鋸縫重合度的影響。應注意墊板的存放，切勿亂扔造成撞刮損傷。安裝時須仔細清除貼合面上的污物，確保鋸片的安裝精度。

二、鋸切的結(jié)構(gòu)形式
目前石材行業(yè)使用的鋸機型式，大至可分為單柱懸臂式鋸機，雙柱龍門式鋸機和四柱框架式鋸機三種類型
1、單柱懸臂式鋸機
這種鋸機因結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉而被石板材廠廣泛采用，這是單式鋸機的最大優(yōu)勢。但是這種鋸機因受結(jié)構(gòu)型式的限制而存在如下問題。
(1)升降行程受限滑軌在滑座內(nèi)升降，滑軌受高度的限制升降行程一般都在800mm以內(nèi)。而臺車上的分片小車行程也較小，因而只能使用高度低、寬度窄的荒料。
(2)懸臂限制鋸切頭固定于滑軌上，滑軌在滑座內(nèi)作升降運動，而滑座水平外伸懸臂固定在水泥柱子上，當鋸切頭下鋸時，下降越多，滑軌懸臂也越長，這與刀軸端懸垂的鋸片共同形成三個受力的懸臂結(jié)構(gòu)。懸臂的受力隨著安裝鋸片的多少變化，鋸片數(shù)量增多，懸垂重量增加，懸臂長度加大，懸臂受力件的變形量，尤其是刀軸的變形量也隨之增加，這必將導致刀軸外端鋸片較之里面鋸片因刀軸變形而引起的偏擺幅度跟著加大，這也是單柱式鋸機作為多片組合鋸使用時外端鋸片較易損壞的原因。
(3)承力限制鋸切時荒料對鋸片的阻力可分解為對刀軸頭部向上的頂托力和水平推力。在這個力的作用下對鋸切頭和滑軌則形成向上的頂托力矩和水平扭矩。這兩個力矩最后都傳至滑座上由滑座承受。單柱鋸的滑座一般都做得較高，上推力矩的受力支點距離較大，因此承受上頂力矩的能力也大。而滑座導軌的寬度相對較窄，所以承受水平扭力的能力就差。隨著臺車上荒料的往復運動，這個扭力的方向也跟著不斷變化。又因升降運動需要滑軌與滑座的配合存有間隙，有扭轉(zhuǎn)力矩的作用下勢必推動刀軸作來回擺動。同樣因隙間的存在，鋸切時上頂力矩將刀軸上抬，當鋸片離開荒料時在鋸片重荷作用下刀軸又下垂。這就是鋸切過程中在鋸切力作用下刀軸產(chǎn)生振擺的原因之一。間隙小擺動小，間隙大擺動也大，由此可見，若滑座導軌越長越寬，即對滑軌的支承面越大，鋸機就越穩(wěn)定。同樣，滑座導軌與滑軌的間隙越小，上下運動的精度就越高，由此引起的振動也越小，反之鋸機的振動就會加大。所以在使用過程中適時調(diào)整導軌鑲嵌條與滑軌的間隙是保證鋸機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的重要因素。
(4)臺車穩(wěn)定性差臺車兩條軌道的長度一般都在6m左右，在全長范圍內(nèi)都要求較高的水平度和平行度以保證臺車均勻穩(wěn)定的運動。平整度的調(diào)整需要較長的平尺和水平儀，這個條件不是一般廠家都具備的。即使新安裝時調(diào)整正確了，在使用過程中也因基礎變形或不均勻磨損而影響其平整度。這時就應當予以調(diào)整校正，否則就會出現(xiàn)三個輪著地一個輪懸在空中的情況，影響其使用的穩(wěn)定性。
當鋸完一刀需分片移位鋸第二刀時，這類鋸機的分片車均被置于臺車之上，這樣的兩車重疊，也增加了臺車的不穩(wěn)定因素。
鋸切過程中臺車在荒料的重壓下，在石粉污水噴濺的條件下日夜不停的連續(xù)工作，臺車輪和軸承極易損壞，如不及時調(diào)整更換，也將影響臺車的正常運行。
2、雙柱龍門式鋸機這類鋸機的鋸切頭大都固定在溜板箱下面，溜板箱在橫梁上作往復鋸切運動。鋸切過程中臺車固定不動，這樣就排除了臺車因機械問題而造成的不穩(wěn)定因素。鋸切過程中荒料的阻力對刀軸產(chǎn)生的扭力矩，如前所述，可分解為垂直向上的頂托力和水平方向的扭轉(zhuǎn)力矩，兩個力矩均通過刀軸，溜板作用于橫梁上再傳至兩條立柱承受。因為溜板箱的滑軌大都設計得較長，承受水平扭力的承受力支點距離大，因此，對水平力矩的承受能力也大，橫梁一般都較窄，橫梁上兩條軌道作為垂直上頂力矩的受力支點距離更窄，因而承受上頂力矩的能力就差。但這類鋸機鋸片頭和溜板箱的重量較大，一般足以承受水平力和上托力矩的作用，為防止上頂，鋸機溜板箱下面設有防頂托輪。一旦上頂力過大而且大于下壓重量的總和時，溜板箱的滑軌如不受到托輪的限制，將被上頂脫離與橫梁導軌面的接觸，這樣托輪就起到了防止上頂?shù)淖饔茫簿捅ＷC了滑軌的正常接觸，從而能實現(xiàn)穩(wěn)定的鋸切。當這類鋸機裝上較多的組合鋸片，如鋸切時上頂力超過下壓的重量產(chǎn)生上頂現(xiàn)象引起溜板振動時，就必須適時調(diào)整托輸，須調(diào)至與橫梁下導軌接觸，托輪便隨溜板箱的移動而轉(zhuǎn)動。但又不能將托輪上的壓力調(diào)得過緊，否則將增加滑軌的阻力。因此要恰當?shù)卣{(diào)整托輪的頂力，使之既能隨著滑軌的移動自如轉(zhuǎn)動面又頂而不緊，頂而不死。這種鋸機的刀軸也是懸臂的，隨著鋸片數(shù)量的增多懸垂重量和懸臂長度的增加，刀軸的變形也隨之加大，將因此引起鋸片偏擺而加大振動，影響鋸切效果。所以，在這類鋸機上組合鋸片的數(shù)量同樣受到限制。當然，這種機型做為單片鋸或數(shù)量較少的大小鋸片組合使用，鋸切效果還是很好的，因此被板材廠和碑石廠廣泛采用，這也是石材鋸切最基本的一種機型。單柱式鋸機與龍門式鋸機相比，兩種機型的承載能力各有所長，但刀軸的懸臂結(jié)構(gòu)都是共同的特點。因而作為組合鋸機使用并向多鋸片組合方向發(fā)展都一樣受到結(jié)構(gòu)形式的限制。

3、四柱框架式鋸機這種結(jié)構(gòu)的鋸機多為組合鋸機，特別是大型組合鋸機幾乎全都采用這種結(jié)構(gòu)，因為四條立柱及其上下連接的框架形成了極為穩(wěn)固的基礎。而且立柱高，橫梁長，縱梁寬，能放入大型荒料鋸切。刀軸采用非懸臂的多支承結(jié)構(gòu)，刀座縱橫方向的承力點距離大，沒有偏轉(zhuǎn)力矩的作用，受力均勻，因而能裝較多的鋸片。如國外的大型組鋸可裝70片刀，國產(chǎn)機也可裝置30片刀。這樣大型荒料裝入后即可高效率，高質(zhì)量地進行多層次鋸切，還可根據(jù)不同荒料規(guī)格和材質(zhì)選擇最佳的鋸切參數(shù)。如采用變頻調(diào)速能方便地改變鋸片轉(zhuǎn)速和走刀速度，可準確地控制進刀量和分片移位，主要的鋸切參數(shù)都由電腦控制數(shù)字或屏幕顯示，自動地完成鋸切全部過程。
作為組合鋸機，可以說這類機型是最理想的，但昂貴的價格也是廣大用戶難以接受的。以30片鋸為例，進口價格在150萬元～200萬元之間，國產(chǎn)機的價格也在20萬元～30萬元之間，所以這類機型多為外資、合資或大型出口板材廠家選用。

三、對鋸片的要求
1、對鋸片片體的要求片體內(nèi)孔應嚴格控制在公差范圍內(nèi)，如內(nèi)孔過小裝上刀軸時偏緊，將造成安裝困難并影響鋸片偏擺的調(diào)整。由于片體硬度高，用砂輪擴孔磨不均勻易引起偏心。因此不能用半圓銼刀均勻地將孔銼大。費時費力給用戶增加困難。片體的側(cè)面偏擺應控制在0.3mm以內(nèi)。片體內(nèi)應力(張力)應均勻，不易產(chǎn)生變形從而延長片體壽命。
2、對刀頭的要求刀頭的寬度應根據(jù)其尺寸誤差分組，同一鋸片上的刀頭寬度誤差應控制在0.05mm以內(nèi)。刀頭應對稱地焊接于片體上，焊接后各刀頭側(cè)面相對于片體側(cè)面的誤差不大于0.08mm。刀頭的鋒利度直接影響鋸切效率和使用壽命。使用時應根據(jù)荒料不同的材質(zhì)選擇合適的下刀量和鋸切速度，鋸切電流應控制在額定值80%～90%以內(nèi)為妥，鋸切聲音應平和柔順。有時鋒利的刀頭使用一段時間后也會出現(xiàn)下鋸困難，電流增大，聲音變粗的情況，這是因為金剛砂磨損脫落或刀頭制造時混合不均，使這一層面金剛砂含量不足而不能有效鋸切。此時須再經(jīng)開刃待金剛砂外露后鋸切性能便可恢復。