浅谈国内石材加工机械设备现状与发展（一）

　　石材加工设备包括了锯切加工设备、磨抛加工设备、异型加工设备。石材设备跟随着整个石材行业一同蓬勃发展，但是中国的石材行业还是一个新兴的行业，石材加工设备及其应用还有不足之处，与国际先进水平还有一定差距，对这些现状需要我们总结和认清，同时对石材加工设备的发展也有所展望。

　　关键字：金刚石圆盘锯、树脂磨具、多维数控

　　前言

　　天然石材由于具有质感好，外观庄重，设备及无力化学性能良好（如耐压、耐磨及耐腐蚀）等优点，自古以来就成为一种优良的建筑材料。在古代，石材的加工完全是靠手工操作完成，直到19世纪，欧洲才出现了第一台用于加工石材的设备，这给石材加工行业带来了一场革命，从此，石材加工开始从手工操作向设备化方向发展。改革开放二十多年来，我国石材工业取得了快速发展，同时石材装备水平也不断地提升。石材业先后出现了世纪80年代末至90年代末至本世纪初期两次引进国外先进装备的高潮，在此带动下国产石材装备制造水平也迅速提高。当然，如果是纵比，也就时说与自身的过去比，我国石材业装备长足的发展是毋庸置疑的；而横比，即与国际上石材业发达的国家比，业内认识都会承认存在差距。本文按石材加工方式的不同，就国内石材装备情况及发展趋势，做简单分析。

　　锯切加工设备

　　石材的锯切加工设备种类很多，但目前仍以框架式锯机和静安是圆盘式锯机为主。

　　框架锯主要由锯框、链杆、立柱框架、锯条等部件组成。其工作原理为装在锯框上的锯条在连杆的带动下随着锯框作往复运动，同时通过升降传动机构连续向下作进给运动，从而实现对石材的锯切加工。最早的框架式锯机由于所使用的刀具是钢条和砂料，故被称为钢砂锯。当今钢砂锯的发展趋势是自动化和大型化。比如，目前世界上做大的框架据一次可生产120块板材，锯条行程为80厘米。另外，锯机的锯切工艺参数可在一定范围内自动调节，连杆行程实现不停机自动补偿。

　　由于钢砂锯要消耗大量的钢砂和石灰，加工后所产生的大量废钢砂浆很难处理，对环境污染严重，而且噪音很大，因此，目前框架据的一个引人注目的发展动向时采用镶焊金刚石烧结块为刀头的锯条。1970年意大利首先推出了两种使用金刚石刀头锯条的大型框架锯机。一种可锯切的大理石荒料宽度为2米，长度为3.5米，一次可锯切2厘米厚的板材100块，生产效率比普通框架锯机提高20%。

　　目前，这种金刚石的锯条主要局限在大理石的加工中，还不能用于锯切花岗石等较硬的石材。原因时框架锯的锯条作往返运动时，会致使金刚石的烧结块刀头上的金刚石磨料后部无法形成拖尾状支撑，把持力小，容易从胎体上脱落。因此，用框架锯来锯花岗石大板一直沿用钢砂锯。

　　由于框架锯的锯切过程是非连续性的，锯切速度慢，一般不超过2，这么低的切割速度严重地地制约了加工效率的提高。因此，一种新的石材加工设备金刚石圆盘锯机应运而生，该锯机主要由机架、锯片驱动电机及金刚石圆锯片、升降进给导向装置、锯片平移导轨等组成，其工作原理为装在主轴上的金刚石圆锯片作旋转运动和在横梁导轨上作往复直线运动，通过升降进给导向装置，实现锯片的上下运动和准确吃刀。

　　与框架锯相比，圆盘锯的锯切先速度可达30~45，从而极大地提高了加工效率。因此，目前圆盘锯机是石材锯切加工中运用最为广泛的锯切设备。但是另一方面，圆盘锯机的锯切深度受到了锯片直径的限制，一般不能超过锯片直径的。1980年德国研制成功直径达5米的圆锯片，据称是世界上最大的圆盘锯机。但是，由于锯机的驱动轴不能完全有效地支承较大重量的圆锯片沿空间垂直平面进行锯切，同时，由于锯片的直径太大，致使锯路不平直，因此从技术上说，圆锯片难于做得很大。虽然圆锯片的锯切线速度比框架高的多，但从锯切深度和一次锯切的板材数量上说，圆锯片不如框架锯，所以在石材大板生产中，圆锯片锯机在短期内还不能完全替代框架锯。

　　为了进一步提高石材加工的效率，人们在单片圆盘锯的基础上提出了组合锯，即将多片圆盘锯以一定的间隔装在用一主轴上用时对石材进行加工。虽然从锯机的结构上，组合锯与单片圆盘锯并没做太多的改进，但是由于组合锯锯片数目可多达上百片。因此，一次加工可以生产上百片毛板，使得生产效率大为提高。另一方面，为了提高石材加工的自动化程度，人们在用组合锯机将石材荒料锯切薄板的同时，用水平锯机将石材薄板锯切成板条，这种垂直锯切和水平锯切集中在一台机器上完成的设备陈伟双向切机。双向切机选在多为生产线中的主机，它是近代石材工业中发展最为迅速的一种设备。用双向切机进行加工，生产效率可大为提高，而生产成本大幅度降低。

　　国内石材行业应用的金刚石框架和花岗石砂锯，主要时进口意大利设备。进入二十世纪后，国内先后有几家公司开始消化吸收意大利大板加工设备的技术，生产国产框架据和花岗石砂锯，但是由于关键技术没有掌握，在工作效率、切割成本以及连续无故障运行等方面与意大利设备还存在较大差距。广东利达、福建盛达、广东科达、济南恒运达等企业均生产框架据和砂锯。上海飞宙公司引进意大利BM公司的技术生产的花岗石砂锯，质量及性能较好，在国内市场占有率较高。大理石排锯在国内应用量较大，而且国产设备相对成熟，主要存在问题时锯框导轨系统及液压涨紧系统故障较多，意大利设备以双连杆为主，而且国产设备以单连杆为主。山东华兴已设计出静压导轨和双连杆驱动的金刚石框架锯，今年将推向市场。

　　花岗石砂锯在国内石材行业应用情况较差，除少数较大企业及外资企业能够正常使用外，大部分企业的砂锯基本处于停产状态，主要原因是国内缺少砂锯切割工作的操作管理经验，特别是砂锯的砂浆配料及供浆系统与意大利石材企业相比，还存在较大的差距。

　　国内大理石框架锯锯条数量主要时80条、400条；花岗石砂锯锯条数量主要有120条、156条框架锯的发展主要时向着高速切削、锯条超薄方向发展，砂锯主要时朝着大型多锯条方向发展。目前山东华兴已研究出新型花岗石砂锯，正在进行研究试验，该项技术成功后，将是砂锯的切割效率提高10倍以上，将极大地推动花岗石大板切割技术的进步。

　　国内少数企业采用金刚石串珠绳锯进行切割，绳锯切割大幅面板材主要存在平面度误差比较大的问题，厚度要求严格时，切削出的板材需要进行定厚机定厚，切割成本较高。

　　另外，在进行碑石切割及条石切割时，主要采用金刚石圆盘锯石机，配套专用切割机进行加工。目前有多片条石切割机、条石齐头切割机、蘑菇石专用切割机。