第四章石材的加工工艺与设备第一节影响石材加工性能的因素一. 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…二. 影响石材加工性能的因素1.岩石类型、矿物成分与含量：（1）花岗石与大理石在锯切工艺参数上的差异，在磨抛材料上的不同；（2）花岗岩与辉长岩、玄武岩、角岩在火烧效果上的差异（3）岩石结构构造的影响：粗粒结构易崩边，条带构造易断裂…（4）石英含量高低对锯切效率的影响…；（5）片状矿物对磨抛效果的影响（6）沉积岩中胶结物成分对锯切磨耗率的影响，P表1、表2中的试样8632.切削力的大小与方向试验结果表明：（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3.加工设备与工具三.加工工艺四.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－锯片的抗磨损性能；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。
上述公式表明石材的磨蚀性、肖氏硬度和石材中石英的含量都影响到石材的可锯性，在这三者中尤以石材的磨蚀性对石材的可锯性影响最大（举例开刃材料与大洋红锯切）。
第二节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（1）上摆式砂锯①基本结构：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②工作原理③技术性能：优点：可使用较薄的锯片，低能耗、低锯耗，出材率高，运动方式简单、设备磨损较小，成本低。
缺点：空行程占比例大（3/4～4/5）、效率低（10～20mm/h）（2）平移式砂锯①基本结构：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。
②工作原理③技术性能：缺点：应使用较厚的锯片，高能耗、高锯耗，高成本，低出材率。
优点：无空行程、效率高（30～40mm/h）。
（3）复摆式砂锯①运动特点：②结构特点：如何实现复合曲线运动（图示说明）a.交叉式杠杆悬吊系统——Breton砂锯b.安装悬臂活节——Pellegrini砂锯c.增大或缩小锯框悬挂点——Gaspari下摆式砂锯d.由吊臂箱改变运动曲线——Tema、Simec砂锯③技术性能：集中了上述两类砂锯的优点，克服了这两类砂锯的缺点，因而具有高效率、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。
（4）框架式砂锯存在的问题与改进方向（观看录象）2.金刚石框架锯（图）（1）基本结构（2）锯条（3）技术性能3.金刚石圆盘锯（1）分类：①结构分类：单臂式、双柱式（龙门式）、框架式（四柱式或六柱式）②根据锯片直径：普通型（≤160cm）、中型（160～200cm）、大型（200～250cm）、巨型（≥250cm）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（图）②工作原理③技术性能（3）双柱式金刚石圆盘锯（图）（4）框架式（双向）金刚石圆盘锯（图）4.金刚石绳锯（观看录象）①基本结构（图）②工作原理③技术性能④优点：P76a. 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換加工板材的厚度；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6.金刚石筒锯二.石材的磨抛设备1.磨抛的目的与要求2.检测方法与标准3.影响因素4.有关清晰度问题5.石材的抛光机理6设备类型（1）手扶摇臂磨机①基本结构（普通磨机与升降磨机）（图示）②工作原理③技术性能④适用条件（2）小圆盘磨机①基本结构（图示）②工作原理③技术性能④适用条件（3）桥式磨机①基本结构（图示）②工作原理③技术性能④适用条件（4）自动化连续磨机（观看录象）①基本结构（图示）②工作原理（重点分析磨头摇动的作用机理）③技术性能④适用条件⑤基本要求：当连续磨机用于花岗石的研磨抛光时磨机的磨头数应不少于12个，而用于大理石磨抛加工的连续磨机磨头数不少于8个就可以了。
磨头的加压方式有液压的或气压的，当加工花岗石时宜用液压式加压，当加工大理石时宜用气压式加压。
（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基本结构④工作原理（介绍意大利布拉公司、Barsanti公司和Pedrini公司以及长荣公司的五种定厚机的结构、原理并比较其优缺点）三.石材的切断设备1.切断工艺对设备的要求（切断与锯切的差异）：切断是低功率的精加工，对材料的规格尺寸、角度误差有较高的精度要求，并要求切面平整不崩边掉角，切断工序对成材率的高低影响较大。
2.常用设备（1）桥式切机①主要用途：②基本结构（图）工作原理③技术性能（2）纵向切机①主要用途：②基本结构（图）（单刀或多刀切机）③工作原理④技术性能（3）横向切机①主要用途：②基本结构（图）（单刀或多刀切机）③工作原理（比较纵向切机在运动原理上的差异）④技术性能（4）手拉切机①主要用途：除了可用于切断工序外还是碑石、外栅、条石、灯笼、台板等异形石材的重要造形设备。
②基本结构（图）③工作原理④技术性能四.异形加工设备1.数控金刚石绳锯（图）（1）用途（2）性能（3）优缺点2.数控铣床（图）（1）用途：异形边部加工（2）性能（3）优缺点3.电脑水射流切割机（图）（1）用途（2）性能（3）优缺点4.电脑加工中心（图）（1）用途（2）性能（3）优缺点第三节薄板的加工设备与工艺过程（配合录象）薄板：指厚度小于2cm的规格板一.薄板的加工工艺及其适用条件A工艺（先切后磨）：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。
B工艺（先磨后切）：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。
C工艺（MAKRON加工法）：选料装車—锯切块料—锯切规格毛条板—定厚、研磨、抛光—横切—磨边倒角—清洗—烘干—检验—修补—分色—包装。
二.选料装车原则：1. 荒料的最大尺寸不能超过锯切设备的加工能力，荒料的最小尺寸必须满足锯切稳定性的要求；2. 工程用料应根据工程所需的品种选用荒料，应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。
3. 工程用料应根据所需的数量、荒料的成材率、加工中产品的合格率选用数量适宜的荒料，在保证工程用量的前提下尽量减少多余的加工量，以免造成浪费。
4. 根据产品的规格尺寸选用几何尺寸适宜的荒料，以免在荒料的长度和高度方向上留有过多的余量，使得荒料的利用率最高，提高成材率。
5. 装車时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，同时能提高锯切效率。
6. 荒料装車时，底部必须备有垫木，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. 当荒料表面不规整时，应当对荒料进行整形，以提高锯切效率，并减少无用的锯切。
三.锯切1.选择锯片要点：根据板材的规格选择直径适宜的锯片；根据荒料的岩石类型和矿物成分选用适宜的刀头。
2.安装锯片（1）砝兰盘的作用与直径选择（2）锯片的旋转方向要始终一致）（图示说明）（3）锯片的安装精度要求与检测方法（P973.锯切（1）操作要点（2）参数设定（P）97四.定厚控制厚度、修正平度定厚的厚度控制=薄板的标准厚度+允许的正公差+磨抛工艺的加工余量五.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。
2.磨抛工艺：（1）磨盘转速：高硬度、高石英含量的石材取低转速（6～12m/s）（P第2299行订正）（2）压力：粗磨与抛光压力增大，石英含量高、硬度高压力大（4～6kg/cm2）（3）磨盘移动速度：磨盘运动轨迹应当尽量少重叠，但不能不复覆盖。
石英含量高、硬度高移动速度慢（0.2～0.6/min）（4）用水量：水的用途：冷却、排屑、调节磨石硬度。
六.切断1.技术要求：根据 GB／T18601—2001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、锋利型锯片，配置大直径砝兰盘（约为锯片直径的1/2）表5）4.锯片安装：精度要求与检测方法（P1005.工艺参数：6.切割定位：重点介绍（图示说明）七.磨边倒角：（略）（看录象解说）八.粘结修补：（略，在优化处理时详述）九.检验：1.标准依据：2.可量化标准与不可量化标准：由天然材料的特点作重点讲述；与贸易纠纷的关系。
3.检验方法：十.分色包装：1.分色的依据与技巧：（以G682为例）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…3.包装的要求：牢固、科学、经济、适销、方便、环保（塑料泡沫盒的白色污染与木质包装箱的熏蒸要求）4.包装形式：以外贸出口标准的305mm薄板为例。
第四节大板的加工设备与工艺过程（配合录象）一.锯切1.重要性：成本比例与成材性比例，重点分析P表5.3-11092.设备：大直径金刚石圆盘锯、多绳式金刚石绳锯、框架式砂锯分别评述其优缺点与适用性；以框架式砂锯为主。
3.工艺过程：框图表明十一道工序的关系。
（1）选料：重点介绍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。