CN101326038A - 用于使用金刚石钢带将花岗岩块切割成板材的设备 - Google Patents

Abstract

用于将花岗岩块(G)切割成板材的设备，包括用于引导切割工具的两个电动飞轮(A)，该切割工具由携带多个工具架(2)的闭环带(1)组成，各个工具架具有连接在其上的切割尖端(4)。导向刀片(5－7)在合适的拉紧和足够的水冷却条件下安装在飞轮(A)之间，来在其位于花岗岩块(G)内的向下路径上，向切割工具提供稳定导向。带(1)在高速下运行，并携带在导向刀片(5－7)内正确导向的工具架(2)。各个工具架(2)具有焊接到那里的金刚石尖端(4)、用来与导向刀片(5－7)协作的合适导向装置(16)，该导向刀片被适当拉紧，并向运动工具架(2)提供稳定和润滑良好的引导。各个切割尖端(4)因此分别被良好导向、正确冷却，并具有优化的传送速度，这提供了最大的效率和切割精度。

Description

用于使用金刚石钢带将花岗岩块切割成板材的设备

技术领域

本发明涉及石材处理领域，具体地说，涉及一种用于将花岗岩块切割成板材的新型设备及其相关工具。

花岗岩开采和处理的工业领域，多年来得到了极大的发展，并处于持续的发展中，包括专利申请数量的扩张。

花岗岩的加工过程从采石场开始，在采石场中大石块被开采，并在加工设备中传输，其中加工过程从使石块变成板材的第一次切割开始。随后，各块板材的至少一面被抛光，并最终切割形成瓦片、厨房顶棚、装饰性板材以及其它。

将石块切割成板材的第一阶段是很慢的、关键且疑难的操作，在数十年来代表了一种技术挑战。

事实上，当前的石块切割技术意指对所谓的具有多个平行钢刀片的花岗岩排锯的使用，该钢刀片在由慢速往复运动对准的大矩形框内被拉紧，该往复运动由大型的曲轴系统引导。通过一种被称为粗砂(小铸铁球)的悬浮在充足水流中的研磨材料实现切割。运动的边框被垂直引导地下降，在花岗岩中挖出与刀片厚度相等的凹槽，并且在遇到坚硬材料的情况下，刀片的切割速度通常低于2-3cm/h。

切割在极低的速度下进行，产生大量的泥浆，该泥浆需要特殊的再循环处理。

工艺难点不仅是时间或成本，事实上，切割精度对后续步骤的成本具有巨大的影响，尤其是如果由此形成的板材不具备足够的平行度，因为通过显著地降慢工艺，以及增加需要用来平整板材表面的金刚石工具的花费，对平行度的要求使得抛光步骤的花费大大加剧。

该领域中的几乎所有的机械和工具的制造正尝试使用金刚石工具来改善花岗岩块切割工艺的效率。在这些尝试中，巨大的传统花岗岩排锯的唯一替代物，是使用被称为线珠的技术，其金刚石切割边是穿在线上的珠子。如果被适当地拉紧并拖到材料内，金刚石线被证实可以轻易地达到最高比常规排锯快四倍的切割速度，另外，该金刚石线与更轻的机器一起使用，并同时消除泥浆的昂贵的再循环处理费用。

除了一些下文描述的缺点和限制外，该技术正变得成功且发展迅速。

具有五十根线的机器已发展为能够同时将大块切割成板材，而切割速度最高比传统结构快五倍。

近来，开发了一种创新性机器，其中工具具有多个带有铜焊切割尖端的工具架，这些工具架通过钢丝链接在一起高速滑动，并被引导到适当拉紧的导向刀片，能够向各个工具架提供正确的横向和垂直导向装置。各个工具架具有铜焊金刚石切割尖端，并与适当拉紧的、向运动的工具架提供稳定的垂直和横向引导的导向刀片协作。闭环导向环使得工具架可以再循环。

各个切割尖端独立行动，并被良好导向及合适地冷却，该切割尖端以优化的速度通行，因此使得可以获得高效率和高切割精度。

背景技术

在2003年7月21日提交的、标题为“用于将花岗岩块切割成板材的设备”的意大利专利申请PC 2003A 000031详细说明了该创新性机器。

不幸的是，除了是其领域最先进的以外，该机器显示出一些目前需要改善的限制和不足。例如，工具架回路充满了无法避免的不连续性，该不连续性产生了震动、噪音，并且快速地磨损工具架。此外，如果单个工具架脱轨并失去方向，牵引线制动，由此导致低下的系统可靠性。

另一个内在的限制是，当操作者想要改变板材的厚度时，线路间的距离的改变依旧是成问题的，因为飞轮和线路设置起来很困难。

本发明的主要目的是提供一种用于将花岗岩块切割成板材的简单和可靠的设备，其中当在花岗岩内部通行时，金刚石工具与导向刀片协作。

本发明的另一个目的是提供一种具有多个线路的多刀片设备，该设备通过重新设置切割线路间的距离，能够简易地改变板材的厚度。

本发明的另一个目的是提供一种设备，其中金刚石可以简易地设置和更换。

发明内容

根据后面的权利要求书，本发明通过一种花岗岩块切割设备达到这些和其它目的，该设备具有包括多个铜焊切割尖端的工具架的工具，该工具架通过在导向刀片内部高速运行的闭环连接装置连接在一起，该导向刀片被设计成在花岗岩块内部通行时，向工具架提供精确的横向和垂直导向。

根据本发明的特性，该设备还包括适合于改变线路间距离的装置，因此使得设备可以达到高度灵活性。

附图说明

本发明将通过附图的方式，被更好地说明，其中：

图1是切割设备及其相应带工具的正视图；

图2A、2B、2C是使用在如图1所示设备中的金刚石工具的细节；

图3A和3B是在切割区域中，与如图2所示工具协作的导向刀片的剖视图；

图4是根据本发明，带和导向刀片的变体；

图5是多工具设备变体的正视图，该变体使得可以改变工具间的距离。

具体实施方式

图1所示是与上述意大利专利申请描述相似的单刀片设备，其中通过被沿着R方向旋转的电动轮A推动，闭环工具循环，引导工具以切割速度B运行。

当工具到达花岗岩时，笔直的刀片向工具提供垂直和横向的导向装置。切割速度B和垂直运动V的组合，使得工具可以对放置在固定位置上的两个圆柱H间的花岗岩块G进行切割。工具基本包括弹簧钢带1，在该弹簧钢带上通过中央销3，连接有多个工具架2。

具有被截平的圆锥形截面的、烧结平行六面体金刚石切割尖端4，被应用到各个工具架上。该图也显示导向刀片底部的局部横向截面，该导向刀片在通行进花岗岩内时，工具在导向刀片内滑动。

值得注意的是，如图1所示的设备具有飞轮，该飞轮具有水平旋转轴线，而刀片在垂直于那些轴线的平面上垂直(V)运动。因此，带1需要在带通行进入导向刀片前(输入)和后(输出)，立即从水平方向旋转90度。

该旋转通过X和Y滚柱实行。

图2A显示所述工具的放大视图，而图2B通过剖视图的方式，更清楚地显示工具和导向刀片是如何构造的。

特别是，示出了带1如何部分地进入位于工具架2上表面的纵向槽中，工具架2通过中央销3被连接。工具架描绘在等轴视图中，在此可以注意到宽度为T的、比连接带1略厚的、位于工具架中央部分L的上槽，该槽在外部略大、宽度为S，来当缠绕在飞轮和/或在如图2C所示的方向槽轮上时，促进带的自由偏转。

槽T将工具架工具的工具架2上部分开成两个表面16。

导向刀片通常由三层三明治结构组成，其中两层是外部元件5和6，一层是内部元件7，所有的三明治结构都由连接销连接(未在图中示出)。值得注意的是，与侧面元件5和6相比，连接中心元件7的高度被降低，因此确定位于具有矩形横截面的导向装置底部区域的空腔17，如在下文中更佳地描述，带1在该空腔内通行。元件7使得元件5和6的底端具有两个用来与各个工具架的相应表面16协作的支承尖端15。

在导向刀片的空腔17内通行的带1，以及靠着刀片尖端15滑动的工具架表面16的组合效果，向通行工具架和它们的切割尖端提供确保高质量切割的双重的垂直和横向导向装置。

重要的是，如果各个切割尖端与相应的工具架轴向联接，则各个切割尖端将与花岗岩从前方和两侧接触。

就一些材料而言，切割尖端有意地施加小量的偏移，来使得切割刃从一边比另一边伸出更多。根据左-右顺序，在该布置中安装工具架，可以获得这样的切割工具，其中各个切割尖端从前面以及仅一个侧面进行切割，来最小化牵引摩擦。

图2C显示为工具的槽轮和驱动飞轮的典型凹槽形状。值得注意的是，工具只被带1拉拽，因为工具架及其切割尖端是向外凸出的。

图3显示为带工具和导向刀片组件的局部。特别是，显示出带1、工具架、切割刃4、由三层三明治结构制成的导向刀片，该三明治结构具有两个外侧元件5和6和一个内部元件7，该内部元件的厚度略大于带1。所述三个元件被连接在一起，例如通过多个连接装置8A和8B。更详细的是，内部元件实际上由上层7和具有同一厚度的内部条带10组成。条带10确定位于导向刀片内部的通道，用于穿过切割出口12和13提供冷却液体，该出口从中心通道9朝运行的工具架引导液体。冷却液体从刀片的两侧如箭头14所示被提供。图3的顶部显示三明治式导向刀片是如何连接到机器边框上，并且沿着方向A被拉紧。如果从底部观察的话，导向刀片具有适合于与工具架表面16及中心槽17协作的两个侧导向边缘15，该中心槽适合于安装并引导从工具架的上边缘延伸出的部分带1(只有一部分的带1配合在导向刀片的空腔17内部)。

图4显示为带1的结构变体，其中带具有设置在工具架2被应用的位置上的凸出体20。该设计使得当如图2C所示缠绕在飞轮上时，带1经受更少的应力。

图5显示与如图1所示不同的装置的变体，其中刀片垂直设置。在该多刀片设备中，飞轮A、C1、C2等具有水平旋转轴线，而刀片在平行于这些轴线的平面上横向移动，带1不需要旋转90度。该设计使得可以建造具有固定边框的设备，其中花岗岩块G朝导向刀片运动。该设计的主要优点是可以创造一种多刀片机器，其中可以简单地改变刀片间的距离。

该设备的运行与前述意大利专利申请相同，并且基于将金刚石切割尖端安装在由闭环钢带连接的多个工具架上，该闭环钢带也作为横向导向装置和驱动元件运行。拉紧边框被设置，在该拉紧边框上平行刀片被安装并单独拉紧，各个平行刀片提供有垂直和横向刚性，以及运行的工具架的润滑导向装置。电动鼓的转动、以及边框和固定导向刀片间的相关运动的组合效果，使得切割尖端可以单独继续被良好导向、冷却，并且处于优化的运行速度，这样达到最大的效率和切割精度。

从上述中，明显的是，本发明达到所瞄准的目的，特别是它具有如下的优点：

-该带表现为一种简单可靠的工具架驱动装置；

-该带适合于与导向刀片协作，该导向刀片给予各个工具架优化的横向导向装置；

-该工具被良好导向，并在适当确定的平面上下降，使得可以按照高等级的公差获得高质量的板材；

-极大地简化维护，因为带可以简单地拆卸，损坏的工具架可以简单地被单独更换，金刚石切割尖端可以简单地连接到工具架；

-该设备不需要使用铸铁粗砂，并产生更小量的更容易再循环的泥浆，这对环境有很大的好处；

当然，所述的实施例只是作为例子被展示，可以从本领域专家的角度实施修改，该修改依旧存留在被上述和下文所要求的内容所保护和确定的本发明领域中。

Claims (17)

1.一种用于将花岗岩块(G)切割成板材的设备，包括两个驱动飞轮(A)和至少一个导向刀片，所述导向刀片具有两个平行导向边缘(5、6)、一中心分界槽(7)，金刚石切割工具在所述槽中滑动，所述切割工具包括多个工具架(2)，每个工具架设有切割尖端(4)，并由闭环连接装置(1)连接在一起，所述工具架(2)由两个电动飞轮(A)驱动，并在所述花岗岩块(G)内由所述导向刀片垂直和横向导向，其中：

-位于所述工具架(2)之间的所述闭环连接装置(1)由适当长度、宽度、厚度的钢带制成，所述钢带的末端被连接以形成闭环；

-每个工具架(2)包括适当高度的矩形体，该矩形体具有平整的上表面和下表面，所述上表面设有纵向槽，所述纵向槽的厚度略大于所述带的厚度，并且其深度约等于所述工具架高度的2/3，所述上表面被分成两半，形成两个不同的支承表面(16)，所述槽容纳被插入一部分高度的所述驱动带的下部，而所述下表面则平行于所述上表面并容纳所述金刚石切割尖端(4)，并具有等于或略大于所述工具架(2)的宽度；

-所述组件包括应用到每个工具架(2)的所述下表面的所述切割尖端(4)，所述工具架(2)通过适当的连接装置连接到所述驱动带，所述闭环带形成金刚石工具，所述金刚石工具由所述飞轮驱动，所述飞轮在与所述花岗岩块(G)互相连接区域中与所述导向装置协作，以使所述工具架(2)的两个支承上表面(16)都可以靠着容纳支承和垂直导向装置的所述刀片的所述导向边缘滑动，而从所述工具架(2)凸出的所述带的部分进入所述导向刀片的所述中心槽，并且从所述槽的所述内壁横向导向，通过所述工具架(2)的所述支承表面的所述垂直导向和通过与所述导向装置的所述中心槽协作的所述带的横向导向的组合效果，使得所述工具架(2)可以在所述花岗岩块(G)内部通行，并向连接到所述工具架(2)的所述金刚石尖端(4)传送优化的直路径。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，将每个工具架(2)连接到所述驱动带(1)的所述连接装置包括插入所述工具架的所述上表面和下表面间的销(3)，且所述轴线平行于所述表面，所述销的杆穿过所述工具架的两半，而且容纳在其中的带使得可以驱动每个工具架。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，将每个工具架(2)连接到所述驱动带(1)的所述连接装置是焊接件。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，将每个工具架(2)连接到所述驱动带(1)的所述连接装置包括嵌入在适当的胶合材料中的楔形榫头机械连接。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，用来容纳所述驱动带的每个工具架(2)中的所述槽呈现出其宽度略大于所述带的厚度的中心部分、和其宽度大于所述中心部分的两侧，以使得所述带(1)在缠绕于所述牵引飞轮上时可以自由地变为弧形，所述加宽的部分在运行中增大引起疲劳的驱动带阻力。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述切割刃(4)呈现大致楔状，所述楔状带有其宽度等于或大于其上所施加的所述工具架(2)的宽度的下基座。

7.如上述权利要求中任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，每个工具架(2)设有连接到所述下表面的金刚石切割尖端，所述金刚石切割尖端从所述工具架(2)的主体凸出，从一边比另一边凸出得多，因此使得所述两个工具架(2)能够与所述切割刃(4)一起安装，所述切割刃相对于每个工具架(2)的边缘，按照左/右顺序交替地在左边和右边凸出，这样各个切割刃(4)在头部和仅一边切割，并避免在进入花岗岩时同时切割和刮削两侧，因此将所述工具架的必需拉力最小化，并最优化所述切割尖端寿命，执行笔直的切割。

8.如上述权利要求中任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述驱动带具有设置在每个容纳有工具架(2)的位置上的凸出区(20)，所述凸出区(20)具有矩形形状，并设有用于将所述销(3)连接到所述工具架(2)的中心孔，因此留下在缠绕在所述飞轮上时不受影响的所述带的较宽部分。

9.如上述权利要求中任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述带设有适当的刮削装置，所述刮削装置设置在两个连续工具架(2)间的区域，并通过防止石英晶体或研磨杂质沉积在所述工具架和所述导向刀片的所述协作表面间来保护所述刀片的所述导向尖端。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述刮削装置由橡胶片制成，所述刮削装置具有基本为矩形的形状，并具有上槽来容纳所述牵引带的所述边缘，以使得可以用橡胶填充两个连续工具架间的自由区域，而橡胶片复制所述工具架部分，阻塞杂质进入所述导向刀片的活动导向表面。

11.如上述权利要求中任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述工具架(2)和所述切割尖端(4)一体地形成在单件上，所述单件通过烧结金属粉末为理想的形状而获得，下切割区除了所述金属粉末外，还具有金刚石晶体的理想浓度，来给予所述工具架(2)切割能力。

12.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导向刀片设置在内部，具有多个被排列的轮子，用于与所述驱动带的所述自由上边缘协作，来使得所述工具架(2)能够在所述导向刀片内部通行时被所述带垂直导向，而不是靠着所述导向边缘的所述上表面支承装置，因此，摩擦从静摩擦转变为滚动摩擦的结果是显著降低牵引力。

13.如权利要求1所述的设备，其特征在于，每个切割线路中的各个牵引飞轮和各个自由轮设有容纳从所述工具架凸出的部分带的斜槽，使得所述带可以缠绕在所述轮上，留下所述工具架和各自的切割尖端在侧面凸出，使得带可以安静可靠地旋转。

14.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述驱动飞轮在水平轴线上旋转，同时所述导向刀片垂直运行，所述花岗岩切割通过所述刀片朝着花岗岩块的、位于垂直于所述飞轮旋转轴线的平面上的相对运动执行，所述带要求分别在输出后在所述输入飞轮和所述刀片间从水平转向至垂直，重新缠绕在飞轮前从垂直转向至水平，所述带的该双重定向通过放置在那些区域的合适的定向装置执行。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述定向装置包括至少一个滚柱，所述滚柱与用于钢条切割的传统带锯中的引导滚柱一样运行。

16.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述驱动飞轮具有水平旋转轴线，而所述导向刀片水平设置，花岗岩切割通过所述刀片朝向所述花岗岩块的、在平行于所述飞轮旋转轴线的平面上的相对运动执行，该布置不需要所述带定向装置，并使得可以建立多刀片切割系统，所述多刀片切割系统可以简单地改变所述刀片间的距离和因此板材的厚度。

17.如权利要求13或15所述的设备，其特征在于，所述切割通过所述刀片朝着静止的花岗岩块的移动来执行，反之亦然。

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