CN111571817B - 一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯及方法，其技术方案为：包括锯框模块，所述锯框模块底部与机架滑动连接，锯框模块一端与曲柄连杆机构相连，在曲柄连杆机构的作用下锯框模块能够沿设定轨迹线作往复运动。本发明可以解决锯解超硬石材过程中锯条稳定性差、锯齿磨损严重的问题，能够使锯框在往复的运动过程中周期性地抬升和锯解，进而周期性地改变锯齿与石材的相对距离，使锯框避开换向点并实现单向锯解。

Description

一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯及方法

技术领域

本发明涉及石材机械设备技术领域，尤其涉及一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯及方法。

背景技术

金刚石框架锯主要用于将大规格天然石材荒料一次性锯解成指定厚度的天然石板材，随着家庭装饰、建筑工程的蓬勃发展，大型板材的需求量逐年增加，金刚石框架锯也因此在行业内被广泛应用。金刚石框架锯的锯框上安装并张紧了数十根锯条，锯条上焊接金刚石锯齿，锯机通过锯齿在往复运动中实现石材荒料的锯解。金刚石框架锯的锯解运动主要包括：锯框的水平往复运动和荒料的匀速进给运动，其中水平往复运动由曲柄连杆机构牵引锯框实现，动力由主电机提供，进给运动则是由提升机构实现，动力由进给电机提供。装有锯条的金刚石框架锯在导向机构的作用下，能够按照预期的锯解轨迹进行石材的锯解，因此导向机构是保证锯齿良好工作和锯条平稳运行的关键，决定着石材的锯解加工质量。

发明人发现，传统框架锯的导向机构多采用液体静压式导轨或铰链式平行杆系导轨，锯条锯齿在往复锯解过程中始终与石材接触，且锯齿上金刚石颗粒在往复行程中承受交变载荷，不利于基体对金刚石颗粒的把持，导致金刚石颗粒脱落率高，锯齿磨损严重。此外，目前常用的金刚石框架锯主运动为水平往复运动，在行程的始末两端由于换向的需要，水平往复运动速度极小，锯齿的瞬时锯解量达到最大，锯齿承受法向力极大，作用在锯条锯齿上的法向力若超过锯条的承载能力，锯条会产生失稳现象，严重影响板材的加工质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯及方法，该装置可以解决锯解超硬石材过程中锯条稳定性差、锯齿磨损严重的问题，能够使锯框在往复的运动过程中周期性地抬升和锯解，进而周期性地改变锯齿与石材的相对距离，使锯框避开换向点并实现单向锯解。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯，包括锯框模块，所述锯框模块底部与机架滑动连接，锯框模块一端与曲柄连杆机构相连，在曲柄连杆机构的作用下锯框模块能够沿设定轨迹线作往复运动。

作为进一步的实现方式，所述曲柄连杆机构包括曲柄、与曲柄转动连接的连杆，锯框模块铰接于连杆远离曲柄一端的设定位置。

作为进一步的实现方式，所述锯框模块一端连接牵引耳板，所述牵引耳板与连杆铰接。

作为进一步的实现方式，所述曲柄连杆机构通过飞轮连接驱动装置。

作为进一步的实现方式，所述锯框模块底部一端通过第一导向机构与机架相连，锯框模块底部另一端过第二导向机构与机架相连。

作为进一步的实现方式，所述第一导向机构包括滚动体、支撑轴、水平导轨，支撑轴的一端与连杆端部相连，滚动体沿支撑轴的轴向安装；所述水平导轨设于滚动体下方。

作为进一步的实现方式，所述锯框模块包括锯框、锯条，锯条固定于锯框内部，且所述锯条具有若干锯齿。

作为进一步的实现方式，所述锯框模块的运行轨迹为类似椭圆形。

第二方面，本发明实施例还提供了一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯的工作方法，当曲柄连杆机构中的曲柄相对于机架逆时针转动，连杆与x轴负方向的夹角α处于正角度时，锯框模块随连杆同步运动，且沿X轴负方向运动；当曲柄相对于机架继续逆时针转动，夹角α处于负角度时，锯框模块随连杆同步运动，且沿X轴正方向运动。

作为进一步的实现方式，夹角α处于正角度时，锯框模块呈抬升状态；夹角α处于负角度时，锯框模块呈锯解状态；锯框模块在往复的运动过程中周期性地抬升和锯解。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式的框架锯的锯解轨迹类似椭圆形，能够使锯框在换向点时避开和石材的接触，大幅减少了单次锯解过程中的最大法向力，避免了换向中单个锯齿瞬时锯解量极大和锯条失稳跑偏的问题，提高了锯齿的耐磨性和锯条的平稳性，改善了石材的加工质量，为硬质花岗石的锯解提供了前提；

(2)本发明的一个或多个实施方式在每一个往复行程的回程中，锯框都会自动抬升，只在进程中进行单向锯解，在整个锯解过程中，锯齿上金刚石颗粒只受单一方向的切削力，有利于提高锯齿基体对金刚石颗粒的把持力，减少了金刚石颗粒的脱落，提高了锯齿的锋利度和耐磨性，改善了框架锯的工况，降低了锯解成本

(3)本发明的一个或多个实施方式可以通过调整连杆上牵引耳板的位置，来控制锯框的抬升高度和锯解厚度，设置较为灵活。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的第一导向机构结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的锯框模块结构示意图

图4是本发明根据一个或多个实施方式的不同位置锯齿在一个周期内与石材的位置关系示意图；

图5是传统机构的锯齿理论轨迹图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的锯齿理论轨迹图；

其中，1、飞轮，2、曲柄，3、连杆，4、第一导向机构，41、滚动体，42、支撑轴，43、水平导轨，5、锯框模块，51、锯框，52、锯条，53、锯齿，54、牵引耳板，6、第二导向机构，7、机架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例一：

本实施例提供了一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯，如图1所示，包括飞轮1、曲柄2、连杆3、锯框模块5、第一导向机构4、第二导向机构6和机架7，飞轮1一侧连接驱动装置，另一侧连接曲柄2，所述曲柄2与连杆3相连。所述锯框模块5一端与连杆3转动连接，锯框模块5底部一端通过第一导向机构4与机架7滑动连接，其底部另一端通过第二导向机构6与机架7滑动连接。在驱动装置的作用下，锯框模块5能够按设定轨迹沿机架7进行往复直线运动。

具体的，曲柄2一端与飞轮1的中心位置铰接，飞轮1由驱动装置驱动其旋转。在本实施例中，所述驱动装置为电机；可以理解的，在其他实施例中，驱动装置也可以为其他能够提供旋转动力的动力源。曲柄2另一端与连杆3的一端铰接，连杆3另一端连接第一导向机构4。

所述锯框模块5的一端铰接于连杆3设定位置，锯框模块5与连杆3的连接点距连杆3与第一导向机构4的连接端有一定距离A，能够通过调节A的大小，灵活控制锯框模块5的抬升高度和锯解厚度。

进一步的，如图2所示，第一导向机构4包括滚动体41、支撑轴42、水平导轨43，所述水平导轨43固定于机架7顶部，支撑轴42的一端与连杆3端部相连。所述滚动体41沿支撑轴42的轴向安装，水平导轨43表面具有与滚动体41相适配的导向槽，以使滚动体41能够沿水平导轨43移动。导向槽并不贯通水平导轨43的端部，以方便储存润滑油脂。所述滚动体41可以为滚动轴承、滚子、滚轮或其他部件。

第二导向机构6包括安装于锯框模块5下方的滚轮、与所述滚轮相配合的导轨，所述导轨固定于机架7顶部。如图3所示，锯框模块5包括锯框51、锯条52、锯齿53，锯框51一端安装牵引耳板54，牵引耳板54与连杆3铰接。锯条52固定于锯框51内部，且所述锯条52具有若干锯齿53。

实施例二：

本实施例还提供了一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯的工作方法，具体的，如下：

如图1所示，支撑轴42的中心到连杆3和牵引耳板54的连接点有一段距离A，连杆3与x轴负方向有一夹角α。不同位置的锯齿53在一个周期内与石材的位置关系如图4所示，具体的，当曲柄2相对于机架7逆时针转动时，即夹角α处于正角度时，带动连杆3朝左上方(以x负方向为左)或左下方运动，连杆3带动锯框51与第一导向机构4同步运动。

锯框51在牵引耳板54的作用下随连杆3同步运动，且锯框51沿水平导轨43向X轴负方向运动。此时锯框模块5处于一个往复行程的回程中，锯条52呈抬升状态，此时锯齿53与石材的相对位移为正。锯齿53脱离石材表面，能够在换向点时自动抬升避开和石材的接触，避免换向过程中锯齿53瞬时锯解量极大的问题，有利于改善锯条的平稳性和石材的加工质量。

当曲柄2相对于机架7继续逆时针转动时，即夹角α处于负角度时，带动连杆3朝右上方或右下方运动，连杆3带动锯框51和第一导向机构4同步运动。锯框51在牵引耳板54的作用下随连杆3同步运动，且沿水平导轨43向X轴的正方向运动。此时锯框模块5处于一个往复行程的推程中，锯条52呈锯解状态，此时锯齿53与石材的相对位移为负，所述锯齿53切入石材内部；实现了石材的单向锯解，在整个锯解过程中，锯齿53上金刚石颗粒只受单一方向的切削力，有利于提高锯齿基体对金刚石颗粒的把持力，减少金刚石颗粒的脱落，提高锯齿的锋利度和耐磨性，改善框架锯的工况，降低锯解成本。

采用传统机构得到的锯齿理论轨迹如图5所示，而本实施例的锯齿理论轨迹如图6所示，锯解轨迹类似椭圆形，而非绝对的椭圆，其锯解轨迹与A的大小密切相关，随电机的转动而实时变化；且不同锯条52相同位置上锯齿53的锯解轨迹相同，与根锯条52不同位置上锯齿53的锯解轨迹相异。对于竖直方向上两极限位置的距离，同一根锯条52上不同位置上的锯齿23从靠近飞轮1的一端至远离飞轮1一端不断减小。

本实施例能够使锯框51在换向点时避开和石材的接触，大幅减少了单次锯解过程中的最大法向力，避免了换向中单个锯齿53瞬时锯解量极大和锯条失稳跑偏的问题，提高了锯齿的耐磨性和锯条的平稳性，改善了石材的加工质量，为硬质花岗石的锯解提供了前提。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯，其特征在于，包括锯框模块，所述锯框模块底部与机架滑动连接，锯框模块一端与曲柄连杆机构相连，在曲柄连杆机构的作用下锯框模块能够沿设定轨迹线作往复运动；

所述锯框模块底部一端通过第一导向机构与机架相连，锯框模块底部另一端过第二导向机构与机架相连；

所述锯框模块一端连接牵引耳板，所述牵引耳板与连杆铰接，锯框模块在牵引耳板的作用下随连杆同步运动；调节牵引耳板在连杆上的位置来控制锯框模块的抬升高度和锯解厚度；

所述锯框模块包括锯框、锯条，锯条固定于锯框内部，且所述锯条具有若干锯齿；所述锯框模块的运行轨迹为类似椭圆形，不同锯条相同位置上锯齿的锯解轨迹相同，与锯条不同位置上锯齿的锯解轨迹相异；

所述锯框模块沿X轴的负方向运动时，所述锯框模块处于一个往复行程的回程中，锯条呈抬升状态，此时锯齿与石材的相对位移为正，锯齿脱离石材表面，能够在换向点时自动抬升避开和石材的接触；所述锯框模块沿X轴的正方向运动时，所述锯框模块处于一个往复行程的推程中，锯条呈锯解状态，此时锯齿与石材的相对位移为负，锯齿切入石材内部，实现石材的单向锯解。

2.根据权利要求1所述的一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯，其特征在于，所述曲柄连杆机构包括曲柄、与曲柄转动连接的连杆，锯框模块铰接于连杆远离曲柄一端的设定位置。

3.根据权利要求1所述的一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯，其特征在于，所述曲柄连杆机构通过飞轮连接驱动装置。

4.根据权利要求1所述的一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯，其特征在于，所述第一导向机构包括滚动体、支撑轴、水平导轨，支撑轴的一端与连杆端部相连，滚动体沿支撑轴的轴向安装；所述水平导轨设于滚动体下方。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种推程锯解硬质石材的金刚石框架锯的工作方法，其特征在于，当曲柄连杆机构中的曲柄相对于机架逆时针转动，连杆与x轴负方向的夹角α处于正角度时，锯框模块随连杆同步运动，且沿X轴负方向运动；当曲柄相对于机架继续逆时针转动，夹角α处于负角度时，锯框模块随连杆同步运动，且沿X轴正方向运动；

夹角α处于正角度时，锯框模块呈抬升状态；夹角α处于负角度时，锯框模块呈锯解状态；锯框模块在往复的运动过程中周期性地抬升和锯解。

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