專利名稱：石材高周波振動切割方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系有關一種石材切割方法，尤指一種利用高周波振動產(chǎn)生高頻率磨擦達成切割石材之方法。
按典型技藝中，一種金剛拉鋸(或稱鋼砂拉鋸)石材切割方法，其系利用切割刀具鋼板呈一直線往復運動，于刀具鋼板與被加工物之石材間加入磨料，在刀具往復運動中，磨料即產(chǎn)生磨擦與撞擊，使石材產(chǎn)生細微破碎與切割脫離方式來切割石材。
該技藝之設置，雖可適用于花崗石切割，且切割成本低，設備故障率低，為一種多片式切割石材方法者。惟該切削速度慢，切割后之石材表面最粗糙，鋸縫大耗費材料過多，切削噪音大，石材表面因刀具鋼板同時受大損耗而殘留有鐵銹，且石材切割形體需為規(guī)則形狀，若用于大理石石材切割，不合經(jīng)濟效益。
按典型一般技藝中，一種鉆石圓鋸石材切割方法，其系利用圓形鋼板呈定向旋轉，于鋼板外部焊有鉆石齒，以供切削石材。
該技藝之設置，雖可適用切割各類石材，切削速率大，不受石材外部形體限制，切割平面整。惟該切割深度范圍受到限制。
按典型習知技藝中，一種鉆石帶鋸石材切割方法，其系利用環(huán)形薄鋼板端面焊有鉆石齒由環(huán)狀薄鋼板呈高速定向連續(xù)循環(huán)運動，達成切割石材。
該技藝之設置，雖可適用切割各類石材，機械效率高，鋸縫小，設備投資小。惟其切割一次僅能切割1至2片石板，危險性高。
按典型技藝中，一種鉆石拉鋸石材切割方法，其系利用切割鋼板端面焊有鉆石齒，由鋼板之直線往復運動以切割石材。
該技藝之設置，雖切割速度快，切割面平整，可采多片切割，取材率高，故障率低。惟其切割噪音大，振動大，設備投資大，且對于切割硬石材時鉆石齒消耗過大。
為此，本發(fā)明的石材高周波振動切割方法及設備，使得石材在切削方式，切割速度，產(chǎn)品尺寸精度，材料損耗，電力損耗，成品成材率，切削刀具之安全與更替等均獲得改善。
本發(fā)明之設置，其一特點系在于高強度鋸板端面焊有整排之鉆石齒，切削石材時利用高頻率之上下前后振動，鉆石齒撞擊被加工物，使被加工物之切割表面形成細微破碎，產(chǎn)生細微石粉達切削石材。
本發(fā)明之設置，其一特點系在于鋸板端所設鉆石齒，于切削過程中可利用金鋼砂，碳化硼，花崗石粉等混合冷卻劑加壓灌入切削刀具與被加工物之間，提供鉆石齒銳角之磨利。
本發(fā)明之設置，其一特點系在于該石材切割方法系利用高頻率振動撞擊石材產(chǎn)生破碎，使石材切割面甚為平整光滑，節(jié)省部分研磨拋光程序。
本發(fā)明之設置，其一特點系在于該切割刀具采高頻率振動切割，振幅甚小，所具噪音甚小，無噪音公害。
本發(fā)明之設置，其一特點系在于該鋸板端面所設鉆石齒，可為鎢鋼刀片，于刀片與被加工石材間灌入磨料，由鎢鋼刀作高頻率振動，鎢鋼刀片撞擊與壓擠磨料，使石材達切削目的。
本發(fā)明之設置，其一特點系在于石材切割之高頻率振動產(chǎn)生，系利用振蕩發(fā)生器將商用電源60Hz/50Hz變?yōu)楦哳l電源200Hz-1000Hz，傳導至振動子本體及振動子喇叭，按裝架，將電能變?yōu)闄C械能，配合切削機構及升降機構而可切削石材目的。
本發(fā)明之設置，其一特點系在于該振蕩發(fā)生器可經(jīng)由電動發(fā)電式MG，或真空管振蕩機VT或閘流體式SCR，提供適用頻率之調(diào)整，以將電能轉換機械能源。
本發(fā)明之設置，其一特點在于振動子本體及按架系利用四方柱升降機構之螺桿所設滑動塊下端連接，呈一剛性而不具彈性，以提供高頻振動源于切削機構。
本發(fā)明之設置，是一特點系在于該切削機構之鋸框，其二側分別設有搖擺架，并與螺桿所設滑動塊上端承座相接，以提供鋸框具有適當自由擺動位移。
本發(fā)明之設置，其一特點系在于該刀具之設置于其二端設有圓孔固定于鋸框所設之鋸板拉伸器上，使刀具保持強大拉力。
對于本發(fā)明之設置，其系利用高周波振動來完成切割石材之目的。
茲配合圖示實施例說明如下

圖1為本發(fā)明實施立體圖。
圖2為本發(fā)明實施之側視外觀圖。
圖3為本發(fā)明實施之正面外觀圖。
圖4為本發(fā)明實施之側視部分剖面圖。
圖5為本發(fā)明實施之滑動塊部分構造圖。
圖6為本發(fā)明實施之振動能機構示意圖。
圖7為本發(fā)明實施之搖擺架與鋸框部分構造圖。
圖8為本發(fā)明實施之切削機構示意圖。
圖9為本發(fā)明實施之切割刀具切割石材示意圖。
圖10為本發(fā)明實施之切割刀具平面示意圖。
該切割設備如圖1至圖3所示，系由一振動能機構(11)、切削機構(12)、升降機構(13)及附屬機構(14)所組成。其中該振動能機構(11)系將商用電源轉換成高頻電源，再轉換成高頻率振動機械能。該切削機構(12)系利用振動能機構(11)所傳達之動能，經(jīng)其高頻振動并配合升降機構(13)進料，使切割刀具與被加工石材間形成撞擊與擠壓來切割石材。
該附屬機構(14)之設置，如圖1至圖3所示，其包含有加工物(21)裝載裝置之臺車(22)及軌道(23)，該臺車(22)上設有木柱支撐，俾供被加工物原石拖進切割機正下方;及一給水系統(tǒng)(25)，提供被加工物切削過程時切削刀具之冷卻;及排水與回收循環(huán)設備，供冷卻后之水經(jīng)由其設備循環(huán)使用;及磨料供給與回收設備，供刀具切削時，將磨料灌入刀具與被加工物間，使用后，經(jīng)由水泵加壓循環(huán)，提供磨料循環(huán)使用者;及電源輸入與操作盤設備，供商用電源60Hz/50Hz變頻為200HZ-1000HZ，使振動能機構(11)由電能轉換為機械能，及控制振幅與切削機構(12)之進料及其他系統(tǒng)設備。
本發(fā)明設備之振動能機構(11)，其系設置于機械本體之四方柱側緣與升降機構相接。該四方柱(31)系分別呈一直立安裝四個角上，以供支撐整部切割機器。該方柱(31)內(nèi)各設有方形螺桿(32)，如圖3、4所示，該各螺桿(32)于頂端設有一傘形齒輪(33)，并于每一螺桿(32)之傘形齒輪(33)間各設有傳動桿(34)，傳動桿(34)再以傘形齒輪(35)與螺桿(32)相接，形成螺桿為一聯(lián)動傳動。該四支傳動桿(34)與螺桿(32)之聯(lián)動，系由傳動桿(34)相接點設有一齒輪變速箱(36)及馬達(37)，藉由傳動而控制螺桿(32)之正反轉與變速，提供置于螺桿(32)之滑動板(41)產(chǎn)生上下位移滑動。
該馬達(37)之傳動控制，于驅動螺桿旋轉時，該螺桿上分別設有滑動板(41)，如圖1及圖5所示，該四方柱(31)設有一長鳩尾槽(42)，以供滑動板(41)配合置入鳩尾槽(42)內(nèi)，與方形螺桿(32)螺合，于螺桿(32)旋轉時，該滑動板即上下位移。
該滑動板(41)于其方柱(31)外部上端設有一搖擺軸承座(43)，搖擺軸承座(43)供承裝軸承及搖擺架(44);該滑動板(41)外部下端設呈為平板(45)，供振動子按裝架(51)鎖固其上，至此，該滑動板(41)上下位移時，即可同步提供搖擺架(44)及振動能機構(11)上下位移。
本發(fā)明之實施，如圖2所示，該切削機構(12)之產(chǎn)生高頻率振動之來源，其系由振蕩發(fā)生器(50)將一般商用電源200V/380V/400V X 3 ψ X 60Hz/50Hz轉換成200HZ-1000HZ之高頻率電源;該高頻振動發(fā)生器(50)之設置可為一種電動發(fā)電式MG，或為真空管振蕩機VT，或為閘流體式SCR。在本發(fā)明之設置則采閘流體式SCR為最佳，其原因為輸出功率大，故障率低，造價經(jīng)濟，無噪音及無電波干擾公害。該振動發(fā)生器(50)利用導線引入機械本體上之振動子本體(52)，將高頻率電源轉換為高頻率振動機械能。該機械能系由振動子本體(52)產(chǎn)生高頻率振動，經(jīng)由振動子喇叭傳動與集中振動能，將振動能傳遞到切削機構之鋸框(61)上，由切削機構于高頻振動撞擊切削石材。
該振動子本體(52)如圖5、6所示系利用螺釘固定于振動子按裝架(51)上，振動子按裝架(51)其二端固定于滑動板(41)下端位置處。該振動子本體(52)之設置，為一大振動子，或可選擇數(shù)個小振動子接合為一體，其外端設有一振動子喇叭(53)，振動子喇叭(53)尾端固定于振動子喇叭傳動器(54)上，由振動子喇叭傳動器接受振動傳動給鋸框(61)，鋸框(61)接受振動能后而振動。于此，該振動子按裝架(51)固定于滑動塊(41)上即為一剛體，可承受瞬間推力而無彈性，不會產(chǎn)生共振或諧振現(xiàn)象;又振動子(52)與振動子按裝架(51)為一結合為剛體，當振動子(52)產(chǎn)生振動能時，配合升降機構(13)之設置，切削機構(12)作切削，整體形成切削石材。
本發(fā)明之實施，其切削機構(13)之設置，如圖7及圖8所示，該鋸框(61)于其前后二端分別各與二組搖擺架(44)相樞接，該搖擺架(44)系由主軸(62)之下方設有二直立搖擺支軸(63)，搖擺支軸(63)設有圓孔(64)，配合鋸框(61)二端之軸承座(65)設置，由連接軸(66)將搖擺架(44)與鋸框(61)樞接為一體，整座鋸框(61)即懸掛于前后二組搖擺架(44)，整個鋸框(61)得以自由前后搖擺。該鋸框(61)之可以搖擺即可接受振動能機構(11)傳遞振動能時，形成一高頻率振動。
該鋸框(61)之設置，系呈一四方形體，對前端設有鋸板拉伸器(71)，另一端設有油壓拉伸器(72)，二者間裝入切削刀具鋸板(73)，經(jīng)由油壓拉伸器(72)，二者間裝入切削刀具鋸板(73)，鋸板(73)具有強度拉力，以承接高頻率振動使用。該油壓拉伸器(72)之設置亦可為蜾桿調(diào)整式。
該第一組切削刀具鋸板(73)按裝完竣后，再裝入隔板(圖中未示)，依次按裝整套切削刀具。當鋸框接受振動能帶動整體切削刀具同步振動，切削刀具振動作用得以完成切割作業(yè)。
在本發(fā)明之實施，其達以振動撞擊切割作用，如圖9所示，系以一高強度鋸板(81)，于端面以銀焊(82)焊接整排之鉆石齒(83)，使鋸板(81)與鉆石齒(83)接合為一體，藉由高頻率之振動及加工壓，使得鉆石齒(83)內(nèi)所含極多細密鉆石銳角撞擊被加工物(84)，加工物表面即形成細微破碎，經(jīng)由高頻率振動即可迅速完成切割目的。
于切割過程，為能提高切削效能，可將磨料如金剛砂、碳化硼、花崗石粉等混合冷卻劑加壓灌入切削刀具與被加工物之間，作為鉆石齒銳角之磨利。
該切削刀具之切割方法，可將高強度鋸板以銀焊焊接整排鎢鋼刀片取代鉆石齒，并于鎢鋼刀片與被加工物間灌入磨料。切割時，鎢鋼刀片撞擊與壓擠磨料，藉磨料堅硬銳角撞擊石材，產(chǎn)生細微破碎與細微切割，達成切割石材。
在本發(fā)明之操作實施，當使用鉆石齒從事切割作業(yè)，冷卻劑為使用循環(huán)回收冷卻水，使用過后，冷卻水直接排入沉淀池，經(jīng)沉淀，清水繼續(xù)回收使用。當使用磨料從事切割作業(yè)，停止供應冷卻水，而改按比例混合磨料之冷卻劑，經(jīng)由水泵加壓，經(jīng)由儲液桶，分水管均衡澆灌入切割刀具。使用后，冷卻劑再經(jīng)水泵加壓循環(huán)使用。
在本發(fā)明于切割，依切割尺寸厚度不同，于切削刀具鋸板(73)按裝時，由該隔板大小而作切削石材厚度之調(diào)整。本發(fā)明之鋸框(61)其內(nèi)部可裝設鋸板為110片以下，可作彈性調(diào)整。
切割操作使用時，需將原石平穩(wěn)放置于臺車上，并將原石固定，驅動臺車與原石到切割機正下方，并將臺車定位。按裝鉆石鋸板并選用適當間隔板逐片按裝鉆石鋸板后，逐片檢查鋸板拉力是否保持3頓以上;鉆石齒是否正常與脫落;檢查原石頂端有否遺忘或殘留金屬工具;檢查電源與冷卻水否正常;檢查無誤后，再啟動機器。
啟動加壓冷卻水水泵，再啟動切削刀具快速開關，使切削刀具快速下降至工作物接觸面1公分距離前，改換慢速開關，此時啟動振蕩發(fā)生器(50)，振動子隨之振動使切削機構(12)具有高頻率振動，其振幅可適用2m/m至10m/m間，冷卻水電磁閥開啟，切削刀具緩緩進入石材內(nèi)，俟全部切削刀具進入石材約為鋸板高度一半時，調(diào)整切削速率至最適宜處，如大理石為30-60 CM/HR，花崗石為3-5 CM/HR，切割至完成前5公分處，切削速率減至一半，直至切割完成。在切割時，該原石需作適當定位，以防止破裂或天然裂痕等影響切割作業(yè)。
綜上所述，本發(fā)明之實施，即可將商用電源經(jīng)由振蕩發(fā)生器之轉換成高頻率電源，經(jīng)由振動能機構產(chǎn)生高頻率振動機械能，提供切削機構以高頻振動撞擊壓擠石材而完成切割作業(yè)。
權利要求
1.一種石材高周波振動切割方法及設備，其設備主要系由振動發(fā)生器、振動能機構、升降機構、切削機構及附屬設備等設備所組成，該振動能機構系置于升降機構二側外緣樞設之搖擺架上，該二側之搖擺架內(nèi)緣間設有切削機構，該切削機構系將鋸框二側由二組搖擺架懸掛支撐，鋸框內(nèi)設有整列鋸板；該振動能機構包括有振動子按裝架、振動子本體、振動子喇叭及振動子喇叭傳動器；其特征在于，利用一振蕩發(fā)生器將一般電源轉換為高頻電源，該高頻電源經(jīng)由一固定于振動子按裝架上之振動子及振動子喇叭及振動子傳動器之振動能機構上，將高頻電源轉換成高頻率機械能；該振動能機構將振動能傳遞至與其鄰接之切削機構上，使切削機構于切割石材時形成一高頻擺動，該切削機構之鋸框上之切削刀具配合升降機構之設置呈同步位移，由切削刀具以撞擊與擠壓來切割石材之方法。
2.根據(jù)權利要求1所述之石材高周波振動切割方法及設備，其特征在于，其中該升降機構主要系由四支直立形柱設立于工作間之四個端角位置，該方形柱內(nèi)設有方形蜾桿，方形螺桿上端設有傘形齒輪，二柱間之傘形齒輪設有傳動桿，該傘形齒輪在同一柱體內(nèi)之相接點外緣設有一箱體，并于接點位置設有一向下傳動之螺桿，利用一馬達及齒輪變速箱之傳動，使方形螺桿具有同步轉動驅動螺桿供升降機構之滑動板同步位移。
3.根據(jù)權利要求1或2所述之石材高周波振動切割方法及設備，其特征在于，其中該升降機構之設置，其主要系于方形柱內(nèi)設有長鳩尾槽，該長鳩尾槽供一滑動板置入，并于方形柱體中央樞設一螺桿，該滑動板與螺桿螺合;該滑動板于方形柱外部上端設有搖擺軸承座，供軸承搖擺架承裝;該滑動板外部下端設為平板，該平板供振動子按裝架固定之用。
4.根據(jù)權利要求1所述之石材高周波振動切割方法及設備，其特征在于，其中該振動能機構之設置主要系由一振動子本體固定于振動子按裝架上，振動子按裝架固定于滑動塊下緣之平板上;該振動子本體之設置可為一大振動子設置，或由數(shù)個小振動子接合為一體設置，提供高頻率之電能轉換成機械能。
5.根據(jù)權利要求1或4所述之石材高周波振動切割方法及設備，其特征在于，其中該振動能機構主要系由一振動子本體外端設有一振動子喇叭，該振動子喇叭尾端固定于振動子喇叭傳動器上，振動子喇叭鄰接于切削機構上，提供切削機構受振動能機構于轉換成機械能后產(chǎn)生高頻率切割石材。
6.根據(jù)權利要求1所述之石材高周波振動切割方法及設備，其特征在于，其中該切削機構之切削刀具設置，系在鋸板端面以銀焊焊接整排之鉆石齒;該石材高周波振動切割時，主要利用冷卻水作為刀具之冷卻，該切削刀具之鉆石于切削過程中呈鈍時，可選擇高硬度之磨料(如金剛砂或碳化硼或花崗石粉等)混合冷卻劑加壓灌入切削刀具與被加工物間，作為鉆石齒銳角之磨利。
7.根據(jù)權利要求1或6所述之石材高周波振動切割方法及設備，其特征在于，其中該切削機構中切削刀具之鋸板設置，可選擇為鉆石齒或為鎢鋼刀片。
全文摘要
一種石材高周波振動切割方法及設備，其系由振蕩發(fā)生器將60Hz/50Hz商用電源轉換成200Hz-1000Hz高頻電源，經(jīng)振動能機構轉換成高頻率振動機械能，使切割刀具施以高頻率振動能，利用堅硬鉆石齒銳角撞擊石材，產(chǎn)生細微破碎與切割脫離，經(jīng)高頻振動累積切割量達成迅速切割石材目的。
文檔編號B28D1/06GK1054555SQ9010129
公開日1991年9月18日 申請日期1990年3月8日 優(yōu)先權日1990年3月8日
發(fā)明者詹森泉 申請人:詹森泉