眾所周知,冷卻和排屑是切割石材很重要的技術問題,尤其是切割超薄板石材,這兩個問題如解決不好,很容易使板材出現裂紋、甚至破裂。所以,更應充分研究冷卻和排屑。
下面介紹的這種切割超薄板石材專用設備,由國外一家公司精心研制設計,其特點是:把石材浸在含有磨料的液體中切割,冷卻和排屑方式與一般常見的有所不同。此專用設備由以下三部分組成。
一、切割機構
由示意圖可知,電動機轉動,經皮帶傳動減速,帶動曲柄連桿,連桿帶動滑桿在導管中作直線往復運動,使固定在滑桿上的框形刀架帶動數條刀具切割。上述各零部件都固定在升降架上,通過定位桿的傳動導向使刀具升降控制進刀切深量。
條形刀具的尺寸為:長200~ 600mm,寬10~30mm,厚0.1~1.Omm。刀具的材質為不銹鋼。刀具的張力為60~ 300kg。多刀具間距小于4mm。
石材安置在切割槽里。槽中的液體內含有磨料,這種磨料液里有水、羧甲基纖維素水溶液、聚乙稀醇水溶液、阿拉伯樹膠水溶液等;所含的磨料有碳化硅、氧化鋁、金剛砂等硬質材料,其含量為5%~30%,磨料粒徑是10~100 μm。為了保證液體產生良好的冷卻和排屑效果,一方面將噴射液體的噴管安裝在刀具的切口處,另一方面在切割槽里還裝有兩個攪拌器,用來加速液體在水平和垂直兩個方向上的流動。槽中的液體經過泵的輸送循環使用,液體的排出口設在槽體的上方,可使石材全部浸入液體中。
二、分離裝置
該裝置由可旋轉的內筒和固定1的外套兩大主體組成。
電動機驅動,經齒輪傳動減速使內筒旋轉。內筒是二級擴展型分離器,由上、下兩個相接的漏斗構成,處在下方的為一級分離,其漏斗的錐頂角為400,高llcm,與上方漏斗相接處的口徑為10cm,下端出口為導管,并裝有流量調節閥,導管外裝有齒輪和軸承。處在上方的為二級分離,其漏斗的錐頂角為800,高10cm,頂端口徑為30cm,其周邊設有突檐。內筒的旋轉速度為1~ 30轉/min,最好是調到3~10轉/min。
外套的上端應高出內筒的突檐,其底為環形槽,槽底有出口與過濾裝置接通。
從切割槽里流出來的液體內含有石粉,這種混合液先流入貯液罐再流進內筒進行二級分離。由于磨料的比重為石粉的2~3倍,所以,經旋轉分離大量磨料沉到下部,控制出口的調節閥卸人調整槽。在調整槽里,按磨料液的配比調整后,用泵輸送到切割槽循環使用。磨料液的循環速度由切割槽的體積和所切石材的整體尺寸而定,一般從理論上計算,切割槽全部循環液以2 ~10次/h交換為宜。
經二級分離,上層液體含有大量石粉,溢過內筒上端的突檐,流到外套底部的環形槽里,從出口流進過濾器。
三、過濾器
此過濾器內有上、中、下三層過濾板,成為四級過濾。過濾板上可安裝不同孔徑的過濾網。通過每層過濾后的液體,分別流人調整槽,最下層過濾網的孔徑最細小,通過這一層過濾后的液體中石粉含量最多,從圓筒底部的出口排放。
現舉出采用此專用設備所做的一次切割超薄板試驗,其中一些主要參數如下:
切割石材:大理石,長20cm、寬13cm、高20cm;切出的超薄板厚度為2mm;采用多刀切割,每條刀具長40cm、寬15mm、厚0.2mm,其張緊力為120kg;切割率為lOc㎡/min;切割槽長50cm、寬40cm、高50cm;噴射注入金剛砂磨料液,磨料粒徑為25~ 75μm;切割槽里的混合液體,從槽的上方以250L/h的速率先流到貯液槽;二級擴展旋轉分離器的旋轉速度為3~7轉/min;采用陶瓷過濾器,濾網孔徑分別為70μm、25μm、10μm。
切割效果:所切出的2mm超薄板,未發現裂紋、破裂,表面平滑度為10μm,精度在1%以內。
此專用設備具有如下優點:
1、切割中排屑通暢,不產生石粉堆積;
2、切割時冷卻效果較好,切出的超薄板未見裂紋、破裂;
3、可同時切割出多塊4mm以下的超薄板石材;
4、磨料可循環反復使用;
5、切割速度快,切割率高。
6、切割尺寸精度高,表面質量好。