用于切割花岗岩或其它硬材料的块体切割框锯和相应的切割方法

摘要

用于切割花岗岩或其它硬材料的带有垂直框架的块体切割框锯，包括刃片保持框架(19)，该框架能往复运动地支承在向其施予振荡运动的独立的振荡框架(40)上，使得刃片保持框架(19)的各个刃片(20)始终与工件(18)接触，并且接触区域沿凸形的弯曲轨迹移动。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于切割花岗岩或其它硬材料的块体(block)切割框锯(排锯，gangsaw)，所述框锯通过使框架的往复运动与框架引导件的振荡(摇摆)运动结合来进行切割，使得刃片(锯片)和块体之间的接触区域沿大致为圆形的弧移动。本发明还涉及一种相应的切割方法。

背景技术

存在大理石切割机，其中框架的线性垂直(竖直)往复运动与块体的水平前进运动结合。框架和大理石块体之间的这种运动的结合产生尽管很低但非常均匀的比压力，并且这种载荷状况使刃片相对于块体具有凸度，这通过用相对于刃片偏心装配的系杆预先加载刃片来部分地补偿。

在切割花岗岩时，刃片的比接触压力必须比相对于大理石或其它材料来说足够的压力高得多。因此刃片和花岗岩之间的接触区域必须受限，但是这妨碍了维持刃片保持框架的线性运动。

如果在切割花岗岩时要维持线性垂直运动，并且维持充分高的块体前进速度，则会引起刃片的渐进弯曲，因为载荷将集中在块体的上下端，并且这不久便会导致刃片的破裂。

EP-0334831描述了一种带有垂直锯框架的锯切机，其中刃片保持框架作往复运动并且在四个角铰接于块体，块体与限制框锯行程的相应滑动件接合。所述滑动件各自沿着相应成对的交叉引导件相对于框锯的框架滑动地安装，以限定与滑动件的引导方向垂直的轨迹。上和下滑动件沿相反的方向移动，从而使刃片保持框架在水平中轴线周围振荡。

结果是，切割刃片确定具有渐进曲率半径的卵形切割轨迹。

所述专利的主要目的是使刃片插入部的一半在向上运动期间工作，另一半在向下运动期间工作，而不像先前的方案那样，其中整个刃片沿单个方向工作。

WO 99/42267描述了一种带有水平框架的切割机并且示出了不同的切割方法，具有角形轮廓或弓形轮廓。在以弓形轮廓切割时，刃片在工作循环的一部分内、大约在整个循环的半途从块体抬升。

在结构上，所述机器配有飞轮，具有用于刃片保持框架的往复线性运动的连杆和曲柄机构以及用于支承刃片保持框架的引导框架的振荡运动的凸轮或曲柄系统。根据与待切割块体的期望接触轨迹，所述凸轮相对于飞轮可处于各种相位，并且它们的(相反的)转速可相对于飞轮的转速改变。

各个凸轮始终以相同的方向转动，并且将纵向的以及振荡的运动传递到引导框架。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的框锯运动系统，其可通过限制刃片和花岗岩或一般的工件(如果材料不是花岗岩的话)之间的接触区域的长度而增大刃片和材料之间的接触压力，同时整体强度维持为在刃片上产生容许载荷和变形的值。

本发明的另一个目的是提供一种使刃片和工件之间的接触区域沿块体的整个高度连续地和周期性地移动的框锯运动系统。

本发明的又一个目的是提供一种框锯，其中刃片上的磨损沿其长度分布。

通过具有分别在独立权利要求1和12中所述的特征的根据本发明的框锯和切割方法可实现这些目的和从下面的说明中显而易见的其它目的。

本发明的有利实施例在从属权利要求中叙述。

本质上，根据本发明的框锯具有以下特征：

-框锯具有使用带飞轮的连杆和曲柄系统进行的往复运动；

-框架由振荡运动驱动，所述振荡运动使刃片在其往复运动中限定与大致为弧形的曲线相切的直切线；

-框架的振荡运动不与刃片的往复运动同步，结果是刃片和工件之间的接触区域以不与垂直往复运动同步的方式沿刃片和工件的高度移动；因此往复运动的倒置力矩(inversion moment)连续移动到沿刃片的不同水平位置和块体上的不同垂直位置。

如本文所用的术语“块体切割框锯”是用来简明地描述使用作往复运动的刃片保持框架的块体切割机。

术语“框锯”或“刃片保持框架”限定由刃片和支承并预先加载它们的结构构成的组件。

术语“框架的往复运动”是指赋予框架的、使其沿其引导件行进的运动。

术语“框架的振荡运动”是指来回移动(traverse)和转动的组合运动，该组合运动调整框架相对于工件的位置和取向，使得接触区域沿大致为圆形、凸形的弧移动。

术语“块体”用来指工件，其大致具有平行六面体形状并且由花岗岩或其它材料制成。

附图说明

下面参照附图通过示例而非限制以优选实施形式进一步描述本发明，在附图中：

图1示意性地示出在固定引导件上由往复运动驱动的框架。

图2示意性地示出引起框架的振荡运动的机构的侧视图。

图3示意性地示出引起框架的振荡运动的机构的俯视图，其中为了便于绘图一些部分示出为与在图2中处于不同的位置。

图4示出框架的振荡运动是如何产生的。

图5示出沿图2中的箭头A的方向示出的块体支承件和行进系统。

具体实施方式

图1示出与刃片20(图3)成一体的框架19的往复运动，其中刃片20示出为处于最靠上的位置；在垂直振荡期间，所述刃片在该位置和示出为11的最靠下的位置之间运动。该往复运动通常用连杆和曲柄机构来实现。与刃片20成一体的刃片保持框架进行由四个线性引导件引导的线性运动，所述四个线性引导件中的两个被示出，即位于一侧的标记为23和24的引导件，它们与机器结构的固定部分或与下述的振荡框架40成一体。两个相对引导件22和21在所述引导件的一侧延伸，并且在另一侧上还有另外两个相对引导件。图中只示出了框架的一侧；但是应记住，在相对的一侧还有另外两个引导件，以及两个对应的相对引导件。在刃片的往复运动期间，块体18沿箭头所示的方向行进。

由于四个引导件是垂直的并且固定在结构上，所以框架19和与其成一体的安装有金刚石部段16的刃片以几乎线性的运动移动。

图2和3示出框架的振荡运动是如何实现的：与刃片20成一体的框架19由与四个引导件(两个上引导件23和两个下引导件24)接合的四个相对引导件(两个上相对引导件22和两个下相对引导件21)引导。全部四个引导件与振荡框架40成一体，振荡框架40又由两个上连杆25和两个下连杆26经两个相应的上销27和两个相应的下销28水平驱动，同时其由两侧上的与两个盘54接合的两个腔53限制而不能垂直地来回移动，并且由抵靠在振荡框架中的四个平台58上的四个固定轮59(图3)限制而不能横向地来回移动。

因此振荡框架由顶部的两个连杆25经销27以及由底部的两个连杆26经另外两个成对地执行相同运动的销28在纵向上驱动。两个上连杆与销41接合，而两个下连杆与一体的销42接合，并且分别与两个上盘43和两个下盘44一起转动，所述上盘和下盘分别绕重合的上轴线55和下轴线56自由转动。应当注意，上销41在与下销42不同的象限中运动，并且它们的转动由经两个上销46和两个下销47连接到盘43和44的两个同步杆39限制。绕轴线45自由转动的上盘43与两个从动齿轮29共轴，从动齿轮29与主动齿轮30(图3)接合，主动齿轮30与绕轴线57自由转动的盘36成一体。盘36配备有销37；连杆31在一端被约束至销37并且在另一端被约束至与盘35连接的销34，盘35绕轴线33自由转动。两个盘35(左和右)由轴48彼此约束，齿轮马达32使轴48转动。

由于盘35上的销34的偏心度比盘36上的销37的偏心度小得多，所以销34进行完整的连续转动，而销37进行角度振荡，该角度振荡的幅度无论如何都小于180度。左右两个盘36的所述角度振荡的幅度通过由轮29与轮30的齿数比给定的减速比来减小，从而实现与盘43成一体的销41的角度振荡，该角度振荡具有期望的幅度。显然，由于同步杆39的作用，位于下部的与盘44成一体的销42沿相反的方向作相同的角度振荡。

图4示出刃片的大致圆形的包络运动是如何由于框架的振荡运动的作用而实现的。

框架的所述振荡运动由使振荡框架振荡的连杆25和26的两个销的角度振荡产生。两个上销41相对于上盘43的平均(中间，mean)位置b’与两个下销42相对于相应盘44的平均位置b”相对(相反)。因此，当所述盘沿一个方向例如顺时针方向转动时，上销41向位置a’移动，这使得框架朝块体前进，而下销42向位置a”移动，从而使框架回缩。但是，幅度是不同的，因为它们位于圆周上，并且赋予框架的水平运动与角度的余弦成比例：

Xi＝R cos(αo+αd)

Xs＝R cos(αo-αd)

其中αo是平均角度，αd是转动量(rotational traverse)，R是销的偏心度，Xi和Xs分别是下和上运动(量)。

类似地，当两个盘逆时针转动时，上销向位置c’移动并使框架回缩，而下销向位置c”移动，使得框架前进。

这些运动的结果是，赋予框架的角度振荡使刃片的作用线移动，使得所述线与大致为弧形的曲线相切。

曲率半径是当前的几何形状因数(例如盘销的平均角度αo、所述平均值左右的角度振荡的幅度和连杆的长度)的函数，但是可通过用CAD对运动进行模拟而容易地预先确定，也可能进行修改。

图5示出机器的正视图，示出用块体保持框架使块体18前进的系统，所述块体保持框架由与切割刃片20交替设置的数个刃片50构成。块体保持刃片50沿块体的整个长度刚性地支承块体，还赋予块体向前的运动。

通过形成本发明主题的创新方案(该方案减小了刃片和块体之间的接触区域)实现了提供可增大刃片与材料接触的压力的、用于切割花岗岩和大理石的框锯的目的。

还实现了这样的目的，即提供了使接触区域沿弯曲轨迹运动(其中刃片以不与框架的往复运动同步的方式运动)的框架运动系统。

尽管已示出和描述了本发明的优选实施例，但在实施时可作出工作变型而仍处于由该工业发明专利给出的保护范围内。