石材圓柱加工現場及加工工藝詳解

家居 09-26

加工現場

大理石飾面圓柱給人的感覺往往都是實心體。其實不然，在室內裝飾工程中，有時就需要起裝飾作用的大理石板面圓柱。

圓柱的加工流程

石柱是指採用大理石、花崗石加工而成的建築裝飾用實芯或空芯柱體，按所選用的石材種類不同，可分為大理石石柱和花崗石石柱；按柱體外形特徵又可分為羅馬柱、梅花柱、扭紋柱、欄杆柱、雕刻柱，多稜柱以及單色柱和多色柱；按橫截面尺寸，又可分為等截面的等直徑柱、橫截面不相等的錐形柱和鼓形柱。與圓弧板的區別在於，圓弧板只是用來包裹裝飾柱體，是圓柱外表面的一部分；石柱則是實芯或空芯的整體圓柱或拼接圓柱。

一、普通圓柱的種類

這裡介紹的普通圓柱主要是指母線是直線、曲線，但橫截面是圓的等截面或不等截面的圓柱，如等直徑圓柱、錐形圓柱、兩頭直徑小於中間直徑的鼓形圓柱和欄杆柱等。

普通圓柱的直徑和高度主要取決於荒料的尺寸，最小直徑一般為100mm，最大直徑小於等於2000mm；不論是整體的、還是部分的圓柱，其單體高度一般小於5000mm，但也有一些高度超過5000mm的特殊圓柱。標準的石柱包括柱礎、柱體和柱帽三個部分。

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二、普通圓柱的加工

(一)圓柱的磨拋加工

圓柱的磨拋一般在配有氣動或液壓加壓磨頭的車床上進行，磨頭上安裝的磨料可以快速更換，磨拋圓柱的磨料通常為圓環型，採用端面與圓柱接觸，線磨拋方式。如義大利omac公司圓柱加工車床磨拋圓柱。

由於磨拋時的磨削力遠小於成型切割時的切削阻力，所以裝夾磨拋圓柱時，在床頭箱一端，只使用中心孔支承即可。

視被磨拋石材材質不同，磨拋磨料的級配也有所區別。如加工花崗石時，可以使用5種粗細不同的磨料，加工大理石可以使用磨料。

由於欄杆柱、花瓶等製品的輪廓線凹凸變化起伏大，使用上述圓環型磨料{艮難磨拋加工，所以目前仍使用手動研磨異形迴轉體的簡易磨拋設備，完成欄杆柱等製品的拋光加工。

(二)端面切邊加工

圓柱的拋光加工結束後，可以使用金剛石鋸片切割圓柱的兩個端面，使其長度尺寸達到成品尺寸要求。必須注意，切割後的端面與其軸線的夾角應該略小於90度，這樣在安裝時，接縫才能小而美觀。

(三)清洗、檢驗及包裝

加工好的圓柱，經過清洗、檢驗、乾燥後，可以包裝。圓柱的包裝分成兩個步驟，首先用厚度0.5mm的塑料薄膜將圓柱包封，然後放入木欄固定。包裝、運輸時一定要注意防止磕碰圓柱。

三、普通圓柱柱礎、柱帽的加工

為普通圓柱、羅馬柱、扭紋柱和多稜體石柱配備的柱礎、柱帽的造型各種多樣，一般常用的結構形式是母線為曲線、直線線段組合的迴轉體柱礎、柱帽，有些是配合一個方型底座構成的柱礎、柱帽，使用普通車床、數控車床、多功能數控加工中心和ssw型曲面、球面加工機等數控或非數控設備都能加工普通迴轉體柱礎、柱帽，使用金剛石鋸片刀具就可以成型加工多棱曲面造型的柱礎則需要帶金剛石鋸片、橫樑可以前後移動的數控車床，或者帶鋸片動力頭和車床附件的多功能數控加工中心，加工柱礎、柱帽產品使用數控設備本身安裝的圖形設計和加工軟體，就可以十分方便的編製柱礎、柱帽的加工工藝程序。

如果四面雕刻柱帽，必須使用裝備三維激光掃描器、帶車床附件和固定圓柱立銑刀動力頭的多功能數控加工中心加工，因這類柱帽已經屬於雕刻製品了，整個加工過程可以一次裝夾完成。也可使用只裝有一個圓柱立銑刀動力頭的普通數控銑床加工，但該銑床必須裝備三維激光掃描器，配合人工翻轉柱帽的位置，實現不同面的加工；如果為這種數控銑床配備立銑刀的左右0-90度擺動機構，可以一次裝夾完成兩個面的加工，加工四面雕刻柱帽前，必須先製作柱帽的模型，供激光掃描器掃描用，激光掃描器的軟體可自動生成雕刻柱帽的加工程序，操作簡便。

直徑較小的迴轉體柱礎、柱帽的磨拋可以使用類似於義大利omac公司生產的88sl型、在槓桿上裝磨料的卧式手動迴轉體磨拋設備；大直徑迴轉體柱礎、柱帽的磨拋可以採用立式磨拋機，同樣使用在槓桿上裝磨料的手動磨拋辦法。使用帶軟磨片的手動磨拋機，採用人工磨拋方法還可以磨拋多棱曲面柱礎，但對於四面雕刻的柱帽產品，一般是無法磨拋的。

加工技術詳解

第一節普通圓柱加工技術

一、普通圓柱的種類：這裡介紹的普通圓柱主要是指母線是直線、曲線，但橫截面是圓的等截面或不等截面的圓柱，如等直徑圓柱、錐形圓柱、兩頭直徑小於中間直徑的鼓形圓柱和欄杆柱等。普通圓柱的直徑和高度主要取決於荒料的尺寸，最小直徑一般為100mm，最大直徑

二、普通圓柱的加工

（一）圓柱的磨拋加工圓柱的磨拋一般在配有氣動或液壓加壓磨頭的車床上進行，磨頭上安裝的磨料可以快速更換，磨拋圓柱的磨料通常為圓環型，採用端面與圓柱接觸，線磨拋方式。如義大利OMAC 公司圓柱加工車床磨拋圓柱有關示意圖。由於磨拋時的磨削力遠小於成型切割時的切削阻力，所以裝夾磨拋圓柱時，在床頭箱一端，只使用中心孔支承即可。視被磨拋石材材質不同，磨拋磨料的級配也有所區別。如加工花崗石時，可以使用5種粗細不同的磨料，加工大理石可以使用" 種磨料。由於欄杆柱、花瓶等製品的輪廓線凹凸變化起伏大，使用上述圓環型磨料｛艮難磨拋加工，所以目前仍使用手動研磨異形迴轉體的簡易磨拋設備，完成欄奸柱等製品的拋光加工。

（二）端面切邊加工、圓柱的拋光加工結束後，可以使用金剛石鋸片切割圓柱的兩個端面，使其長度尺寸達到成品尺寸要求。必須注意，切割後的端面與其軸線的夾角應該略小於90度，這樣在安裝時，接縫才能小而美觀。

（三）清洗、檢驗及包裝加工好的圓柱，經過清洗、檢驗、乾燥後，可以包裝。圓柱的包裝分成兩個步驟，首先用厚度0.5mm的塑料薄膜將圓柱包封，然後放入木欄固定。包裝、運輸時一定要注意防止磕碰圓柱。

第二節羅馬柱加工技術

羅馬柱一般是指在圓柱體外表面的母線方向加工出若干條溝槽的異型圓柱。從羅馬柱的橫截面看，其圓周是由尺寸相等的直線段和凹形的部分圓周線段，間隔等分連接而成。羅馬柱上所開的溝槽在接近柱礎、柱帽的部位一般是不貫通的。根據柱高的不同，羅馬柱可以是整根石料加工而成的整體柱，也可以是幾段柱體與柱礎、柱帽拼接而成的圓柱，只要設備的加工精度能夠滿足要求，羅馬柱部件之間的拼接縫和溝槽之間的吻合度是可以滿足要求的。加工羅馬柱的荒料、坯料準備要求與普通圓柱相同，加工羅馬柱的工序、要求與加工普通圓柱的工序、要求基本一樣，只是增加了一道開槽加工工序。因此對羅馬柱加工設備的要求有所不同，至少需要2個可以沿圓柱軸線方向運動、加工位置可以0-360度轉動的金剛石鋸片動力頭，用來安裝開槽加工金剛石結塊切割截面是圓弧形狀的圓盤形銑刀，以及可以定位圓柱轉動角度的機構。使用車床加工羅馬柱時，坯料的端面支承方式、要求與普通圓柱相同。一般在最基本配置的數控車床上，圓柱坯料轉動的驅動都採用交流伺服電機，由數控系統控制，以轉動角度可以任意分度和定位；而且都裝有一個鋸片動力頭，只要在動力頭上增加一個輔件，可以使用片0-360度轉動，鋸片轉動的控制有手動、手控電機驅動和CNC全自動控制三種方式。這種數控車床可以用來加工羅馬柱的柱體及與柱礎、柱帽結合的柱體部分。

使用帶車床輔件、鋸片角度0-360度動力頭的多功能數控加工中心，也可以用來加工羅馬柱。在裝有可0-360度轉動鋸片動力頭的數控銑床、或其它控制方式的石材銑床上，安裝裝一套圓柱旋轉支承和分度輔件（可以採用手動、半自動和CNC 控制的全自動分度），也可以加工羅馬柱製品，但是注意刀具垂直升降的距離是否符合加工製品直徑的要求。用二維以上控制系統的數控繩鋸也可以用來加工羅馬柱，但只能加工羅馬柱的柱體部分。加工羅馬柱溝槽的刀具，一般採用鑲焊金剛石結塊的銑刀盤，其金剛石結塊割位截面是圓弧形狀的，以便加工出曲線截面的溝槽。結塊的寬度決定了溝槽的寬度，所以加工直徑很大的羅馬柱時，銑刀盤則近似於金剛石滾輪。

還有一種類似於羅馬柱的異形圓柱，國內稱為梅花柱，其橫截面的圓周是由凸形部分圓周曲線段等分連接而成。可以使用鑲焊有凹形金剛石結塊的銑刀盤加工這種梅花圓柱，使用設備要求與加工羅馬柱時相同。羅馬柱一般都採用亞光或鑿毛、火燒表面的裝飾。亞光裝飾時，外表面的光澤度達到金剛石刀具加工後的程度即可。如果需要拋光表面的羅馬柱，最多對其外表面的圓柱部分磨拋，這是因為在溝槽內拋光是很困難的。如果需要光亮的溝槽面，只好採用軟磨片人工拋光的方法了。

第三節扭紋柱加工技術

扭紋柱又稱螺旋柱，其外表面呈螺旋線形狀。螺旋柱外表面的螺旋線有單頭、雙頭和多頭等形狀；螺旋線牙尖的形狀有圓弧、直線與圓弧線組合等形狀；根據設計造型的需要，螺距的大小也沒有特定的要求。根據扭紋柱橫截面的尺寸，可以將它分成截面處處相等的等直徑扭紋柱及截面不相等的鼓形扭紋柱和圓錐形扭紋柱。扭紋柱一般都是整體柱，至少柱體部分是整體的，這是因為分段加工後的扭紋柱，在拼接時，每一個拼接面上會有多個接縫，加工中稍有誤差（這在加工中是不可避免的），就會引起接縫的偏，影響裝飾效果。在加工一些高度很高（如超過4m）的扭紋柱時，如果開採或運輸超長整體石料有困難，可以將幾塊石料事先拼接成一個整體柱的坯料，然後加工成整體柱。只要設備加工長度能夠滿足要求，同時具備拼接石加工扭紋柱的荒料、坯料準備要求與普通圓柱相同，其加工工序、要求與加工普通圓柱的相應工序和要求一樣。可以使用裝有一個可以0-360度（0-90度）轉動的金剛石鋸片動力頭的數控車床、多功能數控加工中心等設備，加工扭紋柱。對於一些牙形形狀比較特殊的扭紋柱，也可以使用圓柱立銑刀進行修正成型加工，通常金剛石鋸片完全可以滿足扭紋柱的成型加工需要。拋光扭紋柱是比較困難的，目前還不能解決拋光磨料的問題，如果需要拋光的扭紋柱，使用軟磨片手工拋光仍是一個實用的方法。對於一些螺距很大的扭紋柱，其外表面的柱體仍是圓柱，可以使用拋光普通圓柱的方法磨拋扭紋柱的這些部分。

使用車床加工扭紋柱時，坯料的端面支承方式、要求與普通圓柱相同。成型加工扭紋柱外表面的螺旋線時，可以使用數控設備上安裝的圖形設計軟體，對每一根扭紋柱編製加工工藝程序。加工多頭螺旋線扭紋柱時，一般先從加工一根螺旋線開始，當完成這條螺旋線加工後，再開始另外一條螺旋線的加工，直至加工結束。螺旋線在起始端面的起始點位置，數控系統會通過控制圓柱坯料的轉動角度自動確定。

第四節實心柱的柱礎和柱帽加工技術

為普通圓柱、羅馬柱、扭紋柱和多稜體石柱配備的柱礎、柱帽的造型多種多樣，一般常用的結構形式是母線為曲線、直線線段組合的迴轉體柱礎、柱帽，有些是配合一個方型底座構成的柱礎、柱帽，使用普通車床、數控車床、多功能數控加工中心和SSw型曲面、球面加工機等數控或非數控設備都能加工普通迴轉體柱礎、柱帽，使用金剛石鋸片刀具就可以成型加工多棱曲面造型的柱礎則需要帶金剛石鋸片、橫樑可以前後移動的數控車床，或者帶鋸片動力頭和車床附件的多功能數控加工中心，加工柱礎、柱帽產品使用數控設備本身安裝的圖形設計和加工軟體，就可以十分方便的編製柱礎、柱帽的加工工藝程序。如果四面雕刻柱帽，必須使用裝備三維激光掃描器、帶車床附件和固定圓柱立銑刀動力頭的多功能數控加工中心加工，因為這類柱帽已經屬於雕刻製品了，整個加工過程可以一次裝夾完成。

也可使用只裝有一個圓柱立銑刀動力頭的普通數控銑床加工，但該銑床必須裝備三維激光掃描器，配合人工翻轉柱帽的位置，實現不同面的加工；如果為這種數控銑床配備立銑刀的左右0-90度擺動機構，可以一次裝夾完成兩個面的加工，加工四面雕刻柱帽前，必須先製作柱帽的模型，供激光掃描器掃描用，激光掃描器的軟體可自動生成雕刻柱帽的加工程序，操作簡便。直徑較小的迴轉體柱礎、柱帽的磨拋可以使用類似於義大利OMAC公司生產的88SL型、在槓桿上裝磨料的卧式手動迴轉體磨拋設備；大直徑迴轉體柱礎、柱帽的磨拋可以採用立式磨拋機，同樣使用在槓桿上裝磨料的手動磨拋方式。使用帶軟磨片的手動磨拋機，採用人工磨拋方法還可以磨拋多棱曲面柱礎，但對於四面雕刻的柱帽產品，一般是無法磨拋的。柱礎、柱帽端面支承孔的結構形式、加工要求與其它圓柱是一樣的。