一种高强度冷陶砖雕的雕刻方法与流程

本发明属于冷陶砖雕的雕刻技术领域，尤其涉及一种高强度冷陶砖雕的雕刻方法。

背景技术：

砖雕是以砖作为雕刻对象的一种雕饰，它是模仿石雕而来，但比石雕更经济，省工，因而也较多被采用，特别是在民间建筑中；中国砖雕最常使用专门烧制的青砖，均采用颗粒极为细腻的黏土或者河底沉淀的污泥为原料，有时还应用特殊的烧制工艺，务求成品质地匀净、软硬适中、不含气孔。

中国专利申请cn201910218870.9公开了一种石材雕刻机，属于机械加工设备技术领域。它解决了现有石材雕刻机在保证防水效果后检修、清理不方便的问题。本石材雕刻机，包括机架和加工台，机架上沿水平方向滑动设置有移动拖板，移动拖板上设有防水罩，且防水罩盖设在移动拖板上，防水罩上开设有避让孔，加工台位于防水罩上方，且加工台下部穿过避让孔并与移动拖板转动连接或者移动拖板上部穿过避让孔并与加工台转动连接，防水罩上侧面具有呈环形并环绕避让孔设置的防水套，加工台下侧面具有呈环形并环绕在防水套外侧的导流套。

现有的冷陶砖雕设备，由于制陶工艺的差异，对于冷陶砖雕的工艺中，使用传统的雕刻设备，容易使产品出现裂纹，成品率低，雕刻精确差，同时雕刻工艺复杂，需要人力重复操作，才能完成，雕刻过程控制过于繁杂。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种高强度冷陶砖雕的雕刻方法，解决了背景技术中的问题，对于冷陶砖雕中，通过连接臂内设置的传动机构，进一步提升雕刻工艺的精确度，减少由于雕刻原因产生的裂纹，雕刻成品率高；增加自动化程度，简化雕刻过程，节约劳动力。

本发明提供如下技术方案：

一种高强度冷陶砖雕的雕刻装置的雕刻方法，所述雕刻方法包括以下步骤：

s1：将要雕刻冷陶砖雕模板通过夹块固定在转台上，伸缩杆向下伸长带动移动板下移，进一步带动螺纹杆和连接臂下移，使刻刀头与雕刻模板接触。

s2：打开第三电机和第四电机，第三电机通过联轴器和第一带轮传动和第三带轮传动、第一斜齿轮传动，将第三电机的旋转运动转化为转动块在平面内的俯仰运动，使雕刻动作更加灵活、精确。

s3：在进行雕刻时，通过第二电机驱动螺纹杆转动，使移动块在螺纹杆上运动，进行左右调节，通过连接臂内的传动机构实现旋转雕刻和控制刻刀头的俯仰动作和前后调节。

优选的，在所述步骤s1中，所述冷陶砖采用的冷陶组方包括以下原料及其重量组份：硫铝酸盐水100-110份；陶粒70-90；聚酯纤维0.5-08份；氧化铁颜料3.8-6.5份；水6-9份；高效减水0.15-0.5份；渗透型防水剂3-5份。

优选的，在所述步骤s2中，所述第四电机通过设置的减速器带动旋转，通过第二斜齿轮传动和第三斜齿轮传动、第二带轮传动将第四电机的旋转转化为刻刀头的旋转运动，便于进行雕刻。

优选的，在所述步骤s3中，通过第一电机通过涡轮蜗杆系统带动转台转动，作进一步调节，提高雕刻精度和雕刻效率。

优选的，所述冷陶砖为圆形、方形、长方形或则其他异形形状。

优选的，所述冷陶组方中的陶粒的粒径d1为1.2-2.5mm；所述聚酯纤维的直径d2为0.45-0.78mm，长度l为15-38mm；特别是，所述聚酯纤维的直径d2和长度l之间满足d2·l大于等于7.5小于等于21.2，以提高聚酯纤维在冷陶砖中的提高其强度的作用。

本发明还公开了一种高强度冷陶砖雕的雕刻装置，包括底座、立板、顶板；所述底座的内部中心位置设有承载柱，所述承载柱上方连接有涡轮，所述涡轮与承载柱转动连接；所述底座的一侧设有第一电机，所述第一电机的输出轴贯穿底座连接有蜗杆，所述蜗杆与涡轮匹配转动连接；所述蜗杆的另一端通过设的轴承与底座转动连接；所述涡轮上方连接有转台，所述转台顶上方设有对中夹持机构，所述夹持机构包括固定块，固定块底部与转台连接，所述固定块的一侧连接有第一弹簧，所述第一弹簧的另一端连接有夹块；所述底座的两侧对称连接有立板，所述立板的顶部通过顶板连接；所述顶板上设有升降机构和雕刻机构。

优选的，所述升降机构包括伸缩杆，所述伸缩杆一端与顶板连接，伸缩杆的另一端连接有升降版；所述立板的内侧对称设有减震盒；所述升降版的两端均与减震盒匹配滑动连接；所述减震盒的底部连接有第二弹簧，第二弹簧的另一端与升降板连接；所述升降板的下方对称连接有第一连板和第二连扳，所述第二连板开设有通孔，通孔内贯穿设有螺纹杆，所述螺纹杆通过设的轴承与第二连扳转动连接；所述螺纹杆的一端连接有第二电机，螺纹杆的另一端连接轴承，轴承与第一连扳转动连接；所述螺纹杆上设有雕刻机构。

优选的，所述雕刻机构包括移动块，所述移动块呈“u”型结构，移动块开设有内螺孔，通过内螺孔与螺纹匹配转动连接，所述移动块下方连接连接臂，所述连接臂内部设有传动机构；所述连接臂下方转动连接转动块，所述转动块上设有刻刀头。

优选的，所述内螺孔和螺纹之间设置有润滑剂，所述润滑剂为润滑脂，所述润滑脂中添加有石墨粉，所述石墨粉的添加量为m1/m2为(0.3-0.5)∶(45-68)，所述m1为石墨粉的质量，m2为润滑脂的总质量，以更好地起到润滑和防锈的作用，并保证运动精度。

优选的，所述内螺孔和螺纹之间的配合间隙δ为0.05-0.15mm，所述石墨粉的比表面积s为230-550m²/g；特别是，所述石墨粉的添加量m1/m2、石墨粉的比表面积s、配合间隙δ之间满足以下关系：

δ/(m1/m2)＝β·s^1/3；

其中，β为平衡系数，取值范围为0.85-7.9。

优选的，所述传动机构包括第三电机和第四电机，第三电机和第四电机均与连接臂连接；所述第四电机驱动连接有内轴，所述第三电机驱动第一带轮传动，第一带轮传动另一端驱动连接外轴。

优选的，所述内轴另一端驱动连接有第二斜齿轮传动，第二斜齿轮传动驱动连接有第二带轮传动，第二带轮传动的另一端驱动连接第三斜齿轮传动，第三斜齿轮传动连接刻刀头，且驱动刻刀头进行旋转。

优选的，所述外轴另一端驱动连接有第一斜齿轮传动，第一斜齿轮传动另一端驱动连接有第三带轮传动，第三带轮传动另一端连接有转动块，第三带轮传动驱动转动块进行平面内转动。

优选的，第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均使用伺服电机控制，控制更加精确，增加雕刻的精度。

优选的，所述伸缩杆采用液压伸缩杆。

优选的，为了更好地实施砖雕工艺，本方案还提供了用于一种高强度冷陶砖雕的雕刻装置的冷陶组方，冷陶组方包括以下原料及其重量组份：硫铝酸盐水100-110份；陶粒70-90；聚酯纤维0.5-08份；氧化铁颜料3.8-6.5份；水6-9份；高效减水0.15-0.5份；渗透型防水剂3-5份。

所述高效减水是高效减水剂；渗透型防水剂是防止大量的水渗入，影响成品正常使用质量。

优选的，所述陶粒的形状为不规则形状；采用不规则形状的陶粒提高产品的粘接力和密实度，同时提高了产品的硬度，更加便于进行雕刻。

优选的，为了进一步提升雕刻的精度和控制本装置在使用中连接臂的重力载荷平衡，延长使用寿命，则刻刀头的转速n满足大于等于1000rpm，小于等于25000rpm。

为了达到本装置良好的工况，所述转动块前后俯仰运动与竖直垂线的角度为θ；伸缩杆下降的高度为l；移动块在螺纹杆上的移动距离为s；则n满足以下关系式：

n＝λ·sinθ(ls/p)·10⁴；

上式中λ为转速关系因子，取值范围为1.365-12.562；θ取值范围为0-90°；l、s单位为cm；p为螺纹杆螺距，单位mm。

优选的，一种高强度冷陶砖雕的雕刻装置的雕刻方法，包括以下步骤：

s1：将要雕刻冷陶砖雕模板通过夹块固定在转台上，伸缩杆向下伸长带动移动板下移，进一步带动螺纹杆和连接臂下移，使刻刀头与雕刻模板接触；

s2：打开第三电机和第四电机，第三电机通过联轴器和第一带轮传动和第三带轮传动、第一斜齿轮传动，将第三电机的旋转运动转化为转动块在平面内的俯仰运动，使雕刻动作更加灵活、精确；第四电机通过设置的减速器带动旋转，通过第二斜齿轮传动和第三斜齿轮传动、第二带轮传动将第四电机的旋转转化为刻刀头的旋转运动，便于进行雕刻；

s3：在进行雕刻时，通过第二电机驱动螺纹杆转动，使移动块在螺纹杆上运动，进行左右调节，通过连接臂内的传动机构实现旋转雕刻和控制刻刀头的俯仰动作和前后调节；同时通过第一电机通过涡轮蜗杆系统带动转台转动，作进一步调节，提高雕刻精度和雕刻效率。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻方法，通过设置第三电机通过联轴器和第一带轮传动和第三带轮传动、第一斜齿轮传动，将第三电机的旋转运动转化为转动块在平面内的俯仰运动，使雕刻动作更加灵活、精确；第四电机通过设置的减速器带动旋转，通过第二斜齿轮传动和第三斜齿轮传动、第二带轮传动将第四电机的旋转转化为刻刀头的旋转运动，提升雕刻精确度。

(2)本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻方法，对于冷陶砖雕中，通过设置的升降机构和转台，增加灵活性，减少由于雕刻原因产生的裂纹，雕刻成品率高；增加自动化程度，简化雕刻过程，节约劳动力。

(3)本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻方法，通过限制θ；伸缩杆下降的高度为l；移动块在螺纹杆上的移动距离为s与n之间的关系，保持良好的工况，进一步提升雕刻的精度和控制本装置在使用中连接臂的重力载荷平衡，延长使用寿命。

(4)本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻方法，为了更好地实施砖雕工艺，在采用不规则形状的陶粒用于冷陶砖雕，提高产品的粘接力和密实度，同时提高了产品的硬度，更加便于进行雕刻。

(5)本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻方法，通过设置所述冷陶组方中的陶粒的粒径d1所述聚酯纤维的直径d2、长度l等的范围，以及所述聚酯纤维的直径d2和长度l之间满足的关系，以提高聚酯纤维在冷陶砖中的提高其强度的作用。

(6)本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻方法，通过设置所述石墨粉的添加量m1/m2、石墨粉的比表面积s、配合间隙δ之间满足的关系，从而进一步提高运动精度，进而更好地进行雕刻。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻方法流程图。

图2是本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻装置结构示意图。

图3是本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻装置侧视图。

图4是本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻装置俯视图。

图5是本发明的高强度冷陶砖雕的雕刻装置连接臂传动机构示意图。

图中：1、底座；2、立板；3、顶板；4、承载柱；5、涡轮；6、第一电机；7、蜗杆；8、转台；9、固定块；10、第一弹簧；11、夹块；12、伸缩杆；13、升降版；14、减震盒；15、第二弹簧；16、第一连扳；17、第二电机；18、第二连扳；19、螺纹杆；20、移动块；21、连接臂；22、转动块；23、刻刀头；211、第三电机；212、第四电机；213、第一带轮传动；214、外轴；215、内轴；216、第一斜齿轮传动；217、第二斜齿轮传动；218、第二带轮传动；219、第三带轮传动；2110、第三斜齿轮传动。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所述，一种用于高强度冷陶砖雕的雕刻装置的雕刻方法，包括以下步骤：

s1：将要雕刻冷陶砖雕模板通过夹块11固定在转台8上，伸缩杆12向下伸长带动移动板下移，进一步带动螺纹杆19和连接臂21下移，使刻刀头23与雕刻模板接触；

s2：打开第三电机211和第四电机212，第三电机211通过联轴器和第一带轮传动213和第三带轮传动219、第一斜齿轮传动216，将第三电机211的旋转运动转化为转动块22在平面内的俯仰运动，使雕刻动作更加灵活、精确；第四电机212通过设置的减速器带动旋转，通过第二斜齿轮传动217和第三斜齿轮传动2110、第二带轮传动218将第四电机212的旋转转化为刻刀头23的旋转运动，便于进行雕刻；

s3：在进行雕刻时，通过第二电机驱动螺纹杆19转动，使移动块20在螺纹杆19上运动，进行左右调节，通过连接臂21内的传动机构实现旋转雕刻和控制刻刀头23的俯仰动作和前后调节；同时通过第一电机6通过涡轮5蜗杆7系统带动转台8转动，作进一步调节，提高雕刻精度和雕刻效率。

请参阅图2-4，本发明还公开了一种高强度冷陶砖雕的雕刻装置，包括底座1、立板2、顶板3；所述底座1的内部中心位置设有承载柱4，所述承载柱4上方连接有涡轮5，所述涡轮5与承载柱4转动连接；所述底座1的一侧设有第一电机6，所述第一电机6的输出轴贯穿底座1连接有蜗杆7，所述蜗杆7与涡轮5匹配转动连接；所述蜗杆7的另一端通过设的轴承与底座1转动连接；所述涡轮5上方连接有转台8，所述转台8顶上方设有对中夹持机构，所述夹持机构包括固定块9，固定块9底部与转台8连接，所述固定块9的一侧连接有第一弹簧10，所述第一弹簧10的另一端连接有夹块11；所述底座1的两侧对称连接有立板2，所述立板2的顶部通过顶板3连接；所述顶板3上设有升降机构和雕刻机构。

所述升降机构包括伸缩杆12，所述伸缩杆12一端与顶板3连接，伸缩杆12的另一端连接有升降版；所述立板2的内侧对称设有减震盒14；所述升降版的两端均与减震盒14匹配滑动连接；所述减震盒14的底部连接有第二弹簧17，第二弹簧17的另一端与升降板13连接；所述升降板13的下方对称连接有第一连板和第二连扳18，所述第二连板开设有通孔，通孔内贯穿设有螺纹杆19，所述螺纹杆19通过设的轴承与第二连扳18转动连接；所述螺纹杆19的一端连接有第二电机，螺纹杆19的另一端连接轴承，轴承与第一连扳转动连接；所述螺纹杆19上设有雕刻机构。

所述雕刻机构包括移动块20，所述移动块20呈“u”型结构，移动块20开设有内螺孔，通过内螺孔与螺纹匹配转动连接，所述移动块20下方连接连接臂21，所述连接臂21内部设有传动机构；所述连接臂21下方转动连接转动块22，所述转动块22上设有刻刀头23。

所述内螺孔和螺纹之间设置有润滑剂，所述润滑剂为润滑脂，所述润滑脂中添加有石墨粉，所述石墨粉的添加量为m1/m2为(0.3-0.5)∶(45-68)，所述m1为石墨粉的质量，m2为润滑脂的总质量，以更好地起到润滑和防锈的作用，并保证运动精度。

所述内螺孔和螺纹之间的配合间隙δ为0.05-0.15mm，所述石墨粉的比表面积s为230-550m²/g；特别是，所述石墨粉的添加量m1/m2、石墨粉的比表面积s、配合间隙δ之间满足以下关系：

δ/(m1/m2)＝β·s^1/3；

其中，β为平衡系数，取值范围为0.85-7.9。

实施例二：

如图5所示，与实施例一的不同之处在于，所述传动机构包括第三电机211和第四电机212，第三电机211和第四电机212均与连接臂21连接；所述第四电机212驱动连接有内轴215，所述第三电机211驱动第一带轮传动213，第一带轮传动213另一端驱动连接外轴214。

所述内轴215另一端驱动连接有第二斜齿轮传动217，第二斜齿轮传动217驱动连接有第二带轮传动218，第二带轮传动218的另一端驱动连接第三斜齿轮传动2110，第三斜齿轮传动2110连接刻刀头23，且驱动刻刀头23进行旋转。

所述外轴214另一端驱动连接有第一斜齿轮传动216，第一斜齿轮传动216另一端驱动连接有第三带轮传动219，第三带轮传动219另一端连接有转动块22，第三带轮传动219驱动转动块22进行平面内转动。

第一电机6、第二电机、第三电机211、第四电机212均使用伺服电机控制，控制更加精确，增加雕刻的精度；所述伸缩杆12采用液压伸缩杆12。

实施例三：

在实施例一、二的基础上，为了更好地实施砖雕工艺，本方案还提供了用于一种高强度冷陶砖雕的雕刻装置的冷陶组方，冷陶组方包括以下原料及其重量组份：硫铝酸盐水100-110份；陶粒70-90；聚酯纤维0.5-08份；氧化铁颜料3.8-6.5份；水6-9份；高效减水0.15-0.5份；渗透型防水剂3-5份。

所述高效减水是高效减水剂；渗透型防水剂是防止大量的水渗入，影响成品正常使用质量。

所述陶粒的形状为不规则形状，采用不规则形状的陶粒提高产品的粘接力和密实度，同时提高了产品的硬度，更加便于进行雕刻。

所述冷陶砖为圆形、方形、长方形或则其他异形形状。

所述冷陶组方中的陶粒的粒径d1为1.2-2.5mm；所述聚酯纤维的直径d2为0.45-0.78mm，长度l为15-38mm；特别是，所述聚酯纤维的直径d2和长度l之间满足d2·l大于等于7.5小于等于21.2，以提高聚酯纤维在冷陶砖中的提高其强度的作用。

实施例四

在实施例一、二、三的基础上，为了进一步提升雕刻的精度和控制本装置在使用中连接臂21的重力载荷平衡，延长使用寿命，则刻刀头23的转速n满足大于等于1000rpm，小于等于25000rpm。

为了达到本装置良好的工况，所述转动块22前后俯仰运动与竖直垂线的角度为θ；伸缩杆12下降的高度为l；移动块20在螺纹杆19上的移动距离为s；则n满足以下关系式：

n＝λ·sinθ(ls/p)·10⁴；

上式中λ为转速关系因子，取值范围为1.365-12.562；θ取值范围为0-90°；l、s单位为cm；p为螺纹杆19螺距，单位mm。

通过上述技术方案得到的装置是一种高强度冷陶砖雕的雕刻装置的雕刻方法，通过设置第三电机211通过联轴器和第一带轮传动213和第三带轮传动219、第一斜齿轮传动216，将第三电机211的旋转运动转化为转动块22在平面内的俯仰运动，使雕刻动作更加灵活、精确；第四电机212通过设置的减速器带动旋转，通过第二斜齿轮传动217和第三斜齿轮传动2110、第二带轮传动218将第四电机212的旋转转化为刻刀头23的旋转运动，提升雕刻精确度；对于冷陶砖雕中，通过设置的升降机构和转台8，增加灵活性，减少由于雕刻原因产生的裂纹，雕刻成品率高；增加自动化程度，简化雕刻过程，节约劳动力；通过限制θ；伸缩杆12下降的高度为l；移动块20在螺纹杆19上的移动距离为s与n之间的关系，保持良好的工况，进一步提升雕刻的精度和控制本装置在使用中连接臂21的重力载荷平衡，延长使用寿命；为了更好地实施砖雕工艺，在采用不规则形状的陶粒用于冷陶砖雕，提高产品的粘接力和密实度，同时提高了产品的硬度，更加便于进行雕刻。

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