采用金刚石圆盘锯切系统生产石材板材具有成本低、效率高的特点,在石材加工行业得到了广泛的应用;随着建筑装饰业和机械制造业对大幅面石材制品需求量的增大,使得幅面宽度在900mm～1200mm的大幅面制品在石材加工中所占的比重越来越大;传统的金刚石圆盘锯切系统的切割幅面仅能达到锯片直径的1/3左右,且随着锯片直径的增大,锯片、设备及其使用成本都将呈指数倍数的大幅增加,加工大幅面制品无法体现圆盘锯锯切加工低成本的优势;针对此问题,经过大量的调研及深入的研究,提出了能够高效率、低成本的加工大幅面石材制品的新型金刚石圆盘锯切系统,切割幅面达到锯片直径的2/3左右。通过功能分析,应用模块化设计技术,结合创新设计的理念提出了新型组合结构金刚石圆锯片的基体设计方案,使新型组合结构金刚石圆锯片切割幅面可达到其直径的2/3左右;选用国内具有成熟技术的金刚石圆盘锯机,对其与锯片的连接部位及传动装置进行简易改装后用于安装新型组合结构金刚石圆锯片,实现新型金刚石盘锯切系统的总体结构设计;采用国际先进的动态测试仪器对已有的金刚石圆盘锯切系统进行动态实验测试,获取金刚石圆盘锯切系统各零部件的动态响应频率;以动态实验结果为依据,利用有限元分析软件对各关键零部件进行有限元模态分析,通过对比分析获取对新型金刚石圆盘锯切系统各关键零部件进行有限元分析的正确的方法和模型;依据正确的有限元分析方法和模型,对新型金刚石圆盘锯切系统的关键零部件进行有限元分析及结构优化设计,研究、分析并优化新型金刚石圆盘锯切系统的结构和性能,降低生产成本,最终实现结构合理、性能稳定、可靠性高的新型金刚石圆盘锯切系统。对新型组合结构圆锯片创新设计方法的研究以及结合动态实验结果及有限元理论分析进行结构优化设计的理论方法,对于各行业工具及加工设备的设计开发和研究具有较高的理论借鉴意义。新型金刚石圆盘锯切系统研究成功后,将很好的解决加工大幅面或超大幅面石板材制品的问题,不必再选用价格昂贵的砂锯、框架锯和超大直径锯片锯机;同时新型金刚石圆盘锯切系统,减小了锯机结构,显著降低了设备投资,使圆盘锯在切割宽幅面板材制品的应用中也能充分体现其低成本、高效率的优势,具有较高的经济效益和广阔的市场前景。本文得到山东省自然科学基金资助(项目编号:Y2003F11,Z2007F07)。