石材加工产业是我国制造业的重要组成部分,我国已经成为石材制造销售产业大国,产值和产量均世界第一。复杂形状天然原石以其独特的外形、材质以及极具个性化的特点,受到越来越多人的青睐。复杂形状天然原石的数控加工正在形成一种新兴的石材产业。复杂形状天然原石由于其复杂性、无规律性、个体性的外形特点造成加工过程中存在装夹困难、装夹效率低、稳定性差等问题;以及因其高硬度、耐磨、易脆和材质不均匀的材质特点,造成数控加工效率低、刀具磨损快和加工成本高等一系列问题。为此,本文对复杂形状天然原石数控加工高效方法进行了研究,主要内容包括以下几个方面:(1)在国内外研究现状分析的基础上,分析了复杂形状天然原石特点及数控加工所面临的问题。首先对复杂形状天然原石的产生和分类进行了简介,然后分析了复杂形状天然原石的外形特点和材质特点;在此基础上,指出复杂形状天然原石在数控加工过程中所面临的的三大问题,即装夹问题、数控加工效率问题以及加工效益问题。(2)对复杂形状天然原石的高效装夹方法进行了研究。根据对复杂形状天然原石外形特点和装夹问题分析,针对复杂形状天然原石装夹效率低、定位困难、装夹稳定性差以及换件适应性差等问题,提出了一种复杂形状天然原石高效装夹方法;包括:提出了由2个静态支承面+3个万向动态支承器+2个万向动态压紧器所构成的“二三二”装夹方法并设计夹具结构,然后对夹具装夹过程进行分析,并对其主要结构进行受力分析,最后计算出夹具装夹时的夹紧力。(3)对复杂形状天然原石高效加工方法进行了研究。复杂形状天然原石数控加工中刀具是影响加工效率及加工效益的关键要素之一,因此首先分析了天然原石加工时刀具的选择要素,提出了复杂形状天然原石数控加工刀具选择方法;然后根据天然原石数控加工中影响切削力和刀具磨损的主要因素,提出了复杂形状天然原石数控加工过程中工艺参数和刀具路径选择方法;最后,提出了一种多工艺组合的复杂形状天然原石高效加工方法。(4)以沱江玉加工为例,将上述方法应用到实例加工中,验证了所提方法的可行性和实用性。上述方法已经在实际中得到应用,并为企业加工提供了技术支持,展示其良好的应用前景。