花岗石大板凭借稳定的物理化学特性被广泛应用于建筑装饰、精密仪器制造及工艺制品生产等领域,近年来花岗石大板需求缺口持续扩大,其需求量的增加对框架锯的锯解性能提出了更严格的要求。金刚石框架锯存在整机尺寸大、锯条易跑偏等问题,导致板材加工质量不稳定,造成了一定的资源浪费。本文基于正交试验及有限元仿真分析完成了花岗石大板新型锯解设备设计,实现了锯机轻量化设计,提高了锯解稳定性。基于功能分析理论系统分析了设备结构特点、功能需求,合理确定了相关技术指标,应用模块化设计技术规划了锯机功能模块及其结构关系。通过对比不同框架锯之间存在的优缺点,设计了新型金刚石框架锯的整体方案,并确定了关键部件的设计参数,为锯齿锯解特性研究奠定了基础。通过分析新型框架锯锯解加工过程,建立了锯框运动学模型,探究了锯解参数对锯齿运动轨迹的影响规律,从运动学角度出发,对锯厚、锯解力在锯解行程极限位置发生突变的原因展开研究。以有限元仿真为基础,分析了新型导向支撑结构在实际工况下的变形与锯厚、锯解力变化规律之间的关系,验证了结构设计的合理性。基于锯条张紧力的传递路线,对影响锯框结构综合性能的因素进行了分析,通过设计正交试验,就端框厚度、端框宽度、边框厚度、边框截面形状四个试验因子进行了多目标结构优化设计,采用直观分析法分析试验数据,得到了锯框结构的最优设计方案。优化后的锯框系统力学性能提升16.7%,质量目标下降21.9%,最大变形量下降19.1%。通过正交试验设计与有限元仿真相结合的方法,缩短了研发周期,对多目标多因子下花岗石锯解设备的结构优化具有一定的参考价值。基于ANSYS进行锯框模态分析及谐响应分析,得到优化后锯框的固有频率及端框敏感性。应优化金刚石锯齿间距,避免外界激振力频率在77～149.6Hz之间,防止锯框系统产生共振。通过设计模态实验,将实验得到的端框前六阶固有频率与有限元仿真结果进行对比分析,最终验证了有限元建模的正确性及谐响应分析的可靠性。本课题通过设计新型导向支撑结构缩减了整机尺寸,降低了锯机质量,解决了传统设备结构冗余问题,提高了锯解稳定性,为花岗石大板锯解加工设备结构优化设计提供了新思路。