Скоростные характеристики обдирочного круга

Лекция 3 (2 семестр)

ОБДИРКА

Обдирка - это абразивный процесс, цель ко­торого - придание изделию из камня перво­начальной («грубой») формы. В камнеобработке этот термин предполагает исполь­зование шлифовальных абразивных кругов. Самые обычные круги изготовляются из карбида кремния и бывают различных раз­меров и форм. Отличаются они и по раз­мерам абразивного зерна - в зависимости от назначения круга. Применяются обдирочные круги с ал­мазными зернами, включенными в метал­лическую или пластмассовую основу.

Грубое зерно выбирают для изготовле­ния кругов, которые должны уда­лять лишний материал, тогда как тонкое зерно используется когда желательно мягкое и легкое абразивное действие.

При обработке камней в качестве абра­зивов используются толченый песок, гра­нат, наждак и другие твердые материалы. Среди недорогих и доступных абразивов до сих пор предпочтение отдается карбиду кремния - исключительно твердому веществу, которое образуется при сплавлении кок­са и песка в электрических печах.

РАЗМЕРЫ ЧАСТИЦ АБРАЗИВНОГО ПОРОШКА

Карбид кремния поступает в продажу под различными названиями - карборунд, кристолон и др. Как показано в гл. 3, о размере частиц можно судить по номеру зерна: чем больше номер, тем меньше размер частиц (т.е. зерно номер 100 будет крупным, а зерно Номер 1200-очень мелким). Заказы­вая порошки или круги, необходимо всегда указывать номер зерна.

ШЛИФОВАЛЬНЫЕ КРУГИ

Круги из карбида кремния, предназначен­ные для обработки камня, выпускают раз­личных размеров в соответствии с моде­лями существующего оборудования. Обыч­но размеры кругов колеблются в пределах 12-36 мм (толщина) и 150-250 мм (диа­метр). Диаметр посадочного отверстия составляет 12-25 мм, что обеспечивает воз­можность использования кругов в различ­ных моделях оборудования.

Таблица 2. Номера абразивных порошков

Номер порошка	Размер зерна	Назначение
дюйм	мкм
	0,016		Грубая обдирка на планшайбе, обдирка, галтовка
	0,0068		То же
	0,0026		Тонкая обдирка, обдирка на планшайбе
	0,0009		Очень тонкая обдирка, обдирка на планшайбе, галтовка
	0,00033		Очень тонкая обдирка на планшайбе
	—		Очень тонкая обдирка на планшайбе, доводочная шлифовка перед полировкой

При производстве шлифовальных кру­гов к абразивному порошку добавляют не­большое количество глины и воды и по­лученную смесь прессуют в формах. Когда изделие высохнет, его нагревают до температуры. плавления Глины которая прочно связывает зерна абразива. В остающееся между зернами пространство легко проникает вода и смачивает круг. Это это ведет к предотвращению пере­грева, или «пережога», материала в про­цессе обдирки. Если глины много, получаются твердые круги; при меньшем ее количестве зерна легко отделяются друг от друга, обеспечивая «мягкую» работу круга.

Твер­дые круги изнашиваются медленно, мяг­кие - быстро, причем скорости износа и шлифования пропорциональны прочности связи между зернами абразива. Твердые круги применяются, как правило, для об­дирки мягких материалов, например неко­торых металлов, а круги мягких видов - для более твердых материалов, в том числе ювелирных камней.

С точки зрения скорости шлифования и экономии - это применение кругов среднего, средне-твердого и средне-мягкого типов.

Грубую шлифовку чаще всего проводят средне-мягкими кру­гами с зерном номер 120-100. Когда требуется выровнять поверхность обрабатываемого изделия, не удаляя большого количества материала, наиболее пригоден средне-твердый круг с зерном номер 220. Если используется только один круг, номер его зерна должен быть не ниже 120; оптимальный

вариант - номер 180.

УСТАНОВКА И ИСПЫТАНИЕ КРУГОВ

ПОДАЧА ВОДЫ

Существует несколько способов подачи во­ды к обдирочным кругам. Лучший из них - капание или разбрызгивание воды по по­верхности круга. Разбрызгивание, смачива­ющее всю режущую поверхность, предпо­чтительнее, чем капание, Другой способ заключается в использо­вании губки, лежащей в воде под кругом. Этот способ хорош в том случае, если скорость вращения круга не слишком высока.

При обдирке смачивание круга водой имеет первостепенное значение. Если круг при обдирке становится белесым, это сви­детельствует о скоплении на его поверхности

пыли, что приводит не только к сни­жению скорости обдирки, но и к перегреву камня, который может даже растрескаться. Во избежание этого следует увеличить по­дачу воды.

СКОРОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБДИРОЧНОГО КРУГА

Круги из карбида кремния работают наи­более эффективно при окружных скоростях 22-33 м/с. Окружные скорости зависят от диаметра круга: для достижения равной окружной скорости круг меньшего диамет­ра должен вращаться быстрее круга боль­шего диаметра.

При умень­шении диаметра круга частоту вращения* следует увеличивать, чтобы окружная ско­рость оставалась постоянной. Это важный момент, поскольку диаметр обдирочных кругов по мере износа становится меньше, и только увеличением частоты вращения можно поддерживать, если необходимо, желаемую окружную скорость. Выбирая окружную скорость, при уста­новке любого обдирочного круга следует помнить, что для круга каждого размера существует определенная частота враще­ния, превышение которой может привести к его разрушению. Максимально допустимая частота вращения указана на каждом круге, и превышать ее нельзя. Рекомендуется применять для средних или средне-твердых кругов высокие окружные скорости, считая такой вариант наиболее эффективным.

Первое правило при работе на обдирочном круге - это обдирка камня в направлении вращения круга, а не против него.

Другим важным требованием при об­дирке является хорошая опора для обра­батываемого изделия. В механических це­хах с широким применением обдирочных кругов непосредственно перед кругами раз­мещают небольшие площадки, на которые опирают обрабатываемую деталь, предот­вращая тем самым ее вибрацию.

АЛМАЗНЫЕ ОБДИРОЧНЫЕ КРУГИ

Алмаз значительно тверже карбида кремния, поэтому он сошлифовывает ма­териал быстрее и с меньшим выделением тепла. Он более пригоден для обработки очень твердых камней, таких, как хризо­берилл и корунд, которые быстро изнаши­вают круг из карбида кремния. Алмазные круги не создают такой грязи, как круги из карбида кремния, требуется небольшое количество воды.

Существует несколько типов связок, ис­пользуемых для закрепления алмазных час­тиц на абразивных инструментах, приме­няемых для обработки камня. Для кругов, предназначенных для напряженной работы, чаще других применяется гальванический способ,

рекомендуется использовать два типа алмазных кругов: грубозернистый с номе­ром 100 или 180 и мелкозернистый с номе­ром 600 (для тонкой обдирки). Если пла­нируется обдирка крупных изделий из вяз­ких минералов, можно посоветовать при­менять круги с более крупным зерном. Алмазные круги имеют диаметр 100-200 мм и способны вращаться с частотой 1000-3000 об/мин. Те, кто уже имеет обдирочный станок с кругами из карбида кремния, могут приобрести алмазный круг только с грубым зерном. При этом пре­следуется такая цель: используя преиму­щество быстрой обдирки, которую дает алмазный круг, сэкономить время на пер­воначальной формовке изделия обычным кругом. Выполнив эту операцию, можно применять круг из карбида кремния с более мелким зерном.

Для того чтобы увеличить абразивное действие алмазных кругов, некоторые из­готовители придают им текстурированную поверхность (рис. 40). Текстура может быть в виде гребешков, ряби или углуб­лений. Все они работают по принципу: чем грубее поверхность, тем больше вероят­ность стабильной работы круга в течение более продолжительного периода времени.

ДОВОДКА

Процесс доводки несложен: для этого нужно тереть камень о плоскую плиту с насыпанным на нее абразивным материа­лом. К нему прибегают всегда, когда тре­буется получить ровную поверхность на плоском срезе камня или на тонких плоских пластинках, например, из агата или ока­менелого дерева, на которых можно на­блюдать в проходящем свете прекрасные цвета или целые рисунки. Этот же процесс используется и при изготовлении упоров для книг, столешниц, мозаик и т. п., где нужны плоские поверхности. Как и обдир­ку, доводку обычно начинают с крупного зерна, чтобы как можно быстрее выровнять поверхности, а затем пускают в ход мелкий абразив, который подготавливает поверх­ность к последующему полированию.

Принцип обработки плоской поверхнос­ти свободным абразивом показан на рис. 41. При движении камня и планшайбы в противоположных направлениях зерна абразива вращаются между поверхностя­ми. Металл планшайбы сравнительно мя­гок и под зернами слегка вдавливается. Камень же вдавливаться не может и поэ­тому скалывается, как показано на рисунке. Многократное повторение этого процесса многочисленными зернами абразива при­водит к тому, что вся поверхность камня рано или поздно покрывается мелкими ям­ками. Если ее сполоснуть водой, она будет выглядеть матовой. Когда поверхность об­работана правильно, эта матовость одно­родна; если же обработка не завершена, на поверхности камня наблюдаются царапины или участки, отличающиеся от прочей поверхности по блеску. По мере использо­вания все более мелкого порошка мато­вость становится слабее и слабее, пока наконец не достигается как бы полупрозрачность. Обычно это является признаком того, что камень уже готов для полировки.

Станок имеет планшайбу диаметром 300 мм, которая бо­лее чем достаточна для большинства работ.

Планшайба может быть сделана почти из любого металла, но особенно для этой цели подходит чугун или мягкая сталь, которая даже более удобна для обработки в условиях домашней мастерской.

В течение нескольких веков для доводки небольших плоских поверхностей на дра­гоценных камнях применялись планшайбы из свинца, однако из-за их низкой твердости зерна абразива вдавливались в по­верхность и планшайбу нельзя было по­вторно использовать, кроме как с зерном такого же размера или с более крупным. Та же проблема возникает и при использо­вании деревянных планшайб, например из фанеры. Помимо порчи их водой в них вдавливаются зерна абразива, причем даже в большей степени, чем в свинец. Но, как показано ниже, они могут быть чрезвы­чайно полезны при огранке, если их ис­пользовать вместе с алмазными абразива­ми, введенными в масло.

ПОРОШКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ДОВОДКЕ

Для доводки на планшайбах чаще всего применяется порошок карбида кремния. При обработке больших поверхностей луч­ше применять порошок номер 50 или 60, чтобы ускорить первоначальное выравни­вание поверхности. Поверхности размером около 200 мм в поперечнике, довольно быстро выравниваются абразивом номер 100 или 120, но, поскольку большинству любителей редко приходится обрабатывать столь большие камни, для большей части своих работ они с успехом могут приме­нять абразив номер 220.

РАБОТА НА ДОВОДОЧНОМ СТАНКЕ

Цель доводки это выравнивание по­верхности и удаление следов, оставленных отрезным диском, углублений и других не­ровностей путем последовательного приме­нения все более мелких порошков до чех пор, пока поверхность не станет достаточ­но гладкой, чтобы принять полировку.

В процессе обработки необходимо пе­риодически отмывать камень, чтобы было видно, как идет выравнивание поверхности. Это важный момент, потому что любой, даже небольшой необработанный участок потребует длительной последующей довод­ки более мелким зерном. Один из лучших способов контроля плоских поверхностей заключается в следующем: обработанную поверхность камня держат под небольшим углом к глазу таким образом, чтобы свет от расположенного над камнем источника отражался и попадал в глаз. Любые как бы покрытые изморозью пятна свидетельству­ют о существовании недошлифованных участков, которые хорошо видны, посколь­ку текстура их поверхности отличается от текстуры поверхности остальной части камня. Доводку следует продолжать до тех пор, пока поверхность, на ваш взгляд, не станет однородной, после чего стоит еще поработать около 2, мин для большей уве­ренности, что все сделано правильно.

При использовании тонких по­рошков процесс доводки замедляется и тре­буется много времени, чтобы удалить по­лученные ранее дефекты.

Секрет сохранения плоской формы планшайбы очень прост: нужно равномерно использовать всю ее по­верхность. Это достигается непрерывным перемещением образца от центра планшай­бы к ее краю и обратно с переходом каж­дый раз немного за край.

Вблизи центра движение следует замед­лять, поскольку эта часть вращается с меньшей окружной скоростью и требуется более длительный период времени для ее абразивного износа. При соблюдении этого простого правила ваша планшайба будет оставаться плоской и продолжительность каждой последующей операции доводки не будет увеличиваться.

ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ ПО ДОВОДКЕ СВОБОДНЫМ АБРАЗИВОМ

Царапины чаще всего обусловлены не­достаточной промывкой камня. Некоторые образцы имеют поры и углубления, из ко­торых почти невозможно извлечь зерна абразива. Такие образцы рекомендуется предварительно обрабатывать парафином, который позднее может быть удален вы­мачиванием в бензине или горячей воде, причем бензин безопаснее, поскольку го­рячая вода может вызвать растрескивание материала.

Дру­гим отличным заполнителем пор является эпоксидная смола, которую заливают в трещины и поры и ждут, пока она за­твердеет. Будучи прозрачной, она практи­чески не меняет внешний вид или окраску камня и не требует последующего удаления даже для полирования.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: