Способ обработки камня

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАМНЯ, .включающий закрепление заготовки, распиливание ее рабочим инструментом с одновременной подачей охлаждающей жидкости в зону распиливания, отличающийся тем,- что, с целью повьшения производительности и снижения энергоемкости, в процессе распиливания на материал воздействуют рабочим инструментом с удельным давлением 3-20 МПа с одновременной подачей охлаждающей жидкости в зону распиливания с расходом 2,5-10 л/мин до образования охрупченного слоя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(511 В 28 D 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,075

u,Om

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3555947/29-33 (22) 24.12.82 (46) 30.12.84. Бюл. Р 48 (72). B.Â.Бурмистров, К.С.Варданян, А.А.Потылицын, А.В.Байков, Л .Н.Феник и M. .Áóðìèñòðîâà (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 679.805(088.8) (56) 1. Берлин 1О.А, и др. Обработка строительного декоративного камня.

Л., 1979, с. 134-135 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАМНЯ, включающий закрепление заготовки, распиливание ее рабочим инструментом с одновременной подачей охлаждающей жидкости в зону распиливания, отличающийся тем,.что, с целью повышения производительности и снижения энергоемкости, в процессе распиливания на материал воздействуют рабочим инструментом с удельным давлением 3-20 MIa с одновременной подачей охлаждающей жидкости в зону распиливания с расходом 2,5-10 л/мин до образования охрупченного слоя.

Таблица 1

Характер алмазнокруга

О, 0019

0,0051

0,0078

АПП 300 32 2, А250/200,50Х

0,0037

74,7

0,0079 0 016

0 0141 0 013

90,8

0,00б4

М1

/ 1 11316

Изобретение относится к камнзобрабатывающей промышленности и может применяться для обработки с использованием алмазно-абразивного инструмента. 5

Известен способ обработки камня., включающий закрепление заготовки, распиливание ее рабочим инструментом с одновременной подачей охлаждающей жидкости в зону распиливания f1(1О Недостатками известного способа являются низкая производительность и повышенная энергоемкость процесса вследствие низкого использования энергии в процессе резания. 15

Цель изобретения — повышение производительности и снижение энергоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки 20 камня, включающему закрепление заготовки, распиливание ее рабочим инструментом с одновременной подачей охлаждающей жидкости в зону распиливания, в процессе распиливания 25 на материал воздействуют рабочим ин струментом с удельным давлением

3-20 мПа с одновременной подачей охлаждающей жидкости в зону распиливания с расходом 2,5-10 л/мин щ до образования охрупченного слоя.

Инструмент должен быть изготовлен из адгезионно-неактивного материала с максимальным коэффициентом трения в паре инструмент — ка- 35 мень и температурой плавления, большей, чем у обрабатываемого материала.

Эффективность термомеханического способа обработки камня достигается за счет создания охрупчиваемого слоя

Разрушение и вынос иэ зоны резания охрупченного материала требует меньших затрат энергии, чем при разрушении материала обычным алмаэноабразивным шлифованием, кроме того, 45 резко повышается скорость подачи инструмента.

Наиболее благоприятными для протекания процесса распавления материала являются давления 3-20 NIIa.

На чертеже изображен график влияния давления инструмента на обрабатываемую поверхность.

С увеличением давления от 0 до

0,7 МПа идет процесс алмазно-абразивного шлифования. Подвода энергии от внешнего источника через работу трения инструмента по обрабатываемой поверхности не достаточно для плавления материала в зоне давлений 00,7 МПа. Однако при давлениях вблизи

0,7 МПа происходит размягчение материала. В то же время наблюдается рост удельной мощности. При росте давления выше 0,7 МПа возникает расплавленный слой, который мгновенно охрупчивается под действием охлаждающей жидкости. Удельная мощность падает, а при давлениях 320 KIa достигает минимальной величины и стабилизируется. Ограничения. на верхнюю границу давлений наклады-, вают прочность инструмента, прочность обрабатываемой поверхности.

Таким образом, обработка материала при удельных давлениях инструмента на деталь, лежащих за пределами границы 3-20 МПа, ведет к значительному повышению энергоемкости процесса.

Охрупченный слой возникает в результате попадания охлаждающей жидкости на расплавленный инструментом материал.

В табл. 1 приведена величина удельных мощностей /, в зависимости от скорости вращения круга и удельных давлений инструмента иа обрабатываемую поверхность при постоянном количестве воды.

0,0122 0,024 0,0069

ll3l664

Продолжение табл.l

0,0048 0,0046 0,0036 0,0049 0,0049 .

АПП 300х32х2,5

А 250/200,50Х

0,0044 0,0062

0,005 0,0056 0,0025 0,0033 0,0039

2,4 68,3 1,0

0,0029

0,0036 40

0 055

1,2 56,4

1,01

0 6 165

Табли

АПП 300к32к2,5

A250/200 50Х

4,5

0,0040

0,0038

0,0053

0,0036

5,4

8,9

10,7

В табл. 2 приведена зависимость подачи эффективной мощности и удельной мощности при обработке камня от расхода охлаждающей жидкости.

Расход охлаждающей жидкости, в качестве которой применяется вода, 2п .находится в пределах 2,5-10 л/мин.

Величина расхода охлаждающей жидкос.— ти зависит от обрабатываемого материала, режимов обработки; размеров обрабатываемой поверхности. С умень- 25 шением расхода охлаждающей жидкости ниже 2,5 л/мин происходит уменьшение толщины охрупчиваемого слоя, вследствие чего снижается производительность и увеличивается энергоемкость процес- ЗО са обработки (табл.2). .Таблица 2

0,0022 0,0025 0,0042

Верхняя граница расхода охлаждающей жидкости 10 л/мин выбирается с точки зрения экономичности ее расходования и соблюдения оптимальных условий протекания процесса обработки.

Немаловажным условием для нормаль. ного протекания процесса обработки является правильный выбор инструмента. В условиях взаимодействия при

Ь

1400-1600 С необходимо исключить появление в контакте схватываний и нанесения материала инструмента на камень. Это приводит к отсутствию адгезионного износа инструмента.

Максимальное значение коэффициента трения в паре инструмент — камень обеспечивает достижение расплавленного состояния камня при удельных давлениях в зоне контакта 3-30 МПа.

Превышение температуры плавления инструмента над температурой плавления камня позволяет сохранить состояние инструмента неизменным.

В табл. 3 приведены величины удельных мощностей в зависимости от скорости вращения круга, удельного давления и расхода охлаждающей жидкости.

1131664

Продолжение табл.3 2

5,4

2,4

7,1

8,9

10,7

5,4

4,5

74,7

7,1

8,9

10,7

2,4

5,4

7,1

10,7

5,4

4,5

7,1

90,8

8,9

10,7

0,0025 .

5,4

2,4

0,0033

0,0036

7,1

8,9

0,0039

10,7 удельного давления круга на обрабатываемую поверхность 10,7 МПа.

Для описанных условий удельная мощность Йу, которая характеризует производительность и энергоемкость процесса составляет

0,0023 кВт/мм /с, что в 2 раза меньше, чем при известных способах обработки.

Ожидаемый экономический эффект составляет ориентировочно 1000 руб.

ЗВНЮШ Закан 9693/9 Тнрas 571 Поуюноное

Фющкл ШйП-Патону, r.ркуорол, ул.Проектннн, 4

Пример. Обработке подвергается гранит. В качестве инструмен- 45 та использовался алмазный круг прямоугольного профиля, работающий периферией, диаметром 300 мм, шириной

2,5 мм, зернистость круга 250/200, марка алмаза А, концентрация 50, 50 связка металлическая М1. Прорезались, канавки глубиной 2 мм. Скорость вращения алмазного круга 74,7 м/с.

Расход охлаждающей жидкости

4,5 л/мин. Величина создаваемого 55

0,0036

0,0049

0,0047

0,0049

0,0025

0,0035

0,0033, 0,0023

0,0022

0,0025

0,0028

0,0042

0,0023

0,0026

0 0033

0,0041