Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Технологическая последовательность обточки алмазов

Технологическая последовательность обточки алмазов

19.11.2017

Рабочее место обточника. Рабочим местом называется часть производственной площади цеха, закрепленная за данным рабочим и оснащенная оборудованием, приспособлениями, инструментами и материалами, необходимыми для выполнения определенного производственного задания. Правильная организация рабочего места обточника (рис. 148) сокращает затраты вспомогательного времени на подготовительные операции, повышает производительность труда и качество работы. Рассмотрим технологический процесс обточки по отдельным операциям.

Порядок обточки. Весь технологический процесс обработки поверхности рундиста алмаза (обточка) разделяется на несколько самостоятельных операций: просмотр алмазов перед обточкой; крепление кристалла алмаза; центрирование алмаза; крепление алмаза-резца; обработка поверхности рундиста (обточка и доводка); контроль параметров обточенного алмаза.
Просмотр алмазов перед обточкой. Прежде чем приступить к обработке алмаза, обточник должен внимательно просмотреть его и ознакомиться с его геометрической формой, дефектами и т. д.

При просмотре следует:

- определить характер и расположение дефектов в зоне обработки алмаза и на основе этого принять решение о полном или частичном их выведении;

- определить метод крепления алмаза (на прижиме или на клею) в зависимости от формы, размеров и дефектности (порочности).

Просмотру алмазного сырья (особенно крупных алмазов) должно быть уделено достаточное внимание. Эта операция часто недооценивается молодыми рабочими, что приводит к нарушению технологии обработки, перерасходу алмазного сырья и к расколам кристаллов.
Крепление обрабатываемого кристалла алмаза. Обрабатываемый кристалл алмаза закрепляют при обточке рундиста двумя методами:

- клеевым (рис. 149) — путем наклеивания специальным клеем;

- механическим (рис. 150)— путем зажима между двумя вращающимися шпинделями станка.

При клеевом методе крепления применяют специальные оправки с плоской посадочной площадкой (см. рис. 141, б; 142, б), размер которой подбирают в соответствии с размером и формой обрабатываемого алмаза. Наклеивают алмаз специальным клеем, состоящим из эпоксидной смолы марки Э-33, дициандиамида и молотого стекла.

Дициандиамид выполняет роль отвердителя, а молотое стекло является наполнителем. Эпоксидная смола прядает массе клеящие свойства. Применяется клей в виде брусков.

До наклеивания посадочную площадку оправки и поверхность алмаза в месте приклеивания очищают от грязи и обезжиривают растворителем. Перед наклеиванием оправку нагревают в электропечи или на электроплитке (примерно до 100° С) и, прикасаясь бруском клея к нагретой поверхности оправки, наносят «лей на посадочную площадку.

На слой клея помещают алмаз, который прижимают к поверхности оправки специальным зажимом или пинцетом. Клей затвердевает при температуре 180—200° С в течение 25—30 мин.

Оправку с приклеенным алмазом снимают с электроплитки и помещают в специальную ванночку с водой для охлаждения. После обработки алмаз отделяют от оправки, нагревая ее до температуры 300° С.

К преимуществам клеевого метода крепления относятся:

- более высокая точность обработки, так как в процессе обточки кристалл не смещается относительно оси оправки;

- возможность избежать раскалывания обрабатываемого кристалла алмаза при возникновении больших нагрузок, особенно в начале обточки, когда кристалл имеет острые выступающие вершины.

Недостатками клеевого метода являются:

- необходимость применения специального клея и введение операции наклеивания;

- более низкая производительность процесса по сравнению с механическим методом крепления.

При механическом методе крепления к обрабатываемому алмазу подбирают оправку с гнездом соответствующего размера для шипа.

Оправку закрепляют на шпинделе передней бабки станка и в гнездо оправки ровно, без перекоса, вставляют алмаз. Затем алмаз придерживают левой рукой, а задняя бабка подводится к передней и прижимом закрепляет алмаз в оправке. При этом величина прижимного усилия должна обеспечить достаточную степень крепления алмаза и сохранность его от раскалывания.

Применение для обточки алмазов станка с задней бабкой и механический метод их крепления позволяют повысить производительность труда в связи с сокращением времени на крепление алмаза и исключить операцию наклеивания из технологического цикла обточки.

Однако обточные станки с задней бабкой имеют и некоторые недостатки:

1) при механическом методе крепления к алмазам, подвергающимся обточке, предъявляются повышенные требования в отношении их качества: кристаллы не должны иметь трещин, сколотых вершин, крупных включений и т. д., так как применение больших осевых усилий при этом методе крепления может привести к раскалыванию алмаза;

2) жесткое крепление и большие усилия, прилагаемые к алмазу во время обработки, часто приводят к получению грубой поверхности рундиста и появлению пористости;

3) осуществление привода передней и задней бабок станка с помощью переменной передачи не всегда обеспечивает синхронное вращение шпинделей (в частности, на станках типа СОА), в результате чего при несоосности шпинделей передней и задней бабок обрабатываемый алмаз может сместиться;

4) обработка крупных алмазов под круглую форму и алмазов под фантазийные формы бриллиантов при механическом методе крепления не всегда позволяет получить правильную форму заготовки и высокое качество поверхности рундиста.

Поэтому, как правило, с механическим креплением обрабатывают заготовки массой до 1,00 кар, не имеющие дефектов, которые могут привести к раскалыванию алмаза под действием осевых усилий при его креплении.

Клеевым способом крепления обрабатывают обычно алмазы, масса которых более 1 кар, и которые имеют трещины, сколы, вы-колы, включения и другие дефекты. Сюда относятся алмазы для получения заготовок под бриллианты фантазийных форм, а также алмазы с отрицательными или со сколотыми вершинами.
Центрирование обрабатываемого алмаза при обточке. Под центрированием кристалла алмаза понимается совмещение оси вращения заготовки максимального диаметра, которая может быть получена из данного кристалла, с осью вращения шпинделя 1 станка (рис. 151). Основной задачей данной операции является установка закрепленного алмаза 4 таким образом, чтобы в процессе обточки получить наибольшие параметры заготовок 3 и вывести дефекты с минимальными потерями сырья.

Центрирование осуществляется при помощи «плавающего патрона» 2 (рис. 151). Следует отметить, что добиться точного совмещения осей вращения полуфабриката и шпинделя 1 станка с первого раза очень трудно, поэтому в процессе обточки проводится дополнительное центрирование. Для этого к поверхности пояска вращающейся заготовки подносят острие карандаша. Характер оставленной карандашом черты позволяет судить о том, в каких местах резец касается поверхности заготовки. Если обработка с той или иной стороны нежелательна, поворотом маховика переводят эту сторону в верхнее положение и легким ударом молотка по плавающей планшайбе смещают ее относительно центра вращения в противоположную сторону. Дополнительное центрирование в процессе обточки может проводиться несколько раз. Центрирование является весьма ответственной операцией и требует от обточника большого опыта и мастерства. От тщательности и точности ее выполнения во многом зависит конечный результат работы обточника.

Крепление обрабатывающего алмаза-резца. В настоящее время на большинстве станков обточку выполняют вручную алмазом-резцом, закрепленным на конце деревянной державки в специальном резцедержателе. В качестве резцов обычно применяют полуфабрикаты алмаза после распиливания, алмазный борт, карбонадо.
Распиленные полуфабрикаты, использованные в качестве резцов, могут быть обработаны на обточном станке другим резцом. Вследствие этого у распиленного алмаза стачивают только острые вершины, причем предельно допустимая величина износа вершин будет зависеть от величины имеющегося припуска, который определяется формой вписанного в кристалл будущего бриллианта. По мере износа одной вершины изменяют положение кристалла и вводят в контакт с вращающейся заготовкой новую вершину.

Применение алмазов сорта «борт» в качестве резцов связано прежде всего с его высокой износостойкостью и низкой стоимостью. Преимущества обточки бортом заключается также и в том, что не нужно часто изменять положение алмаза-резца относительно обрабатываемой поверхности, так как в отличие от распиленных алмазов борт можно использовать до его полного истирания. Износостойкость карбонадо по сравнению с бортом в несколько раз ниже.
Резец может быть закреплен в оправке как механическим, так и клеевым способом. При механическом креплении (рис. 152) алмаз-резец вставляют в оправку и поджимают губкой резцедержателя. При этом кристалл разворачивают таким образом, чтобы одна из его вершин была впереди. При клеевом креплении (рис. 153) резец приклеивают к оправке, закрепленной на конце державки. Такой метод крепления позволяет подводить резец к любой рабочей поверхности обтачиваемого кристалла.

Полуфабрикаты, имеющие трещины, нужно обрабатывать на клею, без предварительного использования их в качестве резцов.

Обработка поверхности рундиста. Весь процесс обработки поверхности рундиста можно разбить на три этапа: стачивание (сбивание) вершин углов заготовки, обточка и доводка. Когда обрабатывается кристалл, использовавшийся ранее в качестве резца, первый этап частично или полностью исключается.

Стачивание (сбивание) вершин заготовки. Цель первого этапа обработки — подготовка алмаза к основному процессу обточки и предварительное придание заготовке формы в плане.

Обработку начинают с того, что резец острожно вводят в соприкосновение с вращающимся алмазом. Одновременно резцу сообщается медленное возвратно-поступательное перемещение вдоль обрабатываемой поверхности. При использовании в качестве резца полуфабрикатов после распиливания большое значение имеет положение резца по отношению к обтачиваемому алмазу. Чтобы избежать скалывания, державку с закрепленным алмазом-резном устанавливают таким образом, чтобы плоскость распиливания его была наклонена примерно под углом 30—45° к базовой плоскости оправки. Стачивание вершин выполняется на второй рабочей скорости при минимальной подаче резца.

Обточка. Цель этого этапа — получение заготовки требуемой формы с определенной высотой ее пояска. Скорость вращения шпинделя при обточке доводится до максимальных оборотов. По мере приближения очертаний заготовки к заданной форме усилие на резец может быть несколько увеличено.

Однако не следует допускать обработки с большой глубиной съема, при которой может произойти раскалывание кристалла или получение заготовок с пористым рундистом. Поверхность пояска таких заготовок обычно грубозернистая, шероховатая. При этом в направлении от поверхности рундиста в глубь обточенного пояска часто наблюдаются мелкие радиальные трещины. Между чистотой поверхности и глубиной трещин существует определенная функциональная зависимость: более грубой поверхности соответствуют более глубокие трещины.

Часто мелкие радиальные трещины располагаются участками или на всем протяжении рундиста. В некоторых случаях полуфабрикаты с пористым пояском при обработке дают бриллианты со сколами по рундисту.

Чтобы получить более высокое качество поверхности рундиста, резец подводят к обрабатываемому алмазу таким образом, чтобы он располагался ниже его оси и производил съем по направлению вращения алмаза.

Высоту пояска заготовки во время обточки определяют визуально или специальным приспособлением. При визуальном определении высоты пояска обточник как бы мысленно вписывает в обточенный алмаз контуры будущего бриллианта, определяя при этом возможность размещения верха бриллианта в пределах пояска (при условии наклона основных граней верха под углом 30—34° к плоскости рундиста бриллианта).

Доводка. Цель доводки — получение заданной формы заготовки в плане. Процесс доводки обточенных алмазов, как правило, проходит при максимальной скорости вращения шпинделя. При этом острому краю резца придается жесткое фиксированное положение, чтобы он срезал все неровности алмаза, а не повторял его очертания. Съем алмаза при доводке минимальный: резец как бы снимает только заусенцы с поверхности заготовки.

Опыт работы передовых обточников. Передовые обточники достигают наивысшей производительности и высокого качества готовой продукции благодаря правильной организации своего рабочего места, тщательному выполнению технологии обточки, использованию рациональных приемов обработки.

В зависимости от массы обтачиваемых полуфабрикатов подбирают прижимные оправки и оправки для обточки.

Размеры оправок соответственно приведены в табл. 21 и 22.

Оправка для обточки должна устанавливаться в цангу плавающего патрона до упора. Зажим оправки осуществляется двумя ключами 14х17.

При установке Т-образной опоры необходимо следить за тем, чтобы она была параллельна оси шлифовальных головок и перпендикулярна площадке обрабатываемого алмаза.

Обрабатываемый полуфабрикат закрепляют в прижиме станка с таким усилием, чтобы он не испытывал прокручивания. В то же время величина прижимного усилия должна обеспечивать сохранность полуфабриката от скалывания.

При закреплении распиленных полуфабрикатов в резцедержатель с целью предотвращения скалывания по плоскостям спайности придерживаются следующего правила: полуфабрикат при наличии на нем естественных граней или столбиков на площадке закрепляют таким образом, чтобы угол с естественной гранью или столбиком был впереди.
Полуфабрикат начинают обрабатывать на малой скорости острым резцом, приводят его в соприкосновение с полуфабрикатом выше его оси в пределах сектора 0—20°. При этом периодически подмазывают площадки полуфабриката солидолом.

Закрепленный в прижиме станка полуфабрикат центрируют при помощи карандаша, который устанавливают на Т-образной опоре и подводят его острие в соприкосновение с вращающимся полуфабрикатом. При оставлении следа карандаша на одной из сторон полуфабриката необходимо сместить эту сторону легким ударом молотка по плавающему патрону в противоположную сторону. Этот процесс повторяется до тех пор, пока карандаш не будет оставлять след по всему периметру полуфабриката.

Основной съем массы обрабатываемого полуфабриката производят при положении резца ниже его оси в пределах сектора 0—30°, чередуя наклон плоскости площадки полуфабриката, установленного в качестве резца, вправо и влево, под углом примерно 30—45° относительно оси шлифовальных головок.

Окончательная доводка полуфабриката производится острым резцом. Резец подводится к полуфабрикату ниже его оси в пределах сектора 30—60° (рис. 154). Контроль диаметра полуфабриката в процессе обточки производится непосредственно в станке при помощи специального приспособления, изображенного на рис. 155.