Представиться системе:

Разделы


Технологическая последовательность обточки алмазов


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 придает 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 клей 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:

I 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;

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

III  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;

IV 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 карата, 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 карата, н которые имеют трещины, сколы, выколы, 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 писанного 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 осторожно 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-резцом 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 14X17.

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.

 

 

Источник: В.И. Епифанов, А.Я. Песина, Л.В. Зыков «Технология обработки алмазов в бриллианты», Москва, 1976


Информация представлена на сайте исключительно для ознакомления.
Организаторы сайта не несут ответственности за последствия использования данных, указанных на сайте. Авторские права на статьи принадлежат их авторам. Мнения авторов статей необязательно совпадают с мнением и точкой зрения организаторов сайта.