МКК Диамант
Наш адрес

 

Московская обл.,
г. Долгопрудный, ул. Заводская, д. 2
Телефон:
(495) 408 5559

Карта проезда Карта проезда

Новости

Алмазный инструмент Выбор характеристик

Статья

 

АЛМАЗНЫЙ КАМНЕОБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И ВЫБОР ЕГО ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК.

 

            На современном этапе обработка камня немыслима без применения алмазного инструмента. Наряду с традиционными видами обработки штрипсовыми и дисковыми пилами, в камнеобрабатывающей промышленности стали широко использоваться цилиндрические и торцевые фрезы, канатные пилы, шлифовально-полировальный инструмент и т.д. Эффективность обработки камня в значительной степени зависит от правильно выбранной характеристики алмазного инструмента, под которой понимается его конструкция и основные параметры режущей части: форма и размер алмазных элементов, марка зернистость и концентрация алмазов, а так же тип связки.

              КОНЦЕНТРАЦИЯ АЛМАЗОВ

            Режущие элементы алмазных камнеобрабатывающих инструментов (сегменты, бруски, кольца и т.д.) обычно состоят из рабочего и промежуточного слоёв. В отдельных случаях инструменты изготавливаются только с рабочем слоем, по всему объёму в котором размещены алмазы. Промежуточный слой не имеет алмазов и служит для прочного закрепления режущих элементов на корпусе инструмента. Алмазный и промежуточный слои, за редким исключением, изготавливают из одного и того же материала – связки.

            Инструмент, в котором алмазы размещены по всему объёму рабочего слоя, называется импрегнированным. В рабочем слое импрегнированного инструмента они занимают часть его объёма. Степень заполнения рабочего слоя алмазами принято выражать концентрацией, которая показывает, сколько содержится их в 1см³ этого слоя. За концентрацию 100 условно принято считать содержание алмазов в количестве 4,4 карата (0,878г) в 1см³ рабочего слоя. При удельном весе алмазов, равном 3,52г/см³, объём, занимаемый ими при концентрации 100, составляет 0,25см³. Следовательно, независимо от типа связки, при концентрации 100 алмазы занимают ¼ объёма рабочего слоя, при концентрации 25, 50 и 75 соответственно – 1/16, 1/8 и 3/16.

            По концентрации легко найти вес алмазов в режущем инструменте, выраженный в каратах.

            Для импрегнированного инструмента характерным является насыщенность алмазами единицы объёма.

            Величина не зависит от размера алмазов, от их расположения в режущих элементах, а связана только с концентрацией. Последняя наиболее точно характеризует насыщенность импрегнированного инструмента алмазами.

          Принимая алмазы за изометрические тела и учитывая. Что они распределены в импрегнированном инструменте по всему объёму рабочего слоя, наиболее правильным будет считать, что каждый алмаз окружён в нём определённым количеством связки. Тогда рабочий слой можно представить как совокупность изометрических тел с алмазными зёрнами в центре. С некоторым приближением примем изометрические тела за шары. Это тем более допустимо при изготовлении импрегнированного инструмента методом гранулирования, когда в пресс-форму засыпаются шарообразные алмазнотвёрдосплавные гранулы.

            С конструктивной точки зрения, а также прочности удержания алмазов связкой, целесообразно увязать расстояния между алмазами с концентрацией. При принятой нами схеме, по которой рабочий слой инструмента представляет собой совокупность шаровых тел, расстояния между поверхностями  (величина прослойки связки между зёрнами) определяются разностью диаметров этого тела и алмазного зерна, находящегося в его центре.

            В зависимости от вида связки и соответственно прочности удержания ею алмазов оптимальные значения могут меняться. С повышением связок с повышенными свойствами концентрацию алмазов можно повышать.

                        Зарубежные исследователи рекомендуют располагать алмазы на поверхности матрицы коронки по окружности на расстоянии ½ диаметра камня (С=0,5), а в реальном направлении на расстоянии 1/3 диаметра камня (С=1/3). Следует отметить, что эти рекомендации авторы относят к однослойным коронкам, армированным относительно крупными алмазами.

            Опыт конструирования и эксплуатации отечественного и зарубежного камнеобрабатывающего инструмента показывает, что для штрипсовых пил и сегментных кругов он не превышает значения 0,6 (К=100), а для шлифовально-полировального инструмента, работающего в более лёгких условиях – 0,4 (К=150).

            Для камнеобрабатывающих инструментов принимать значение коэффициента менее 0,4 препятствует технологический фактор, не позволяющий изготавливать их с концентрацией более 150.

            Концентрация и зернистость алмазов является основными технологическими характеристиками инструмента. Зная их, (они всегда задаются при изготовлении инструмента), можно по приведённым выше формулам определить остальные параметры – вес алмазов в единице и всём объёме рабочего слоя, число алмазов в инструменте и его торце, а также расстояния между ними.

            При обработке камня, нагрузки действующие на единичные алмазные зёрна достаточно высоки, поэтому концентрация не должна превышать определённых значений.

            Указанные предельные значения концентрации соответствуют наиболее крепким обрабатываемым породам. Для менее прочных материалов концентрация может быть принята более высокая. Однако при обработке алмазным инструментом они легче подвергаются разрушению и для получения требуемой производительности нет надобности в высокой концентрации.

            Экспериментальные исследования подтверждают это. Сравнительные испытания, проведённые в производственных условиях, при резке мраморов Коелчинского, Чаучанского, Слюдянского, Горовского и Уфалейского месторождений, а также Шахтинского травертина, отрезными сегментными кругами с концентрацией алмазов от 25 до 50 показали, что их режущая способность, оцениваемая по потребляемой мощности и производительности находилась на одном уровне.

            С уменьшением концентрации в указанных пределах наблюдалось снижение удельного расхода алмазов.  Этот факт видимо можно объяснить тем, что принятые концентрации алмазов в кругах для данных условий работы не являются предельными и на удельный расход инструмента решающее значение оказывал абразивный износ алмазных зёрен.

            Испытаниям подвергались отрезные сегментные круги диаметром 500мм, изготовленные из природных алмазов зернистостью 500/400 на связке М1.

Для объективной оценки влияния концентрации алмазов обработка кругов велась на придельных режимах при глубине резания 85мм за проход и продольных подачах 1,5-1,7 м/мин. (производительность обработки составила 1350-1450 см²/мин.).

            Исследования, проведённые в ИСМ АН УССР, также подтвердили равную работоспособность сегментных кругов по производительности с изменением концентрации от 20 до 75. При этом, увеличение концентрации приводит к повышению удельного расхода алмазов.

            Однако, в производственных условиях камнеобрабатывающих заводов прирезке мягких и пород средней крепости обычно применяют круги с концентрацией 50. Это объясняется прочной практикой оценивать работоспособность инструмента по его стойкости, а не по расходу алмазов, а также недостаточной организацией труда, при которой обработка различных горных пород осуществляется одним и тем же алмазным инструментом.

            В более крепких гранитах для обеспечения требуемой производительности резки рекомендуется инструмент с концентрацией 50. В некоторых случаях, при резки труднообрабатываемых материалов, по этой же причине, с целью сохранения достигнутой производительности, применяют инструмент с более высокой концентрацией алмазов. Так например, при обработке литых искусственных бакоров и корундов используют разные круги с концентрацией алмазов 100. Высокий расход алмазов, наблюдаемый при этом оправдывается экономическими соображениями.

            Выбор концентрации также зависит от формы и размеров рабочей поверхности, износостойкости связки и т.д. Однако, влияние этих факторов на работоспособность инструмента не играет решающего значения.

            При небольшой величине поверхности контакта режущей кромки с изделием увеличивается давление на рабочий слой, что ведёт, в свою очередь к повышенному износу. Для уменьшения износа в этом случае следует применять инструмент с более износостойкими связками и повышенной концентрацией алмазов. Стойкость рабочего профиля инструмента и прочность его кромок повышается с увеличением концентрации.

            В заключение, необходимо отметить, что выбор концентрации алмазов должен производиться с учётом указанных выше факторов, а оптимальное значение её уточняется экспериментальной проверкой для каждого случая.

<< Алмазный инструмент Связки алмазного инструмента Алмазные сегменты Оптимизация состава и технологических параметров алмазного инструмента при обработке радунита >>