Способ разрезания мраморных пластин

 

Способ разрезания мраморных пластин относится к производству облицовочных строительных материалов. При осуществлении способа разрезания мраморных пластин торец заготовки отрезают и шлифуют в направлении, перпендикулярном оси вращения или поворота заготовки. С помощью фланца производят вакуумный прижим обработанного торца заготовки, шлифовальному кругу сообщают осевую подачу, диаметральная часть круга перекрывает поворотную ось заготовки, шлифовальному кругу сообщают вращение и одновременное поперечное перемещение до полного выхода вершины круга из контактной зоны взаимодействия с заготовкой при максимальной глубине рабочего захода вершины круга в обрабатываемый паз. Затем сообщают кругу отвод, поворачивают головку круга или заготовку на 180^o, сообщают повторную подачу кругу на врезание в заготовку, поддерживают силовое замыкание вакуумной зоны фланца, завершают отрезку пластины. Способ обеспечивает повышение технологических возможностей процесса разрезания мраморных пластин.

Предлагаемое изобретение относится к производству облицовочных строительных материалов и может быть использовано с возможностью усовершенствования существующих технологических процессов для получения тонких мраморных пластин квадратной или иной формы: прямоугольной, эллиптической и пр., причем обрабатываемые породы могут быть гранитом, малахитом и иным материалом, способным образовывать при шлифовании полированную поверхность для взаимосвязи ее с вакуумным затвором.

За аналог-прототип выбрана авторская работа к.т.н., доцента Самарского государственного технического университета: Шеин А.В. (Теоретические основы процесса глубинно-силового шлифования высокопрочных сталей и сплавов крупнозернистыми кругами из сверхтвердых материалов: Учеб.пособие- Куйбышев: КПтИ, 1986г. -56с. , рис. 1, 2 и 1.4 - (1), Патент Германии N 3026687, 1982(2).

К недостаткам известного способа разрезания следует отнести отсутствие сведений о режимах и возможных вариантах использования способа разрезания неметаллических материалов, требующих особого внимания к целостности отрезаемых пластин, что связано с трещинообразованием мраморных брусьев заготовок, в период взрывных геологических работ поискового и технологического характера, где очень важными этапами можно считать процессы разделения и выемки из массива пород, отделяемых из горного массива надлежащих заготовок, транспортируемых с помощью подъемных механизмов и гидроклиньев.

В связи с вышеизложенным, на практике производят отрезание плит, а не пластин или оболочек, т.е. когда толщина плоскостного тела составляет от 1,6 до 2,5 мм.

Большая толщина при отрезке мраморных плит гарантирует их целостность, ввиду сдерживаемого фактора по развитию трещин, исходя из практического опыта работ.

Прекрасный мраморный материал, разумеется, можно использовать и в виде осколков и отдельных разбившихся частей плит, но это резко снижает цену объекту строительства, так как в меньшей степени отвечает проектным требованиям строительства.

Отсутствие специального технологического оборудования, способного производить механическую обработку тонких пластин или оболочек вполне объяснимо традиционными схемами ручного и механического способов управления процессом, который практически сложно приспособить для упомянутых операций отделения пластин от значительной массы заготовки. Сложность удержания тонких пластин при обработке и в конце операции разрезания, при которой образуется цилиндрический выступ, требующий дальнейшей отрезки и доводки, а так же ваяния поверхности.

Все это приводит к дополнительным затратам и определенному комплексу недостатков технологического и экономического характера.

Цель предлагаемого изобретения: - повышение технологических возможностей процесса разрезания мраморных пластин; - увеличение числа годных деталей (пластин), отрезаемых от одной заготовки; - снижение числа технологических операций при отрезании прямоугольных в сечении заготовок; - автоматизация приема отделяемых пластин от устройства, удерживающего их в постоянном рабочем положении относительно рабочего инструмента.

Это достигается тем, что способ разрезания мраморных пластин, заключающийся в поперечном делении заготовки вращающимся шлифовальным кругом с одновременной продольной подачей шлифовального круга, отличающийся тем, что под консольную часть мраморного бруса подводят люнет, торец заготовки отрезают и шлифуют в направлении, перпендикулярном к оси вращения или поворота заготовки, после чего к обработанному торцу заготовки подводят подвижную и поворотную опору, снабженную фланцем, через который производят вакуумный прижим обработанного торца заготовки, затем шлифовальному кругу сообщают осевую подачу и выполняют размерную настройку его рабочих поверхностей относительно обработанного торца, примыкающего к вакуумному фланцу поворотной опоры и желаемым размером толщины пластины, срезаемой и отделяемой от заготовки, причем диаметральная часть круга перекрывает поворотную ось заготовки, шлифовальному кругу сообщают вращение и одновременное поперечное перемещение до полного выхода вершины круга из контактной зоны взаимодействия с заготовкой при максимальной глубине рабочего захода шлифовального круга в обрабатываемый паз, сообщают кругу отвод относительно кинематической периферии вращающейся заготовки, устанавливая ее с зазором, учитывающим возможное изменение размеров заготовки при ее вращении или повороте, поворачивают головку круга на 180^o, сообщают повторно подачу шлифовальному кругу на врезание в заготовку, поддерживают силовое замыкание вакуумной зоны фланца поворотной опоры, завершают отрезку пластины вращающимся шлифовальным кругом, который отводят после завершения процесса разрезания, включают вакуумный отсос, а пластину направляют на упругую опору, расположенную в жидкой среде, чем уравновешивают кинетическую энергию падения, придавая пластине колебательное или циклическое маятниковое движение в процессе ее сближения с дном емкости.

В конце описания представлена схема выполнения способа разрезания мраморных пластин.

Способ разрезания мраморных пластин осуществляется следующим образом.

Разрезка мраморных пластин предполагает наличие специального оборудования, имеющего станину, гидросуппорт с разжимными кулачками и возможностью вращения закрепленной в нем заготовки с незначительной скоростью от 0,1 об/мин до 1 об/мин, так как вращаемая масса мраморных заготовок достигается от 0,1 до 3 Т.

На секционных салазках станка необходимо наличие подвижного и фиксируемого люнета и задней бабки с возможностью размещения по ее рабочей оси вакуумного патрона с балансировочным устройством.

Кроме того, станок должен быть оборудован вращающейся и координируемой в поперечном направлении шлифовальной головкой с системой подачи технологической жидкости в зону резания.

Для подъема и установки заготовок в гидрокулачках и подвижном люнете, имеющем поворотную и координируемую опору, координирующую положение оси мраморного бруса относительно вакуумного патрона задней бабки, закрепленной в пиноли станка с возможностью ее микрометрической подачи для создания запланированного натяга вакуумного патрона и прошлифованного торца мраморного бруса в течение всего рабочего периода по отрезке как минимум одной пластины.

Дополнительно станок должен иметь околостаночное портальное сооружение, при отсутствии монорельса с краном и/или консольного подъемника.

Порядок выполнения операций по осуществлению способа разрезания мраморных пластин.

1. Подача заготовки к зоне закрепления ее для обработки.

2. Ввод торца заготовки в зону действия кулачков с одновременным подводом размыкаемого люнета с гидрокулачками, имеющими одномоментное силовое воздействие на зажимаемую поверхность заготовки.

3. Замыкание разъемных частей замковой части люнета при положении поддерживаемой заготовки с помощью кранового устройства портального или иного типа.

4. Замыкание кулачков суппорта станка по внешней поверхности технологического выступа заготовки.

5. Координация оси заготовки в поисковом режиме при ручной или автоматизированной коррекции положения заготовки.

6. Контрольный поворот заготовки после устранения связи заготовки с подъемным механизмом.

7. Врезное перемещение шлифовального круга при сообщении ему подачи и подводе технологической жидкости (ТЖ) в зону взаимодействия рабочей части шлифовального круга и разрезаемой зоны мраморного бруса (заготовки).

8. Прорезка шлифовальным кругом необработанной части торцового выступа на величину свободного радиального пространства инструмента (шлифовального круга).

9. Вывод головки шлифовального круга за периферию возможного контакта рабочей части круга с заготовкой.

10. Поворот заготовки на 180^o.

11. Фиксация заготовки.

12. Подвод шлифовального круга к заготовке.

13. Сообщение реверсивного вращения шлифовальному кругу и продольной подачи головке шлифовального круга при условии обязательного перекрытия вершиной круга оси поворота заготовки.

14. Подвод чернового лотка для приема отрезанного и необработанного торца мраморного бруса.

15. Отвод необработанного торца в специальную тару для накопления вторичного сырья, используемого для мраморных работ настенного или напольного исполнения.

16. Подвод объемного шлифовального круга к отрезанному торцу мраморного бруса и сообщение его подачи и круговых циклических поверхностных контактных перемещений в плоскости резания в процессе ваяния поверхности.

17. Отвод шлифовального круга и подачи ТЖ.

18. Подвод и координация положения рабочей части отрезного круга к плоскости, обработанной по операции 16.

19. Установка величины хода отрезного круга вдоль оси заготовки.

20. Отвод рабочей части шлифовального круга из контакта с заготовкой.

21. Подача осевого перемещения шлифовальной головке круга и его фиксация, в надлежащем положении с учетом ширины рабочей части шлифовального круга в состоянии процесса обработки.

22. Сообщение поперечной подачи и вращения шлифовальному кругу при подаче ТЖ в зону разрезания мраморной пластины относительно заготовки с одновременным подводом вакуумного патрона при сообщении ему усилия, перекрывающего силу свободного падения отрезаемой пластины от массива заготовки.

23. Вакуумный патрон доводят до контакта с поверхностью мраморной заготовки, допуская силовое отклонение отделяемой поверхности мраморной пластины в пределах 2,5-5 мкм за счет плавающих торцовых поверхностей вакуумных отсосов.

24. Повторение операции 17.

25. Повторение операции 10, 11 и 12.

26. Выполнение операции 13.

27. Одновременный подвод чистового лотка с упругими опорами в направлении падения мраморной пластины и ее последующего возможного колебания в упругой оболочке кассеты.

28. Отвод кассеты с мраморной пластиной для маркировки и упаковки.

29. Ваяние поверхности обработанного торца.

30. Повторение цикла обработки от 16 до 29 позиции описываемого способа.

31. Подвод к люнету подъемного механизма и одновременное размыкание кулачков гидросуппорта станка от зажима технологического торца мраморного бруса.

32. Осевое перемещение люнета с заготовкой до выхода из контакта с кулачковым гидросуппортом.

33. Закрепление стропами остатка мраморной заготовки.

34. Размыкание разъемного люнета с одновременным натяжением троса с запланированным провисанием его в пределах 1-15 мм.

35. Подъем остатка мраморной заготовки и перенос ее для последующей обработки и нарезания из нее мраморных пластин за один проход рабочей частью шлифовального круга.

36. Повторение операций 1-35 при обработке новой мраморной заготовки.

37. Дополнительная операция по приему обработанных заготовок может осуществляться падением мраморных пластин в воду при отсутствии необходимости маркирования и упаковки готовой продукции.

К существенным отличиям предлагаемого технического решения следует отнести: - возможность получения готовых мраморных пластин или мраморных оболочек плоской формы с толщиной отрезания в 1,5-2,5 мм.

- снижение массы готовых мраморных пластин позволит снизить и массу готовых изделий, что в два с половиной - три раза будет экономить горючее, др. вид энергии и время доставки купленного товара, а кроме того, будет снижена масса строительных конструкций и допустимая норма расхода связующего материала, расходуемого для закрепления изделий внутри или снаружи строительных конструкций; - подача заготовок в воду на упругие опоры дает возможность механизировать процесс отгрузки и промывки готовых изделий в кассеты с упругими ячейками, способствующими сохранению целостности тонких мраморных пластин.

Изучение маркетингового спроса на подобные изделия среди покупателя мраморных пластин, изготовленных по технологии прототипа (1), позволяет быть уверенным в промышленной полезности предлагаемого технического решения.

Практическая применимость обоснована предварительными результатами практических исследований и замечаниями к отработанным технологиям портального двухкоординатного перемещения мраморных заготовок фирм "ОРГПРОМТЕХСТРОМ" и "СТАНКОГРАНИТ". Поволжского региона.

Новизна нового технического решения подтверждается отсутствием более близких по родовым понятиям технических разработок, как в России, так и за рубежом.

Способ разрезания мраморных пластин 1. Подача заготовки к зоне закрепления ее для обработки.

2. Подача торца заготовки в зону действия кулачков. Одновременный подвод размыкаемого люнета с гидрокулачками, используемыми для одномоментного силового замыкания зажимаемой поверхности заготовки.

3. Удержание заготовки тросом подъемного устройства для предварительной координации и замыкания разъемной части замка люнета.

4. Замыкание кулачков суппорта станка внешней поверхности технологического выступа заготовки.

5. Координация оси заготовки в поисковом режиме или ручной или автоматизированной коррекции положения заготовки.

6. Контрольный поворот заготовки после устранения связи заготовки с подъемным механизмом.

7. Подача шлифовального круга и его вращение при подводе ТЖ в зону взаимодействия его рабочей поверхности с разрезаемой зоной мраморного бруса.

8. Прорезка шлифовальным кругом необработанного торцового выступа на величину свободного радиального пространства инструментальной поверхности шлифовального круга.

9. Вывод головки шлифовального круга за периферию возможного контакта рабочей части круга с заготовкой.

10. Поворот заготовки на 180^o.

11. Фиксация заготовки.

12. Подвод шлифовального круга к заготовке.

13. Сообщение реверсивного движения шлифовальному кругу и продольной подачи головке шлифовального круга.

14. Подвод чернового лотка для приема отрезанного и необработанного торца мраморного бруса.

15. Отвод необработанного отрезанного торца в специальную тару для накопления вторичного сырья, используемого для мраморных работ настенного или напольного исполнения.

16. Подвод объемного (конического или со специальным профилем) шлифовального круга к поверхности обработанного торца мраморного бруса с сообщением инструменту вращения и круговых циклических поверхностных контактных перемещений в плоскости резания в процессе ваяния поверхности изделия из мрамора.

17. Отвод шлифовального круга и прекращение подачи ТЖ.

18. Подвод и координация положения рабочей части круга к плоскости обработанного по оп. 16.

19. Установка величины хода отрезного круга вдоль оси заготовки.

20. Отвод рабочей части шлифовального круга из контакта с заготовкой.

21. Осевая подача шлифовальной головки с кругом и их фиксация в надлежащем положении с учетом ширины рабочей зоны шлифовального круга в состоянии процесса обработки.

22. Сообщение поперечной подачи и вращения шлифовальному кругу при подаче ТЖ в зону отрезания мраморной пластины от заготовки с одновременным подводом вакуумного патрона при сообщении ему усилия, перекрывающего на 1 - 20% силу свободного притяжения в процессе падения отрезанной пластины от заготовки.

23. Подача рабочей поверхности вакуумного патрона и обеспечение контакта ее с поверхностью мраморной заготовки, допуская силовое отклонение отделяемой поверхности мраморной пластины в пределах 2,5-5 мкм на 100 мм длины обрабатываемой поверхности, обеспечивая этот процесс поверхностями плавающих торцовых поверхностей вакуумных отсосов.

24. Повторение операции 17.

25. Выполнение операций 10 - 13.

26. Подача чистового лотка с упругими опорами и установка его приемной части в световом окне падения отрезанной мраморной пластины и ее последующего возможного колебания в упругой оболочке кассеты непосредственно перед выключением системы отсоса воздуха из сети вакуумных каналов патрона.

28. Отвод кассеты с упавшей в нее мраморной пластиной для вспомогательных операций маркировки и упаковки.

29. Ваяние поверхности обработанного торца путем тонкого шлифования и доводки его лицевой стороны.

30. Повторение цикла обработки от 16 до 29 операции описываемого способа.

31. Подвод к люнету подъемного механизма и одновременное размыкание кулачков гидросуппорта станка от зажима мраморного торца технологической поверхности.

32. Осевая подача люнета с заготовкой до выхода заготовки из контакта с кулачковым гидросуппортом.

33. Закрепление стропами остатка мраморной заготовки.

34. Размыкание разъемного люнета с одновременным натяжением троса с запланированным провисанием его в пределах 1 - 15 мм.

35. Подъем остатка мраморной заготовки и перенос ее для последующей обработки и нарезания из нее мраморных пластин, за один проход, рабочей частью шлифовального круга по прототипу /1/.

36. Повторение операций 1-35 при обработке последующей мраморной пластины, с четом падения пластин в воду на дно упругой поверхности приемной кассеты.

Формула изобретения

Способ разрезания мраморных пластин, заключающийся в поперечном делении заготовки вращающимся шлифовальным кругом с одновременной продольной подачей шлифовального круга, отличающийся тем, что под консольную часть мраморного бруса подводят люнет, торец заготовки отрезают и шлифуют в направлении, перпендикулярном оси вращения или поворота заготовки, после чего к обработанному торцу заготовки подводят подвижную и поворотную опору, снабженную фланцем, через и с помощью которого производят вакуумный прижим обработанного торца заготовки, затем шлифовальному кругу сообщают осевую подачу и выполняют размерную настройку положения его рабочих поверхностей относительно обработанного торца, примыкающего к вакуумному фланцу поворотной опоры, и желаемым размером толщины пластины, срезаемой и отделяемой от заготовки, причем диаметральная часть круга перекрывает поворотную ось заготовки, шлифовальному кругу сообщают вращение и одновременное поперечное перемещение до полного выхода вершины круга из контактной зоны взаимодействия с заготовкой при максимальной глубине рабочего захода вершины шлифовального круга в обрабатываемый паз, сообщают кругу отвод относительно кинематической периферии вращающейся заготовки, устанавливая ее поверхность с зазором, учитывающим возможное изменение размеров заготовки при ее вращении или повороте, поворачивают головку круга или заготовку на 180^o, сообщают повторно подачу шлифовальному кругу на врезание в заготовку, поддерживают силовое замыкание вакуумной зоны фланца поворотной опоры, завершают отрезку пластины вращающимся шлифовальным кругом, который отводят после завершения процесса резания, включают вакуумный отсос, а пластину направляют на упругую опору, расположенную в жидкой среде, чем уравновешивают кинетическую энергию падения, придавая пластине колебательное или циклическое маятниковое движение в процессе ее падения на дно емкости.