Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом
В результате обобщения ранее проведенных исследований влияния прочностных свойств, химического состава и минералогических особенностей различных горных пород и минералов на трудоемкость и энергоемкость их обработки разработана классификация таких пород по группам обрабатываемости. В результаті узага...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140222 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом / В.В. Пегловский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2012. — Вип. 15. — С. 533-541. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-140222 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Пегловский, В.В. 2018-06-26T06:37:50Z 2018-06-26T06:37:50Z 2012 Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом / В.В. Пегловский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2012. — Вип. 15. — С. 533-541. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2223-3938 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140222 679.8; 621.923 В результате обобщения ранее проведенных исследований влияния прочностных свойств, химического состава и минералогических особенностей различных горных пород и минералов на трудоемкость и энергоемкость их обработки разработана классификация таких пород по группам обрабатываемости. В результаті узагальнення раніше проведених досліджень впливу міцністних властивостей, хімічного складу та мінералогічних особливостей різних гірських порід і мінералів на трудомісткість та енергоємність їх обробки розроблена класифікація таких порід по групах оброблюваності. As a result of generalization of the before conducted researches of influence of strength properties, chemical composition and mineralogical features of different mountain breeds and minerals on labour intensiveness and power-hungryness of their treatment classification of such breeds is developed on the groups of workability. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом |
| spellingShingle |
Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом Пегловский, В.В. Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| title_short |
Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом |
| title_full |
Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом |
| title_fullStr |
Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом |
| title_full_unstemmed |
Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом |
| title_sort |
классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом |
| author |
Пегловский, В.В. |
| author_facet |
Пегловский, В.В. |
| topic |
Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| topic_facet |
Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| format |
Article |
| description |
В результате обобщения ранее проведенных исследований влияния прочностных свойств, химического состава и минералогических особенностей различных горных пород и минералов на трудоемкость и энергоемкость их обработки разработана классификация таких пород по группам обрабатываемости.
В результаті узагальнення раніше проведених досліджень впливу міцністних властивостей, хімічного складу та мінералогічних особливостей різних гірських порід і мінералів на трудомісткість та енергоємність їх обробки розроблена класифікація таких порід по групах оброблюваності.
As a result of generalization of the before conducted researches of influence of strength properties, chemical composition and mineralogical features of different mountain breeds and minerals on labour intensiveness and power-hungryness of their treatment classification of such breeds is developed on the groups of workability.
|
| issn |
2223-3938 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140222 |
| citation_txt |
Классификация горных пород по обрабатываемости алмазным инструментом / В.В. Пегловский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2012. — Вип. 15. — С. 533-541. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT peglovskiivv klassifikaciâgornyhporodpoobrabatyvaemostialmaznyminstrumentom |
| first_indexed |
2025-11-25T21:04:08Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:04:08Z |
| _version_ |
1850543495242055680 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
533
УДК 679.8; 621.923
В. В. Пегловский, канд. техн. наук
ГП ИПЦ «Алкон» НАН Украины, г. Киев
КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПО ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ
АЛМАЗНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
В результате обобщения ранее проведенных исследований влияния прочностных
свойств, химического состава и минералогических особенностей различных горных пород и
минералов на трудоемкость и энергоемкость их обработки разработана классификация
таких пород по группам обрабатываемости.
Ключевые слова: классификация, горные породы, обрабатываемость, алмазный
инструмент, прочностные свойства, химический состав, минералогические особенности,
трудоемкость и энергоемкость обработки.
Введение
В зависимости от специфики исследуемых свойств горных пород (ГП) и минералов их
можно классифицировать различным образом по буримости, взрываемости, например, при
разведке и добыче полезных ископаемых, по твердости, прочности или абразивности при
исследовании различных физико-механических свойств, а также по некоторым
технологическим показателям, например, полируемости или обрабатываемости [1].
При создании разных классификаций природных камней (ГП и минералов) их авторы,
как правило, принимают во внимание 2-3, реже больше, характеристик породы или минералов.
Цель настоящего исследования на основе обобщения результатов ранее проведенных
работ - создать комплексную классификацию горных пород и минералов, которая позволит
применять одинаковые подходы при назначении технологических параметров алмазной
обработки на разных технологических операциях и определении показателей качества
изделий из камня для больших групп ГП различных наименований или торговых марок
учитывающую различные стороны их свойств, состава и др. особенностей.
Методика исследований
Большая часть ГП и минералов, используемых в промышленности, строительстве и
при изготовлении изделий из них, проходит ряд технологических операций, например,
резание, формообразование и придание их поверхностям необходимых свойств, каждой из
которых соответствуют определенные технологические параметры, в т. ч. трудоемкость,
энергоемкость и др.
В ранее опубликованных работах были представлены результаты исследований
зависимости влияния химического и минералогического состава на прочностные свойства ГП
[2, 3], исследований производительности, трудоемкости, потребляемой мощности и
энергоемкости шлифования [4, 5], а также влияния на трудоемкость и энергоемкость обработки
пород некоторых компонентов их химического состава и минералогических особенностей [6–8].
Для анализа были выбраны 30 видов ГП (мраморный оникс, Казахстан – 1; мраморы:
Россия – 2, Италия – 3, Индия – 5, Гватемала – 8, Куба – 9; офиокальцит – 4, скарн – 6, листвинит
– 7, родонит – 10, лазурит – 11 и серпентинит – 12, все Россия; габбро Торчинского
месторождения – 13, джеспилит – 14, габбро Александровского – 15 и лабрадорит
Головинского– 18 месторождений, все Украина; нефрит – 16, роговик – 17, жадеит – 19 и
беломорит – 20, все Россия; обсидиан Армянский – 23; граниты: Софиевского – 21, Маславского
– 22 и Межериченского– 24 месторождений, все Украина; яшма техническая – 25, и агаты – 28,
29, все Россия; окаменелое дерево – 26, кварцит – 27 и кварц – 30, все Украина).
Выпуск 15. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
534
В табл. 1 в натуральных значениях представлены сведения о химическом составе
(содержании оксидов кремния – SiO2, алюминия – Al2O3, железа – Fe2O3, кальция – CaО,
магния – MgO и пр. компонентов); физико-механических свойствах (твердости по Моосу –
ТМ, и Викерсу – H, пределу прочности при сжатии – Rст и плотности – r0; минералогических
особенностей породы (твердости по Викерсу основного породообразующего минерала –
НПМ, среднего размера частиц минеральных индивидов – h, структуры породы – с), а также
технологическими параметрами обработки относительной трудоемкостью – t и
энергоемкостью – е обработки [2–8].
Таблица 1. Состав, свойства, минералогические особенности и технологические
параметры обработки горных пород
№
п/п
Химический состав, % Физико-механические свойства Минералогические
особенности
Технологичес
кие
параметры
обработки
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaО MgO Про-
чие
ТМ,
от.
ед.
H,
ГПа
Rст,
КПа
r0,
г/см3
НПМ,
ГПа
h,
мм
с,
от.
ед.
t
от.
ед.
е
от.
ед.
х0 х1 х2 х3 х4 х5 х6 х7 х8 х9 х10 х11 х12 у1 у2
1 - - - 56,0 - 44,0 3,25 1,98 80 2,69 1,6 1,0 1 1 1
2 0,14 0,22 0,06 55,35 0,08 44,15 3,5 2,3 95 2,73 1,6 1,0 1 1,63 1,16
3 8,09 0,46 0,3 49,28 0,72 41,15 3,5 2,3 96 2,7 1,6 1,0 1 1,3 1,16
4 18,4 4,1 0,9 24,6 20,4 31,6 4,0 2,38 100 2,69 1,6 1,0 1 4,44 1,17
5 21,8 0,7 9,2 13,1 17,2 38,0 4,0 2,76 134 2,74 1,6 1,0 1 6,12 1,2
6 23,2 3,5 17,0 7,6 21,6 27,1 5,5 2,76 150 2,63 5,0 1,0 1 40,9 1,36
7 25,4 0,9 3,68 6,98 25,84 37,2 4,0 2,76 140 2,93 1,6 1,0 1 12,3 1,13
8 26,48 - 0,54 22,38 16,06 34,54 4,0 2,76 134 2,72 1,6 1,0 1 7,34 1,2
9 28,7 1,0 13,3 14,6 22,8 19,6 4,0 3,36 134 2,65 1,6 1,0 1 6,97 1,2
10 39,3 16,7 0,8 1,9 21,8 19,5 5,5 5,03 150 3,57 5,0 1,0 1 27,8 1,36
11 43.6 20,1 0,4 19,6 8,0 51,9 5,0 6,74 150 2,56 5,0 1,0 1 12,2 1,2
12 44,0 25,0 5,0 1,0 14,0 11,0 4,5 4,5 170 2,63 5,0 1,0 2 8,33 1,34
13 45,43 17,32 10,87 11,62 8,37 6,39 6,0 7,74 191 2,96 8,0 10,0 1 11,2 1,37
14 47,0 2,5 50,0 - - 0,5 6,5 8,85 300 3,37 8,0 1,0 1 251 1,83
15 49,14 16,77 9,57 11,19 6,7 6,63 6,0 7,74 191 3,1 8,0 10,0 1 52,1 1,37
16 51,4 5,7 1,8 6,8 21,6 12,7 6,0 5,74 300 3 8,0 0,1 2 32 1,75
17 52,8 11,7 10,3 6,8 6,0 12,4 6,0 6,72 200 2,87 8,0 0,1 1 99,8 1,42
18 53,55 26,24 5,05 10,5 - 4,66 6,0 7,57 178 2,78 8,0 5,0 1 48,1 1,37
19 56,8 28,0 2,1 5,6 1,4 6,1 6,5 7,63 300 3,28 8,0 0,5 2 100 1,92
20 66,0 24,3 0,2 1,9 1,4 6,2 6,0 7,43 178 2,7 8,0 10,0 1 48,1 1,29
21 71,36 11,96 4,88 2,56 0,58 8,66 6,25 8,8 195 2,7 8,0 10,0 1 103 1,76
22 71,84 14,59 2,46 1,67 0,63 8,81 6,25 8,8 195 2,72 8,0 10,0 1 112 1,76
23 74,1 17,4 0,3 1,4 1,0 5,8 5,5 6,26 65 2,32 8,0 100,0 1 185 1,28
24 74,53 13,83 1,46 1,25 0,4 8,53 6,25 8,8 195 2,6 8,0 10,0 1 210 1,76
25 79,8 12,4 2,1 0,8 0,4 4,5 6,25 9,48 220 2,65 12,0 0,1 1 148 1,71
26 87,5 4,6 1,4 1,9 5,4 0,2 6,5 6,58 300 2,61 12,0 0,01 2 761 2
27 94,46 2,85 0,74 0,37 0,32 1,26 6,5 8,98 300 2,66 12,0 1,0 1 494 1,57
28 95 2,0 2,0 1,0 - 7,0 8,12 330 2,63 12,0 0,01 2 920 1,99
29 91,8 2,8 0,4 1,1 1,6 2,3 7,0 11,57 330 2,59 12,0 0,01 2 830 1,86
30 100,0 - - - - - 7,0 10,12 330 2,64 12,0 0,1 1 377 1,75
Выбранные виды ГП находятся в числе тех, которые наиболее широко используются
для производства строительно-интерьерных, производственно-технических и декоративно-
художественных изделий [9, 10].
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
535
Результаты
Под обрабатываемостью (коэффициентом обрабатываемости) ГП − (В) будем
подразумевать комплексную величину, представляющую собой произведение
относительных значений трудоемкости и энергоемкости обработки В = t×e.
На рис. 1–3 показано влияние каждого отдельно рассматриваемого фактора,
связанного с химическим составом горной породы (х0–х5 – рис. 1), физико-механическими
свойствами (х6–х9 – рис. 2) и минералогическими особенностями (х10–х12 – рис. 3) на
обрабатываемость в кодированных значениях, полученных известными методами [11, 12] и
аппроксимированных линейно Вi = ki×хi + bi, где ki и bi – коэффициенты регрессии.
а б
Рис. 1. Зависимость коэффициента обрабатываемости (В) ГП от содержания в ее
химическом составе: а – оксидов кремния (1), алюминия (2) и железа (3); б – оксидов кальция
(4), магния (5) и пр. компонентов (6)
а б
Рис. 2. Зависимость коэффициента обрабатываемости (В) ГП от физико-механических
свойств: а – твердости по шкале Мооса (1) и твердости по Викерсу (2); б – предела
прочности при одноосном сжатии (3), средней плотности ГП (4)
Выпуск 15. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
536
а б
Рис. 3. Зависимость коэффициента обрабатываемости (В) ГП от минералогических
особенностей: а – наибольшего размера зерен минерального конгломерата (1), структуры
горной породы (2); б – микротвердости по Викерсу основного породообразующего минерала (3)
Из рис. 1 и анализа коэффициентов регрессии ki следует, что коэффициент
обрабатываемости (В) растет при увеличении содержания оксидов кремния, алюминия и
железа и уменьшается при росте содержания оксидов кальция, магния и пр. компонентов.
При анализе этого влияния из всех камней, представленных в табл. 1 выбирали такие их
виды, в которых содержание каждого из компонентов возрастало (или уменьшалось)
ориентировочно через равные интервалы – 5-10 %.
Из рис. 2 можно сделать выводы, что коэффициент обрабатываемости (В) растет при
увеличении твердости по шкале Мооса, и Викерса, а также предела прочности при
одноосном сжатии и практически не зависит от плотности.
Из рис. 3 следует, что величина (В) растет, когда ГП имеет волокнистую структуру,
при уменьшении размеров зерен и увеличении микротвердости по Викерсу основного
породообразующего минерала.
Таким образом, установлено влияние каждого из факторов на коэффициент
обрабатываемости ГП, однако средняя погрешность этих зависимостей достаточно высока и
составляет 47 %, поэтому аналитическую модель разрабатывали с учетом общего влияния
всех факторов (х0–х12).
Рассмотрим первую группу факторов, связанных с особенностью химического состава
ГП. Как показано ранее (рис. 1) увеличение содержания окислов кремния, алюминия и
железа приводит к росту коэффициента обрабатываемости, потому обобщенных фактор (Х0),
характеризующий химический состав ГП будет учитывать суммарное содержание этих
компонентов:
X0 SiO2 Al2O3+ Fe2 O3+ .
Обобщенный фактор (Х1), характеризующий физико-механические свойства ГП
запишем в виде: X1 TMH Rc× r0× , а обобщенный фактор (Х2), характеризующий
минералогические особенности ГП может быть записан в виде: X2
c HM×
h .
Факторы, рост
которых приводит к росту значений (В) расположены в числителе.
С учетом изложенного модель исследуемого процесса можно представить в виде
системы нелинейных алгебраических уравнений (СНАУ), два первых и два последних члена
которой в общем виде можно представить так, как показано в табл. 2, причем в модели
учтенные попарные взаимные влияния факторов.
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
537
Таблица 2. СНАУ в общем виде
1, 2, 29 и 30 уравнения СНАУ
A00 X0× A10 X1×+ A20 X2×+ A30 X0× X1×+ A40 X0× X2×+ A50 X1× X2×+ B0
A01 X0× A11 X1×+ A21 X2×+ A31 X0× X1×+ A41 X0× X2×+ A51 X1× X2×+ B1
A028 X0× A128 X1×+ A228 X2×+ A328 X0× X1×+ A428 X0× X2×+ A528 X1× X2×+ B28
A029 X0× A129 X1×+ A229 X2×+ A329 X0× X1×+ A429 X0× x2×+ A529 X1× X2×+ B29
Эту систему СНАУ можно преобразовать в систему линейных уравнений СЛАУ
известными методами [11, 12], а именно получив соответствующие векторы а3 = Х0 Х1, а4 =
Х0 Х2 и а5 = Х1 Х2. В табл. 3 представлена матрица СЛАУ в кодированных значениях,
полученная путем такого преобразования.
Таблица 3. Преобразованная матрица значений коэффициентов СЛАУ в кодированных
значениях
Матрица кодированных значений коэффициентов СЛАУ
В табл. 4 приведены решения этой переопределенной СЛАУ, методами наименьших
квадратов (МНК) и Гауса (МГ) [11, 12].
Выпуск 15. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
538
Таблица 4. Решения СЛАУ в кодированном виде полученные с использованием разных
методов
МНК МГ
X1
0.241
0.626-
0.99
0.316
0.041-
0.624-
æ
ç
ç
ç
ç
ç
ç
è
ö
÷
÷
÷
÷
÷
÷
ø
:=
X2
0.241
0.625-
0.989
0.315
0.039-
0.625-
æ
ç
ç
ç
ç
ç
ç
è
ö
÷
÷
÷
÷
÷
÷
ø
:=
Зависимсть коэффициента обрабатываемости от химического состава, физико-
механических свойств и минералогических особенностей ГП, а также попарных взаимных их
влияний в кодированных значениях можно представить в виде (1).
(1)
Анализируя выражение 1 можно прийти к выводу, что взаимное влияние химического
и минералогического состава на порядок меньше, чем других рассматриваемых факторов,
которые являются величинами одного порядка.
Средняя ошибка расчетных и экспериментальных значений, которые получены для
модели, с использованием СНАУ для МНК и МГ близка и составляет в около 15 %, что
свидетельствует об ее адекватности.
В табл. 5 систематизированы данные [2-7], позволяющие отнести ГП к определенной
группе обрабатываемости в зависимости химического состава, прочностных свойств и
технологических показателей.
Таблица 5. Оценка обрабатываемости ГП по особенностям их химического состава,
прочностным свойствам и технологическим параметрам обработки
Особенности химического
состава Прочностные свойства Технологические
показатели Группа Суммарное содержание, %
åSiO2; (SiO2, Al2O3,Fe2O3)
ТМ
от. ед.
Rсж
МПа
H
ГПа
е
от. ед.
t
от. ед.
До 20 (25) 3,0–4,0 80–150 1,6–4,5 1,1–1,4 1–5 1
20–40 (25–50) 5–20 2
40–60 (50–90) 4,0–6,0 150–300 4,5–7,0 1,3–1,7 20–150 3
6,0–7,0 7,0–11,0 150–600 4
Св. 80 (90) Св. 300 1,7–2,0 600–1000 5
В табл. 6 приведены наиболее известные виды ГП, относящихся к разным группам
обрабатываемости.
Таблица 6. Виды природных камней в соответствии с их принадлежностью к
различным группам обрабатываемости
Группа,
(знач. В) Вид камня. Происхождение, месторождение или торговая марка
1
(1,0–6,0)
Декоративные: все виды мрамора с суммарным содержанием (SiO2, Al2O3,
Fe2O3) менее 25 % (Например: Камянельский. - Украина; Коелгинский. -
Россия; Каррара «В», «D» - Италия), а также другие виды мрамора различных
месторождений и торговых марок разных стран, травертин, туф, известняк.
Полудрагоценные: мраморные ониксы (медовый, зеленый и др.) всех
видов (Например: Карлюкский - Казахстан, «Ladi Onyx» - Индия), а также
ониксы различных месторождений и торговых марок из других стран
(Ирана, Ирака, Пакистана и др.), офиокальцит (Черешковское - Россия),
флюорит (Чибаргатское - Узбекистан)
X0 0.241× X1 0.626×- X2 0.99×+ X0 X1× 0.316×+ X0 X2× 0.041×- X1 X2× 0.642×- B
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
539
2
(6,0–25,0)
Декоративные: все виды мрамора с суммарным содержанием (SiO2, Al2O3,
Fe2O3) более 25 % (Например: Белогорский – Россия; «Verde Antiquo» -
Индия; «Rosso Alisanto» - Испания; «Imperador» - Турция), а также другие
виды мрамора различных месторождений, торговых марок и стран
(Гватемала, Куба, Китай и др.), брекчия.
Полудрагоценные: серпентенит (Чусовской), лиственит (Березовский),
лазурит (Карнасуртовский) – все Россия, малахит (Россия, Заир)
3
(25,0–125)
Декоративные: все виды лабрадоритов (Например: Головинский,
Турчинский и др. – Украина; беломорит – Россия; «Blue Pearl», «Emerald
Peaprl» и др. – Норвегия); все виды габбро (Например: Слипчинское,
Александровское и др. – Украина; Баженовское, Шавасайское - Россия).
Полудрагоценные: родонит (Узбекистан, Россия), нефрит (Китай, Индия,
Россия и др.), амазонит (Гора Плоская), скарн (Дальневосточный), чароит
(Мурунской) все Россия
4
(125–650)
Декоративные: граниты всех видов (Например: Софиевский, Маславский
и др. – Украина; Суховязовский, Каштакский и др. – Россия; «Amadeus»
Финляндия; Куртинский – Казахстан) а также другие виды гранитов
различных месторождений, торговых марок и стран.
Полудрагоценные: жадеит (Китай, Индия, Россия и др.), обсидиан
(Грузия, Азердбайджан и др.), плотный базальт (различных стран),
джеспилит (Украина, Россия) тигровый и соколиный глаз, гранат-
хлоритовые породы, роговики, порфиры, техническая яшма
5
(650–1800)
Полудрагоценные: большинство яшм (Например: Маломуйнаковская, Орская
и др. – Россия); кварц (морион, цитрин, розовый льдистый и др. – Украина,
Россия); кварциты (Овручский – Украина, Шокшинский – Россия); окаменелое
дерево (Львовское – Украина); агат, агат-переливт, кахолонг разных
месторождений, халцедон (Казахстан, Россия), кремень (Россия, Украина)
Выводы
На основании изложенного, обобщив приведенные данные, можно провести
комплексную оценку обрабатываемости ГП разных видов, условно объединив их в группы, в
зависимости от особенностей химического состава, физико-механических свойств и
технологических показателей, так, как показано в табл. 5.
Наименование видов декоративных и полудрагоценных камней (ГП и минералов),
которые относятся к каждой из этих групп и используются при изготовлении строительно-
интерьерных, производственно-технических и декоративно-художественных изделий
приведены в табл. 6.
Указанная итоговая таблица (табл. 6) не может, конечно, вместить породы и
минералы всех известных наименований, месторождений, торговых марок и стран, однако
она может служить ориентиром обрабатываемости для камней с известным химическим
составом, физико-механическими свойствами, минералогическими особенностями или
технологическими параметрами обработки.
Такое распределение камней дает возможность назначать технологические параметры
обработки, одинаковые для всех наименований ГП и минералов одной группы на различных
технологических операциях (резание, формообразование, шлифование и чистовое
шлифование) для разных видов универсального станочного и специального
технологического оборудования.
Это также дает возможность рационально выбирать основные параметры рабочего
слоя (марку синтетических алмазов, концентрацию и связку) алмазного
камнеобрабатывающего инструмента для каждой из групп.
Выпуск 15. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
540
В результаті узагальнення раніше проведених досліджень впливу міцністних
властивостей, хімічного складу та мінералогічних особливостей різних гірських порід і
мінералів на трудомісткість та енергоємність їх обробки розроблена класифікація таких
порід по групах оброблюваності.
Ключові слова: класифікація, гірські породи, оброблюваність, алмазний інструмент,
міцністні властивості, хімічний склад, мінералогічні особливості, трудомісткість та
енергоємність обробки.
As a result of generalization of the before conducted researches of influence of strength
properties, chemical composition and mineralogical features of different mountain breeds and
minerals on labour intensiveness and power-hungryness of their treatment classification of such
breeds is developed on the groups of workability.
Key words: classification, mountain breeds, workability, diamond instrument, strength
properties, chemical composition, mineralogical features, labour intensiveness and power-
hungryness of treatment.
Литература
1. Добыча и обработка природного камня: Справочник / Под ред. А. Г. Смирнова. – М.:
Недра, 1990. – 446 с.
2. Исследование влияния некоторых компонентов химического состава природных
камней на их прочностные свойства / В. И. Сидорко, В. В. Пегловский, В. Н. Ляхов,
Е. М. Поталыко // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент –
техника и технологии его изготовления и применения. – Вып. 11. – Киев: ИСМ
им. В. Н. Бакуля. – 2008. – С 444–449.
3. Изучение влияния минералогических составляющих природного камня на его
прочностные свойства / В. И. Сидорко, В. В. Пегловский, В. Н. Ляхов, Е. М. Поталыко
// Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и
технологии его изготовления и применения. – Вып. 10. – Киев: ИСМ им. В. Н. Бакуля.
– 2007. – С. 482–487.
4. Исследование производительности и трудоемкости шлифования природных камней
алмазным инструментом / В. В. Пегловский, В. И. Сидорко, В. Н. Ляхов, Е. М. Поталыко //
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технологии его
изготовления и применения. – Вып. 12. – Киев: ИСМ им. В. Н. Бакуля. – 2009. – С 500–504.
5. Исследование влияния прочностных свойств природных камней на мощность
потребляемую при алмазном шлифовании / В. И. Сидорко, В. В. Пегловский,
В. Н. Ляхов, Е. М. Поталыко // Породоразрушающий и металлообрабатывающий
инструмент – техника и технологии его изготовления и применения. – Вып. 11. –
Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля. – 2008. – С 449–453.
6. Исследование влияния прочностных свойств природных камней на трудоемкость их
алмазного шлифования / В. И. Сидорко, В. В. Пегловский, В. Н. Ляхов, Е. М. Поталыко //
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технологии его
изготовления и применения. – Вып. 12. – Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля. – 2009. – С 495–500.
7. Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на
трудоемкость и энергоемкость их обработки / В. В. Пегловский // Породоразрушающий и
металлообрабатывающий инструмент – техника и технологии его изготовления и
применения. – Вып. 13. – Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля. – 2010. – С 536–540.
8. Влияние минералогических особенностей горных пород на трудоемкость и
энергоемкость их обработки / В. В. Пегловский // Породоразрушающий и
металлообрабатывающий инструмент – техника и технологии его изготовления и
применения. – Вып. 14. – Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля. – 2011. – С 592–597.
9. Изделия камнерезные. ТУУ 26.7–23504418–001:2007. – Введ. 01.05.07.
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
541
10. ДСТУ БВ.2.7–37–95. Строительные материалы. Плиты и изделия из природного
камня. Технические условия. – Введ. 01.01.96.
11. Кудрявцев Е. М. Mathcad 2000 Pro. – М.: АМК, 2001. – 572 с.
12. Кирьянов Д. В. Mathcad 13. – СПб.: БВХ–Петербург, 2006. – 590 с.
Поступила 29.05.12
УДК 679.8; 621.923
В. В. Пегловский, канд. техн. наук, В. И. Сидорко, д-р техн. наук, В. Н Ляхов
ГП ИПЦ «Алкон» НАН Украины, г. Киев
ЗАВИСИМОСТЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АЛМАЗНОЙ ОБРАБОТКИ
ГОРНЫХ ПОРОД ОТ ПРОЧНОСТИ СИНТЕТИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ
АЛМАЗОНОСНОГО СЛОЯ ИНСТРУМЕНТА
В результате проведенных экспериментальных исследований влияния прочности
синтетических алмазов в рабочем слое камнеобрабатывающего инструмента на
производительность шлифования различных горных пород, определены значения
поправочных коэффициентов, позволяющих учитывать это влияние.
Ключевые слова: обработка, горные породы, алмазный инструмент,
производительность шлифования, алмазоносный слой, марка синтетических алмазов.
Введение
При алмазной обработке природных камней (горных пород и минералов), изготовлении
строительных, производственно-технических и декоративно-художественных изделий из них,
определении технико-экономических показателей (например, трудоемкости) изготовления
этих изделий [1-3] необходимо знать, как соотносятся основные параметры алмазоносного
слоя инструмента (марка синтетических алмазов, вид связки, размер зерна алмазного порошка
и концентрация алмазов в алмазоносном слое) с производительностью обработки камня.
Цель настоящего исследования - определить взаимосвязь прочностных свойств
синтетических алмазов алмазоносного слоя камнеобрабатывающего инструмента и
производительностью шлифования горных пород и минералов.
Методика исследований
Известно, что в камнеобработке, как правило, используют высокопрочные
синтетические алмазы. Марки применяемых алмазов, для технологических операций резания
(распиловки), чернового шлифования и формообразования находятся в диапазоне АС15-
АС100. Это связано с высокими прочностными свойствами (твердостью) природного камня
и вследствие этого высокой трудоемкостью его обработки. Марки алмазов ниже АС15 в
камнеобработке для резки (распиловки), формообразования и шлифования в инструменте с
металлическими связками, как правило, не используют.
Синтетические алмазы этих марок делятся на 4 группы в зависимости от прочностных
свойств зерен алмазного порошка и геометрической формы (габитуса) алмазных зерен [4, 5].
Известно, что номер марки алмазов приблизительно определяет значение предела
прочности отдельных алмазных зерен синтетического алмазного порошка при их
статическом сжатии. Эти значения для нескольких марок алмазных порошков зернистостей
200/160 и 160/125 приведены в табл. 1 [4], где также приведены некоторые геометрические
характеристики алмазных зерен этих марок синтетических алмазов. Причем для зернистости
алмазов 200/160 прочностные значения соответствуют их марке.
|