Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород
In article possibility of use of the tool a working layer is considered, which is made of a diamond fibre for different kinds of a stone
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23482 |
| 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: | Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород / В.И. Сидорко, В.Д. Курилович, 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, 2010. — Вип. 13. — С. 531-536. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859611415063560192 |
|---|---|
| author | Сидорко, В.И. Курилович, В.Д. Пегловский, В.В. |
| author_facet | Сидорко, В.И. Курилович, В.Д. Пегловский, В.В. |
| citation_txt | Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород / В.И. Сидорко, В.Д. Курилович, 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, 2010. — Вип. 13. — С. 531-536. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | In article possibility of use of the tool a working layer is considered, which is made of a diamond
fibre for different kinds of a stone
|
| first_indexed | 2025-11-28T12:33:19Z |
| format | Article |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
531
2. Експериментально встановлено, що сила фрезерування з підвищенням швидкості
подачі збільшується, причому при обробленні мармуру в 1,2 раза більша.
3. З метою оцінки рівня сил, що виникають при фрезеруванні кам’яних виробів за
заданої продуктивності, за експериментальними даними побудовані діаграми, які можуть
бути основою для формування вихідних даних при розрахунку параметрів каменеобробних
верстатів.
Литература
1. Соколовский А. П. Расчеты точности обработки на металлорежущих станках. – М.Л.:
Машгиз, 1952 г. – 288 с.
2. Сычѐв Ю. И., Берлин Ю. Я. Шлифовально-полировальные и фрезерные работы по
камню. – М.: Стройиздат, 1985 г. – 312 с.
Надійшла 09.06.10
УДК 621.9
В. И. Сидорко
1
, д–р техн. наук; В. Д. Курилович
2
,
В. В. Пегловский
1
, канд. техн. наук
1
Научно-технологический алмазный концерн «Алкон» НАН Украины, г. Киев
2
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТА
С АЛМАЗНЫМ ВОЛОКНОМ В РАБОЧЕМ СЛОЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕКОТОРЫХ
ВИДОВ ГОРНЫХ ПОРОД
In article possibility of use of the tool a working layer is considered, which is made of a di-
amond fibre for different kinds of a stone
Введение
При производстве различных, прежде всего строительных, изделий из горных пород (об-
лицовочных и цокольных плит, ступеней и др. 1) часто предусматривается полирование их
лицевых поверхностей. Вместе с тем окончательная фактура некоторых лицевых поверхностей
таких изделий иногда предусматривает также получение шлифованной (матовой, лощеной) по-
верхности 1; 2. Это связано с определенными требованиями к дизайну таких изделий 3, а
также эксплуатационными или функциональными требованиями к ним (например, получением
«нескользких» поверхностей ступеней или половой плитки для производственных помещений,
помещений в учреждениях здравоохранения и т. д.). В этой связи разработка специализирован-
ного инструмента для получения неполированных (лощеных, матовых) поверхностей изделий из
горных пород является актуальной задачей камнеобрабатывающего производства.
Украина является экспортером природного камня благодаря наличию значительных за-
пасов декоративных камней, прежде всего гранитов, габбро и лабрадоритов, а также импорте-
ром изделий из природного камня. Структура экспорта природного камня из Украины в на-
стоящее время носит сырьевой характер 8. Так сырьевых блоков экспортируется 40 %, брус-
чатки – 24 %, изделий с полированной или обработанной другими способами поверхностью –
36 %. Импортируются в Украину преимущественно полированные слябы, плитка, мозаичные
панно. В то же время импорт каменных блоков составляет около 4% общего его объема.
Наибольшую часть экспортируемого Украинского камня составляют: граниты (Ка-
пустянского, Емельяновского, Токовского и других месторождений) – 34,2 тыс. м
3
, габбро
Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
532
(Слипчицкого, Букивского, Юлиевского и других месторождений) – 20,9 тыс. м
3
, лабрадори-
ты (Каменебродского, Добринского, Очеретинского и других месторождений) – 4,1 тыс. м
3
,
базальт и андезит – 3,2 тыс. м
3
, известняк – 3,0 тыс. м
3
, песчаник – 1,9 тыс. м
3
.
Методика исследований
Шлифование как один из видов механической обработки (обработка резанием) разде-
ляется на черновое (в результате которого снимается основная часть припуска) и чистовое
(при этом достигается заданная точность размеров и шероховатость обрабатываемых по-
верхностей) 4. В камнеобработке черновое шлифование осуществляют алмазно–
абразивным инструментом, в алмазоносном слое которого используют преимущественно
порошки синтетических алмазов с размерами основной фракции 630/500–50/40 (для узкого
диапазона зернистости). При чистовом шлифовании (доводке) используют микропорошки
размерами 60/40–5/3 5, при полировании микропорошки размерами 3/2–1/0.
Одной из основных проблем при изготовлении и эксплуатации алмазно–абразивного
камнеобрабатывающего инструмента для чистового шлифования является слипание (коагу-
ляция) алмазных зерен в конгломераты порошка, размеры которых значительно превышают
размеры основной фракции этого порошка. Как результат на обработанных поверхностях
изделий из камня появляются дефекты (борозды, царапины).
В целях устранения этого недостатка разработан новый инструмент для шлифования
6, рабочий слой которого состоит из спрессованного алмазно–полимерного волокна, в ко-
тором абразивные (алмазные) зерна размещены по одному вдоль волокна 7.
Цель настоящей работы – определить горные породы, которые можно обрабатывать с
использованием разработанного инструмента.
Для предварительной проверки возможности обработки (лощения) горных пород ук-
раинских месторождений отобрали гранит (двух видов), лабрадорит и габбро (по одному
виду). Из них изготовили образцы размером 60 20 (рис. 1 а), которые предварительно в
течение 5 мин обработали (отшлифовали) абразивным инструментом, содержащем в алма-
зоносном слое алмазный порошок размером 40/28.
а б
Рис. 1. Внешний вид образцов гранита (а) и инструмента для проведения
экспериментальных исследований
Для проведения предварительных исследований в соответствии с патентом 6 изгото-
вили экспериментальный образец алмазного инструмента типа АЭ размером 50 5, алмазо-
носный слой которого сформировали из алмазно–полимерного волокна, полученного в соот-
ветствии с патентом 7 из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и синтетических алмазов АСМ
10/7 (рис. 1б).
Исследования проводили на шлифовально–полировальном станке марки 3ШП–320.
Технологические параметры исследований наведены в табл. 1.
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
533
Таблица 1. Технологические параметры экспериментальных исследований
Технологический параметр Единица измерения Значение
Частота вращения шпинделя об./мин 90
Частота двойных ходов поводка дв. ходов/мин 48
Усилие прижима Н 35
Несимметрия штриха мм 0
Смещение штриха мм 3,5
Длина штриха мм 10
Продолжительность обработки мин 5
После обработки образцов камня измеряли микронеровности вновь образованной поверх-
ности известным методом по выбранной на поверхности образцов базовой линии контактным
профилографом–профилометром SJ201 Mitutoyo (Япония) согласно ГОСТ 19300 2.
Результаты
Исследованные природные камни представляют собой основные и кислые интрузивные
горные породы. Химический состав некоторых видов горных пород приведены в табл. 2. Вы-
бранные компоненты химического состава этих камней – оксиды кремния SiO2, алюминия
Al2O3), железа (Fe2O3, FeO), кальция CaО и магния (MgO) – составляют наибольшую в про-
центном отношении их часть в химическом составе пород 9–11. Следует также отметить, что в
рассмотренных горных породах (гранитах, габбро, лабрадоритах) выделяются также окислы
натрия (Na2O) и калия (K2O), которые в табл. 2 отнесены к прочим 9–11. Природные камни в
табл. 2 расположены в порядке возрастания содержания в них оксида кремния.
Таблица 2. Химический состав рассматриваемых видов горных пород
Горная порода
(происхождение)
Содержание компонента в породе, %
SiO2 Al2O3 Fe2O3
1
CaО MgO Прочие
Габбро оливиновое 45,43 17,32 10,87 11,62 8,37 6,39
Габбро безоливиновое 49,14 16,77 9,57 11,19 6,70 6,63
Лабрадорит
Головинский (Украина)
53,55
26,24
5,05
10,5
–
4,66
Гранит. Софиевский. Ук-
раина
71,36
11,96
4,88
2,56
0,58
8,66
Гранит слюдяной 71,84 14,59 2,46 1,67 0,63 8,81
Гранит лейкократовый 74,53 13,83 1,46 1,25 0,40 8,53
Примечание: 1 –общее значение Fe2O3 и FeO; 2 – средние значения 9.
Из данных табл. 2 следует, что в исследованных горных породах содержание оксида
кремния составляет45–75 %.
Минералогический состав некоторых видов горных пород, обработанных (лощенных)
инструментом с алмазным волокном в рабочем слое приведены в табл. 3.
Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
534
Таблица 3. Минералогический состав некоторых видов горных пород Украинских мес-
торождений
Минералы
Содержание в породе, %
Габбро
Букинское
Лабрадорит Го-
ловинский
Гранит Емелья-
новский
Гранит
Маславский
Калишпат 2 – 9 0 – 6 20 – 80 40 – 63
Кварц 0 – 5 0 – 2 15 – 70 40
Плагиоклаз 57–72 87 – 99 10 – 30 –
Роговая обманка – – – 10
Биотит – – – 7
Апатит – – – 2
Оливин – 0 – 2 – 4
Пироксен 25 – 32 4 – –
Другие 0 – 3 – – 1
Как следует из данных табл. 3, для габбро и лабрадоритов основными породообра-
зующими минералами являются полевые шпаты плагиоклазы (анортит и лабрадор), для гра-
нитов калишпаты (ортоклаз и микроклин). Кроме того, в гранитах может содержаться значи-
тельное количество кварца.
Результаты измерения микронеровностей (профилограммы) поверхности некоторых
из исследованных видов горных пород показаны на рис. 2.
R Profile
-1,4
-1,2
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70
[mm]
[u
m
]
а
R Profile
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
0,1
0,2
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70
[mm]
[u
m
]
б
R Profile
-1,4
-1,2
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
[mm]
[u
m
]
в
Рис. 2. Профилограммы микронеровности поверхностей: а – габбро;
б – лабрадорита; в – гранита
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
535
В результате обработки профилограмм было установлено, что высота микронеровно-
стей поверхности исследованных видов горных пород Ra=0.05 – 0,1 мкм.
Поскольку неизвестна чистота поверхности исследоваемых горных пород при обра-
ботке традиционными видами алмазного инструмента, содержащего в алмазоносном слое
синтетические алмазы зернистости 10/7, полученные экспериментальные данные (табл. 4)
можно сравнить с чистотой поверхности стекла (материала, сходного по химическому соста-
ву с исследованными видами горных пород), обработанного инструментом с синтетическими
алмазами зернистости 10/7 (Ra = 0,02–0,16) 12.
Таблица 4. Результаты измерений шероховатости обработанных горных пород
Горная порода Ra
Габро 0.10
Лабрадорит 0.05
Гранит (Янцевский) 0.08
Гранит (Капустинский) 0.02
Стекло К8 0,02–0,16
Выводы
В результате исследований установлено, что предлагаемый алмазный инструмент, алмазо-
носный слой которого сформирован алмазно–полимерным волокном, можно использовать для
обработки (лощения) поверхности изделий, изготовляемых из горных пород (габбро, лабрадори-
тов и гранитов), основными породообразующими минералами которых являются полевые шпаты,
а содержание оксида кремния в химическом составе составляет 45–75 %.
Чистота поверхности исследованых видов горных пород при обработке их инструмен-
том с алмазно–полимерным волокном в рабочем слое соответствует требованиям, предъяв-
ляемых к чистоте лощеных поверхностей камня.
Литература
1. ДСТУ БВ.2.7–37–95. Строительные материалы. Плиты и изделия из природного кам-
ня. Технические условия. Введ. 01.01.96.
2. ГОСТ 30629–99. Материалы и изделия облицовочные из горных пород. Методы ис-
пытаний. Введ. 01.01. 01.
3. ДСТУ 3844–2000. Дизайн и эргономика. Правила выполнения дизайн–
эргономических работ при разработке и постановке продукции на производство.
Введ. 01.09.2000.
4. ДСТУ 2391–94. Система технологической документации. Термины и определения.
Введ. 01.01.95.
5. ДСТУ 3292–95. Порошки алмазные синтетические. Введ. 01.01.95.
6. Інструмент для фінішної обробки Ю. Д. Філатов, В. І. Сідорко, В. Д. Курілович, В. С.
Біловол // Патент на корисну модель № 43681, B24D17/00, Опубл. 25.08. 09.
7. Абразивне волокно Ю. Д. Філатов, В. Д. Курілович, В. І. Сідорко, С. В. Ковальов, В.
Г. Крамар //Патент на корисну модель № 38450, B24D17/00, Опубл. 12.01. 09.
8. Гелета О.Л. Огляд експортно–імпортних операцій з декоративним камінням в Україні
(2008 р) // Коштовне та декоративне каміння. Інформ.–довідкове вид. К: Вид–во.
ДГЦ МФУ. – 2009. –№ 56. –С. 28 33.
9. Добыча и обработка природного камня. Справочник / Под ред. А.Г. Смирнова.– М.:
Недра, 1990. – 446 с.
Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
536
10. Григорович М. Е. Методические указания по поиску и перспективной оценке место-
рождений цветных камней. – Вып. 12. Декоративно–облицовочные камни / Под ред.
Е. Я. Киевленко. – М.: Изд–во ЦСПХП Мингеологии СССР ВГФ, 1977. – 90 с.
11. Морозова Н. И. Методические указания по поиску и перспективной оценке месторо-
ждений цветных камней. – Вып. 18. – Иризирующие полевые шпаты / Под ред. Е. Я.
Киевленко. – М.: Изд–во ЦСПХП Мингеологии СССР ВГФ, 1978. – 74 с.
12. Ардамацкий А. Л. Алмазная обработка оптических деталей. – М.: Машиностроение,
1978. – 232 с.
Поступила 26.02.10
УДК 679.8
В. В. Пегловский, канд. техн. наук
Научно-технологический алмазный концерн «Алкон» НАН Украины, г. Киев
ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ И ЖЕЛЕЗА
В ХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ ГОРНЫХ ПОРОД НА ТРУДОЕМКОСТЬ
И ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ИХ ОБРАБОТКИ
Influence on labour input and power consumption of processing of some rocks of the main-
tenance in their chemical compound oxides aluminium and iron is considered.
Введение
При исследовании физико-механических свойств некоторых природных камней (гор-
ных пород и минералов) замечено, что их прочностные свойства (предел прочности при сжа-
тии, твердость и др.) зависят от наличия и процентного содержания в их составе определен-
ных компонентов: оксидов кремния, алюминия, железа и некоторых других 13. В свою
очередь, изменение прочностных свойств горных пород влияет на трудоемкость и энергоем-
кость их обработки 1; 4; 5. Такие породы, в том числе разведанные и добываемые в Украи-
не 6, обрабатывают преимущественно с использованием алмазно-абразивной технологии. В
этой связи исследование влияния на трудоемкость и энергоемкость обработки (алмазного
шлифования) горных пород их химического состава является актуальной задачей камнеобра-
батывающего производства.
Методика исследований
Каждый из минералов (породообразующих или второстепенных) в составе горной по-
роды, является определенным химическим соединением. По общему химическому составу
горной породы можно судить о свойствах этого полиминерального конгломерата в целом.
При исследовании природных камней один из известных специалистов в этой области
академик Е. Я. Киевленко, чья классификация природных камней является наиболее близкой
к принятой в Украине 7, при описании их химического состава различает несколько основ-
ных компонентов этих камней: оксиды кремния SiO2, алюминия Al2O3 , железа Fe2O3,
FeO, кальция CaО и магния MgO. Эти компоненты занимают наибольший процент в хи-
мическом составе природных камней 810.
Настоящая работа посвящена исследованию влияния содержания оксидов алюминия и
железа на трудоемкость и энергоемкость алмазно-абразивной обработки (шлифования) гор-
ных пород.
В качестве исследуемых горных пород были выбраны мраморный оникс, мрамор
«TISD», офиокальцит, серпентинит, родонит, скарн, роговик, амазонит, лабрадорит, жадеит и
джеспилит.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-23482 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0065 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T12:33:19Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сидорко, В.И. Курилович, В.Д. Пегловский, В.В. 2011-07-04T16:11:45Z 2011-07-04T16:11:45Z 2010 Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород / В.И. Сидорко, В.Д. Курилович, 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, 2010. — Вип. 13. — С. 531-536. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. XXXX-0065 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23482 621.9 In article possibility of use of the tool a working layer is considered, which is made of a diamond fibre for different kinds of a stone 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 Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород Сидорко, В.И. Курилович, В.Д. Пегловский, В.В. Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| title | Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород |
| title_full | Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород |
| title_fullStr | Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород |
| title_full_unstemmed | Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород |
| title_short | Исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород |
| title_sort | исследование возможности использования инструмента с алмазным волокном в рабочем слое для обработки некоторых видов горных пород |
| 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 |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23482 |
| work_keys_str_mv | AT sidorkovi issledovanievozmožnostiispolʹzovaniâinstrumentasalmaznymvoloknomvrabočemsloedlâobrabotkinekotoryhvidovgornyhporod AT kurilovičvd issledovanievozmožnostiispolʹzovaniâinstrumentasalmaznymvoloknomvrabočemsloedlâobrabotkinekotoryhvidovgornyhporod AT peglovskiivv issledovanievozmožnostiispolʹzovaniâinstrumentasalmaznymvoloknomvrabočemsloedlâobrabotkinekotoryhvidovgornyhporod |