Technological Processes of Machining of Natural Stones

May 10, 2018 | Author: Anonymous | Category: N/A
Share Embed


Short Description

Download Technological Processes of Machining of Natural Stones ...

Description

УДК 679.8;622.027 П. И. Дубинин, к.т.н., доц., А. П. Дмитрова, к.т.н., Московский государственный горный университет E-mail: [email protected]

Технологические процессы обработки природного камня Дано определение технологических процессов художественной обработки природного камня. Установлена взаимосвязь технологических процессов художественной обработки с физико-техническими и декоративными свойствами заготовок природного камня, видом и способом трансформирования энергии при обработке, последовательностью выполнения технологических операций, а также от фактурой обработанных поверхностей, формой и размерами изделий. Ключевые слова: природный камень, обработка, технологические процессы, энергия, разрушение, источник трещин, изделие, фактура, прочность.

P. I. Dubinin, A. P. Dmitrova

Technological Processes of Machining of Natural Stones A definition of the technological processes of artistic processing of natural stone. The interrelation of artistic treatment processes with the physical, technical anddecorative properties of natural pieces of stone-tion, type and method of transformation of energy in processing, the sequence of technological operations, as well as the texture of proctannyh surfaces, shapes and sizes of products. Keywords: natural stone, treatment processes, the energy, destroying the source of cracks, the product texture and strength.

Природный камень – это горные породы и минералы, используемые в промышленности, строительстве, декоративном архитектурном убранстве, украшении интерьеров и экстерьеров, декоративно-прикладных, культурно-бытовых и ювелирных изделиях. Под художественной обработкой природного камня понимается совокупность технологических процессов, направленных на изменение объёма, физико-технических и декоративных свойств материала заготовки или изделия, с целью получения фактуры обработанных поверхностей и формы изделия, раскрывающих красоту камня, и обладающего не только функциональными, но и эстетическими качествами [1,3,5]. Осуществление процесса по изменению объёма, физико-технических и декоративных свойств заготовки или изделия из природного камня происходит вследствие энергетического воздействия, распространяющегося на весь объём заготовки или определённую часть

его, по строго установленным законам, зависящим от вида трансформируемой энергии и цели обработки. Производительность и качество художественной обработки природного камня зависит от возможности эффективно управлять во времени и пространстве мощностью энергетического воздействия на обрабатываемую заготовку или изделие. Исходя из того, что изделия из природного камня должны обладать функциональными и эстетическими качествами, а технологические процессы осуществляются в результате воздействия на заготовку или изделие различными видами энергии, выделим следующие взаимосвязанные направления технологических процессов художественной обработки: *Процессы, направленные на изменение размеров заготовки и получение определённой фактуры обработанной поверхности изделий из природного камня (механические и физико-технические методы обработки); *Процессы, направленные на изменение физико-технических свойств заготовок природного камня или изделий из него (физико-технические и физико-химические методы обработки); Технологические процессы художественной обработки взаимосвязаны, а их эффективность зависит от физико-технических и декоративных свойств заготовок природного камня, способа трансформирования энергии при обработке, последовательности выполнения технологических операций, а также от фактуры обработанных поверхностей, формы и размеров изделий (рис. 1) [2,4,6]. Основная доля затрат, связанных с художественной обработкой природного камня, в настоящее время приходится на механические и физико-технические методы обработки, направленные на изменение размеров заготовки и получение определённой фактуры обработанной поверхности изделий из природного камня. В то же время вовлечение в технологические процессы художественной обработки физикотехнических и физико-химических методов обработки, направленных на изменение физико-технических и декоративных свойств камня, позволит вовлечь в производство горные породы и минералы, ранее не обрабатываемые, а также расширить область применения изделий из них. Несмотря на всё разнообразие изделий из природного камня и способов их изготовления, практически все технологические процессы, направленные на изменение размеров заготовки и получение определённой фактуры обработанной поверхности, непосредственно связаны с разрушением и удалением некоторого объёма камня из заготовки. Под разрушением твердого тела подразумевают, разделение его на невзаимодействующие части. Разрушение твердых горных пород (природного камня) происходит вследствие роста трещин, и такое

разрушение называют хрупким. Практически весь природный камень разрушается хрупко, то есть вследствие роста трещин, хотя встречаются при определенных режимах воздействия, процессы пластического деформирования (хрупко-пластичное и пластичное разрушение). Природный камень характеризуется большой изменчивостью по механическим свойствам, структуре, текстуре, а при изменении размеров кусков камня механические свойства начинают зависеть от направления деформирования этих кусков от их размеров. При обработке природного камня различают два вида разрушения: хаотичное и направленное. При хаотичном разрушении отделяется от заготовки произвольный объём камня, а при направленном разрушении от заготовки отделяется объём камня определенной формы и размеров по строго заданным поверхностям. Вид хаотичного или направленного разрушения зависит от особенностей исполнительного органа обрабатывающего инструмента и уровня группы феноменологических признаков строения природного камня, на котором рассматривается данный процесс. Например, алмазно-абразивная обработка на макроскопическом уровне представляет процесс направленного разрушения, а на микроскопическом – хаотичного разрушения. На технологические процессы художественной обработки декоративного природного камня существенно влияют внешние физические поля, вид и мощность энергетического воздействия, а также способность камня трансформировать это энергетическое воздействие в работу разрушения (физико-технические свойства). Основное отличие процессов, направленных на изменение физикотехнических и декоративных свойств заготовок природного камня или изделий из него, от процессов, направленных на разрушение, заключается в том, что применяемые виды энергии, трансформируемые в обрабатываемый материал, не должны формировать в нем источники трещин, приводящие к разрушению заготовок камня или изделий из него. Наоборот, эти процессы направлены на создание благоприятных условий для дальнейшей обработки и улучшение декоративных свойств природного камня, повышающих художественную ценность изделий из него.

Рис. 1. Классификация обработки природного камня [3]

Основное отличие процессов, направленных на изменение физикотехнических и декоративных свойств заготовок природного камня или изделий из него, от процессов, направленных на разрушение, заключается в том, что применяемые виды энергии, трансформируемые в обрабатываемый материал, не должны формировать в нем источники трещин, приводящие к разрушению заготовок камня или изделий из него. Наоборот, эти процессы направлены на создание благоприятных условий для дальнейшей обработки и улучшение декоративных свойств природного камня, повышающих художественную ценность изделий из него. Список литературы 1. Дубинин П.И., Дмитрова А.П. Сущность процессов художественной обработки природного камня. Сб. статей Х111 Всероссийской конференции (с международным участием) «Технология художественной обработки материалов».- М.: 2010, С.366-382. 2. Дубинин П.И. Повышение производительности круглого шлифования изделий из природного камня на основе обоснования энергосберегающих режимов хрупкого разрушения. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. – М.: 2010, С.144. 3. Дубинин П.И., Дубинина А.П., Дубинина Л.П. Пути развития художественной обработки природного камня в России. - Добыча, обработка и применение природного камня: сб. науч. тр. – Магнитогорск: МГТУ, 2006, с. 228 - 234. 4. Дубинин П.И., Дубинина А.П. К вопросу классификации обработки природного камня. - М., Горный информационноаналитический бюллетень, №5, 2006, с.36-48 5. Морозов В.И., Дубинин П.И., Дубинина А.П. Тенденции развития художественной обработки природного камня в России. – Труды XI Международного симпозиума «GEOTECHNIKA – GEOTECHNICS 2004», Польша, г.Устронь, 2004, с. 51-58. 6. Протасов Ю.И. Разрушение горных пород. – М.: МГГУ, 2002, 453 с.

View more...

Comments

Copyright � 2017 UPDOC Inc.