§ 47. Шлифовка-полировка изделий из камня. Общие сведения
Шлифовка — один из самых трудоемких и дорогостоящих процессов в
обработке природного камня. В ряде случаев фактурная обработка
заканчивается шлифовкой либо лощением, при котором лицевая поверхность
приобретает равномерно шлифованную фактуру либо матовый блеск. Однако
чаще изделия после лощения полируют, что придает камню особенную
декоративность из-за наиболее полного раскрытия его рисунка, цвета и
структуры. Отполированная поверхность камня становится более темной и
приобретает зеркальный блеск. Указанные процессы выполняются на одних и
тех же шлифовально-полировальных станках рабочими одинаковой профессии.
Однако есть значительные различия, которые обусловливают разные
требования к режимам шлифовки и полировки и, в первую очередь, к
давлению на инструмент, частоте вращения и скорости перемещения его по
обрабатываемой поверхности.
Процесс шлифовки состоит из ряда последовательных операций — грубая
шлифовка (обдирка), средняя шлифовка, тонкая шлифовка, лощение. Иногда
число шлифовальных операций увеличивают на одну-две (обычно при
обработке гранита) за счет добавления промежуточных стадий, что
позволяет сократить время каждой отдельной операции, снизить удельный
расход инструмента, повысить качество обработки. Каждая операция имеет
свое определенное назначение. Целью обдирки является исправление
дефектов распиловки и максимальное приближение лицевой поверхности к
плоскости. Не-плоскостность при этом не должна превышать 1 мм на 1 м.
Средняя шлифовка предназначена для первоначального выравнивания
микронеровностей, а тонкая, в процессе которой сокращается база
микронеровностей и достигается чистота поверхности с перепадом высот до
0,04 мм — для дальнейшего ее выравнивания. Цель лощения — сокращение
базы микронеровностей и перепада высот до 0,001 мм. При этом полностью
выявляется текстура камня и появляется мягкий матовый блеск. После
заключительной операции фактурной обработки — полировки, высота
микронеровностей не превышает 0,4—0,2 мкм.
Таким образом, после каждой операции достигается повышение класса
чистоты поверхности, т. е. все более сглаживается ее шероховатость.
Для шлифовки применяют различные абразивные (в том числе алмазные)
материалы с постепенно уменьшающейся крупностью зерен.
Полировку (накатку глянца) выполняют жесткими или эластичными
полировальниками со связанным полирующим материалом, либо войлочными
кругами со свободной полирующей суспензией в виде смеси с пенообразной
консистенции из полирующих порошков (оксида хрома, олова, алюминия и т.
п.) с водой.
Фактурная обработка камня на любом шлифовально-полировальном станке
включает следующие основные этапы: подготовку станка к работе, его
запуск и остановку, обслуживание станка в процессе работы-, снятие с
рабочего стола или транспортера готовой продукции либо полуфабриката.
В процессе подготовки станка к работе производят установку рабочего
инструмента и заготовки на стол станка, проверку готовности станка к
работе и его настройку на заданный режим обработки. Рабочий инструмент,
устанавливаемый на шпиндель станка, должен строго соответствовать
характеру операции и прочности обрабатываемого камня. Вначале
устанавливают инструмент для грубой шлифовки (обдирки). Способ крепления
инструмента зависит от конструкции станка и рабочей головки.
На большинстве мостовых, коленно-рычажных и конвейерных станков
инструмент крепят путем введения трех штифтов с головками, укрепленными
на обратной стороне корпуса круга в фигурные пазы фланца шпинделя с
последующим разворотом круга в направлении его вращения. Эту операцию,
которая занимает не более одной минуты, производят, опуская шпиндель на
шлифовальный круг, лежащий своей рабочей поверхностью на плоскости
стола, а затем включают привод и закрепляют круг на головке шпинделя.
Крепление инструмента на портальных станках требует большего времени.
Так, на станке модели ВШ-3 каждая шлифовальная шарошка крепится к
чугунному диску (феррасе) индивидуально с помощью потайных винтов,
вставляемых в прорези феррасы, а для модели ЛЖ используется
индивидуальное винтовое крепление шлифовального круга к оси рабочей
головки.
Установка заготовки на стол станка зависит от группы обрабатываемого
камня по прочности. Так, плиты из прочного камня, имеющие большие
размеры (главным образом, гранитные), укладывают поштучно, а мраморные
плиты — в специальных кассетах или поддонах. Формирование кассет не
входит в обязанности шлифовщика-полировщика, для которого в этом случае
укладка заготовок на стол станка значительно упрощается и сводится к
установке кассет с набором мраморных плит на столе и выверке их по
уровню в горизонтальной плоскости.
Индивидуально обрабатываемая гранитная плита требует закрепления ее с
торцов деревянными планками или клинышками во избежание смещения в
процессе шлифовки. Для предупреждения раздавливания плиты во время
обработки нижняя поверхность ее должна плотно прилегать к плоскости
стола. Кроме того, необходимо, чтобы плита была установлена в
горизонтальной плоскости по уровню, для чего используют распорные
клинья, которые вводят между нижней плоскостью заготовки и рабочей
поверхностью стола. Иногда для упрощения этой операции плиту укладывают
на слой мелкого песка, который под ее тяжестью перераспределяется и
ровно заполняет все пустоты между плитой и поверхностью стола. На
некоторых камнеобрабатывающих предприятиях для ускорения установки
плит-заготовок поверхность стола покрывают влажным войлоком.
Отличительные особенности имеет операция укладки плит на станках моделей
ЛЖ, ЛЖ9, ЛЖ12. Для упрощения этой операции вначале рекомендуется
произвести сортировку плит-заготовок по толщине, отобрав для укладки
заготовки, наиболее близкие по значению этого размера. Плиты-заготовки
укладывают на бетонную площадку между рельсами станка, с максимальным
использованием свободного пространства, до укладки на эту площадку
заливают жидкий раствор гипса в виде поперечных полос (по 2—3 полосы под
каждую плиту-заготовку в зависимости от ее длины). При укладке плит
необходимо добиваться, чтобы их поверхности находились в одной
горизонтальной плоскости, что достигается регулированием толщины слоя
гипсового раствора под плитой (максимальный перепад поверхностей
обрабатываемых плит-заготовок не должен нрепышягь 1 мм), причем
выступающие на краях плиты гребешки-кромки следует сколоть. Плиты,
имеющие кривизну поверхности распила, должны укладываться выпуклостью
вверх.
При шлифовке плит-заготовок, имеющих высокое качество исходной
поверхности, допускается их установка без гипсовой растворной смеси на
деревянный настил с креплением плашками, прибиваемыми по периметру
плиты.
Для определения готовности станка к работе проверяют состояние крепежных
деталей и клиноременной передачи, затяжку болтовых соединений,
готовность электрооборудования, исправность заземления и световой
сигнализации, отсутствие посторонних предметов в рабочем пространстве
станка, установку ограждений. При отрицательных результатах проверки,
хотя бы по одному из указанных факторов, пуск станка категорически
запрещен. Оконча голыши проверка готовности станка производится на
холостом ходу, по время которого устанавливают правильность
взаимодействия всех узлов кинематической схемы, работоспособность всех
подшипников, наличие смазки в подвижных соединениях, исправность всех
кнопок на пульте управления, равномерность подачи (моста, каретки,
портала) и плавность ее регулирования. Затем производят настройку станка
на заданный режим работы с учетом требуемой фактуры, характера
выполняемой операции и вида примененного инструмента, для чего на пульте
управления задают необходимые скорости вращения рабочей головки и
продольной, и поперечной подачи инструмента.
Запуск станка и обслуживание его во время работы зависят от
конструктивного исполнения станка. В качестве примера рассмотрим порядок
запуска и обслуживания в процессе работы станка модели СМР-013, который
вначале настраивают на требуемые размеры заготовки путем регулировки
башмаков-упоров, ограничивающих перемещение каретки и моста (с учетом
возможности выхода рабочего инструмента за края заготовки не более чем
на Vs диаметра). Затем на электропульте управления (см. рис. 34, а)
поворотом выключателя сети питания 10 подключают напряжение к станку.
Если при этом загорится сигнальная лампочка, нажатием кнопки 4 включают
насосы маслостанции, которые для достижения необходимой текучести масла
в гидросистеме рекомендуется включить вхолостую за 10—15 минут до начала
работы. После этого нажатием кнопки 3 включают подъем шпинделя и выводят
его в положение, при котором шлифовальная головка не будет касаться
обрабатываемой поверхности при перемещении моста и каретки. Далее
переключателем 5 отключают автоматику, установив рукоятку в нейтральное
положение, и с помощью кнопок ручного управления 1—3, 17—19 переводят
шпиндельную головку в требуемую исходную позицию для начала шлифовки.
На гидропульте (см. рис. 34, б) регулятором 1 устанавливают требуемые
скорости перемещения моста и каретки, а затем переключатель
электропульта 5 устанавливают на выбранную автоматическую программу с
включением движения моста и каретки. При помощи кнопки 7 электропульта
включают малую скорость вращения шпинделя, открывают вентиль подачи
воды, включают блокировку нажатием кнопки И и подачу воды на инструмент,
пользуясь кнопкой 12. После этого с помощью кнопки 1 медленно опускают
шлифовальную головку до соприкосновения инструмента с обрабатываемой
поверхностью и устанавливают регулятором гидропульта 2 необходимое
давление на заготовку, пользуясь результатами тарировочной настройки
(выполняется обычно в период пусконаладочных работ).
При значительных отклонениях исходной поверхности от плоскости шлифовку
начинают в ручном или полуавтоматическом режиме с пониженным давлением в
гидросистеме. Вначале поверхность заготовки приводят к единой плоскости,
снимая слой камня с самых высоких участков, после чего переходят на
автоматический режим работы по трем-четырем последовательным программам
с доведением усилия прижима инструмента к поверхности до требуемой
величины.
Основными задачами шлифовщика-полировщика в это время являются активное
наблюдение за процессом обработки и соблюдение режимов, заданных в
технологической карте. Одновременно нужно следить за работой станка и
правильностью взаимодействия всех его узлов.
Программу изменяют поворотом переключателя 5 электропульта в позицию,
указанную на его панели. Изменение программы может производиться на
ходу. При этом программы «продольные ступеньки», «поперечные ступеньки»
и «зигзаг» могут включаться при любом положении шлифовальной головки на
поверхности заготовки, а программа «контур» (прямоугольник) —только при
одном из крайних положений моста или каретки.
На ручное управление станком шлифовщик-полировщик может перейти в любой
момент с помощью соответствующих кнопок электропульта. Так, движение
моста включается нажатием кнопок 17 и 18, а остановка его — нажатием
общей кнопки «стоп» — 14 (см. рис. 34, а). Перемещение каретки вправо и
влево производится с помощью кнопок 19 и 2, а ее остановка—нажатием той
же кнопки 14. Для включения максимальной скорости вращения шпинделя
необходимо вначале включить малую скорость, пользуясь кнопкой 7 и только
.после разгона электродвигателя включают вторую скорость нажатием кнопки
9. Если заключительная операция процесса (полировка) выполняется
войлочными кругами, необходимо отключить подачу выключателем 12 и
блокировку выключателем 11. При обнаружении каких-либо неисправностей
или отклонений от нормальной работы станка и нормального хода
технологического процесса станок необходимо остановить и вызвать мастера
цеха (начальника смены). Для аварийного отключения станка предназначена
кнопка 16.