Изделия из гранита в основном применяются в виде
облицовочных плит. Фактурная обработка гранитных плит-заготовок которые
обычно имеют крупные размеры и соответственно значительную площадь
лицевой поверхности, производится поштучно. Заготовки из гранита на
шлифовку поступают неокантованными. Если их предварительно окантовать,
т. е. обрезать по заданным размерам, как это делают при шлифовке
заготовок из мрамора, то во время обработки из-за большого давления,
которое достигает 1,0—1,2 МПа, образуются по краям сколы. Кроме того,
ввиду шарнирного крепления инструмента па шпинделе при шлифовке
заготовок происходит неравномерный съем слоя камня по углам и кромкам
плиты, что приводят к их так называемому заваливанию (т. е. занижению
относительно общей плоскости лицевой поверхности).
Особое положение в фактурной обработке изделий из гранита занимает ее
первая операция — грубая шлифовка (обдирка), которая отличается
наибольшей трудоемкостью. Время ее выполнения, достигает 40—60 % общего
времени, затрачиваемого на весь процесс. В зависимости от качества
исходной пиленой поверхности плит-заготовок грубая шлифовка
подразделяется на: обдирку свободным абразивом, осуществляемую на
специализированном обдирочном станке, с выполнением последующих операций
на станке другого типа; обдирку связанным абразивом, выполняемую на том
же станке, что и все последующие операции.
Обдирка свободным абразивом производится шлифовальником в виде чугунного
диска (феррасы) с закрепленными на нем чугунным или стальными брусками
(каблуками), работающего с дробью диаметром 1,5—2,0 мм марок ДЧЛ, ДЧК
или ДСР, либо со шлифпорошками из карбида кремния марок КЧ или КЗ
зернистостью 160— 125. Абразивная пульпа подается по феррасу в процессе
работы станка насосом, реже эжектором.
К станкам, предназначенным для обдирки свободным абразивом, относятся
современные мостовые шлифовальные станки модели 320 и портальный станок
модели BUI-3, который был широко распространен в прошлом, а сейчас из-за
физического износа применяется лишь в единичных случаях на некоторых
камнеобрабатывающих предприятиях. Обдирка свободным абразивом (главным
образом, дробью) долгое время была единственным способом выравнивания
исходной поверхности плит-заготовок, которые распиливались штрипсовыми
пилами с использованием крупной дроби и соответственно имели
значительные отклонения лицевой поверхности от плоскости (горбы,
впадины, глубокие борозды).
Обдирка связанным абразивом производится абразивными торцовыми
шлифовальными кругами цилиндрической формы (шарошек), из которых обычно
формируются сборные круги, сегментами, объединенными общей планшайбой,
планетарными головками или алмазными сборными плоскими шлифовальными
кругами, а также специально предназначенными головками АГШГ для грубой
шлифовки. Крепление обдирочного инструмента к шпинделю станка жесткое,
однако между шпиндельным фланцем и планшайбой помещают упругую прокладку
из резины, чем обеспечивается возможность незначительных отклонений
рабочей поверхности инструмента от горизонтальной плоскости. Обдирка
связанным абразивом может выполняться как на портальных, так и на
мостовых и коленно-рычажных станках. Широкому распространению ее в
последние годы способствовало массовое внедрение технологии распиловки
гранита с применением мелкой дроби, позволившее получать плиты-заготовки
с лучшим качеством исходной поверхности. Преимущество обдирки связанным
абразивом заключается в исключении повторной установки и выверки
заготовки на другом станке после ее обдира на первом, как это имеет
место при дробовом обдире.
При обдирке свободным абразивом плиту-заготовку укладывают на
металлический поддон, обеспечивая плотное прилегание его постели (нижней
грани) к днищу поддона. Это исключает раскол заготовки при высоком
давлении инструмента. Поддон с заготовкой подают на стол станка крапом н
укладывают с соблюдением горизонтальности лицевой поверхности плиты.
После этого включают подачу абразивной пульпы, вращение и рабочий ход
шлифовальной головни и опускают шлифовальник (феррасу) на заготовку. С
момента соприкосновения феррасы с поверхностью плиты-заготовки
шлифовщик-полировщик должен следить за равномерным перемещением
шлифовальника по поверхности и постепенным опусканием его по мере снятия
верхнего слоя камня. Вначале снимают самые выпуклые участки, которые при
этом светлеют и выделяются на общем более темном фоне лицевой
поверхности плиты. Постепенно светлые места увеличиваются и заполняют
всю поверхность, после чего феррасу отводят в сторону и выверяют лицевую
плоскость плиты, прикладывая к ней линейку по периметру и диагоналям.
Если неплоскостность не превышает 1 мм на
1 м, поверхность плиты считается удовлетворительной и операция
заканчивается. При большей неплоскостности выравнивание продолжают,
повторно выверяют плоскость плиты и еще раз проходят шлпфовальником по
всей шлифуемой поверхности. Обычно до полного выравнивания поверхности
заготовки необходимо от 2 до 10 проходов инструмента (и зависимости oт
качества исходной поверхности) .
По окончании обдирки станок выключают в следующем порядке: отводят
шлифовальник в крайнее положение, выключают двигатель вращения шпинделя
и привод перемещения каретки, выводят портал, а у станка модели 320 —
мост за пределы рабочего станка, выключают подачу абразивной пульпы.
Обдирка гранита инструментом со связанным абразивом обычно выполняется
на мостовых станках и сводится к выполнению тех же основных приемов, что
и при обдирке свободным абразивом. На этой операции лучше использовать
планетарные рабочие головки, обеспечивающие высокую производительность
обработки за счет интенсивного съема поверхности камня; шпиндель станка
при этом должен быть включен на малую скорость вращения. Значительный
эффект достигается также при применении на обдирке гранита рабочих
головок с «качающимися» шлифовальными сегментами.
Особое внимание при этом уделяется проверке эластичности шарнирного
соединения рабочей головки со шпинделем; для этого создают давление на
инструмент, равное 150—200 Н, затем фиксируют величину перемещения
инструмента в вертикальной плоскости, которое не должно превышать 2 мм.
При подготовке станка к работе следует установить упор, ограничивающий
вертикальное перемещение инструмента так, чтобы последний мог опуститься
ниже обрабатываемой поверхности не более чем на 2 мм. Пуск станка
осуществляется в следующей последовательности: включают подачу
охлаждающей жидкости, прижимают инструмент к обрабатываемой поверхности,
включают привод вращения инструмента, а затем привод его перемещения в
горизонтальной плоскости.
Как и в случае обдирки свободным абразивом обработку нужно начинать с
выступающих участков заготовки. При этом перемещение инструмента вначале
рекомендуется производить вдоль борозд-запилов на обрабатываемой
поверхности (следы распиловки), а затем продолжить перемещение в
направлении поперечном запилам. Если в качестве обдировочного
инструмента используются алмазные головки, необходимо особое внимание
уделить качеству исходной поверхности заготовки, которая должна быть
тщательно очищена от шлама и абразива. Обработку рекомендуется начинать
при давлении, составляющем 50 % его рационального значения, и лишь после
одного-двух проходов инструмента по поверхности заготовки довести
давление до требуемой величины. При необходимости снять в процессе
обдирки значительный слой камня (свыше 2 мм), что бывает при больших
отклонениях исходной поверхности от плоскости, в процессе работы следует
произвести переустановку упора, ограничивающего вертикальное перемещение
инструмента. В случаях, когда исходная поверхность имеет незначительные
отклонения от плоскости, обдирка гранита может осуществляться полностью
по автоматической программе. При ручной и автоматической подачах следует
применять схему последовательно-параллельных проходов инструмента с
перекрытием обработанных зон, равным 0,1—0,2 диаметра круга, при этом
должно выполняться основное условие — инструмент не должен выходить за
край обрабатываемой заготовки более чем на Vs своего диаметра.
В заключение операции обдирки следует произвести один проход инструмента
по обрабатываемой поверхности с увеличенной рабочей подачей (верхняя
граница рекомендуемых значений) при давлении инструмента на изделие,
составляющем 50 % рационального. Операция считается завершенной, когда
па обрабатываемой поверхности не остается следов дробовой распиловки
(борозд, запилов), а отклонение от плоскости не превышает 1 мм.
По окончании операции обдирки гранита инструментом со связанным
абразивом необходимо выключить станок в такой последовательности:
отвести шлифовальник в крайнее положение, выключить двигатель вращения
шпинделя и привод перемещения каретки, вывести мост за пределы рабочего
стола, выключить подачу воды.
На этом операция обдирки гранита завершается. Обработанную
плиту-заготовку промывают водой из шланга. При этом, если обдирка
производилась на специализированном станке, поддон с заготовкой снимают
краном со стола и подают на промежуточный склад-площадку, расположенную
у станков, на которых выполняют дальнейшие операции шлифовки и
полировки, обычно это мостовые станки моделей СМР-013А, СМР-013, 303,
Леви-матик-3500, Мннали МС-3 и др.
При перестановке плиты с одного станка на другой необходимо следить,
чтобы её обрабатываемая поверхность строго соответствовала плоскости
вращения шлнфовальника, так как иначе потребуется длительное время на
дополнительный съем слоя камня для выравнивания поверхности в
соответствии с плоскостью движения инструмента. Поэтому вначале
устанавливают плиту на столе так, чтобы обрабатываемая поверхность
лежала строго в горизонтальной плоскости. Выравнивание плиты
производится по уровню с использованием подкладок и т. п.
Последовательность операций шлифовки на мостовых станках изложена в §
48. Рациональная последовательность смены рабочего инструмента в
процессе шлифовки для различных вариантов шлифовки приведена в табл. 43,
а рациональные режимы обработки — в табл. 44.
За обдиркой обычно следует операция предварительной шлифовки, которая
может выполняться разнообразным рабочим инструментом. В процессе
обработки шлифовщик-полировщик периодически контролирует качество ее
выполнения, останавливая станок и осматривая заготовку. В отдельных
случаях можно переходить на ручное управление станком и держать
шлифовальник более длительное время на особенно выступающих местах
поверхности или на участках со следами предыдущей обработки. До полного
завершения операции предварительной шлифовки обычно требуется 3—4
прохода инструмента по обрабатываемой поверхности, что позволяет
полностью устранить следы обдирочного инструмента. В заключение
поднимают шпиндель станка, отключают автоматику, привод вращения
шпинделя и систему охлаждения, после чего промывают обработанную
поверхность водой, производят замену инструмента и переходят к операции
средней шлифовки, во время которой инструмент совершает обычно 3—4
полных прохода по обрабатываемой поверхности.
Операция средней шлифовки считается законченной после полного устранения
на поверхности плиты следов предыдущей обработки и получения однородной
фактуры примерно 6 класса шероховатости по ГОСТ 2789—73. Закончив эту
операцию, вновь поднимают шпиндель станка, отключают автоматический
режим, привод вращения шпинделя и систему охлаждения, после чего
заменяют шлифовальный инструмент и промывают поверхность плиты водой из
шланга.
Затем станок снова запускают в работу и повторяют все действия в
указанном выше порядке, производя операцию тонкой или доводочной
шлифовки. При этом операция тонкой шлифовки производится до получения
поверхности с шероховатостью, соответствующей 7 классу по ГОСТ 2789—74,
что достигается 2—3 проходами инструмента; заключительная операция
шлифовки (лощение) считается законченной, если шероховатость поверхности
соответствует 8 классу по ГОСТу, для чего требуется 2—3 прохода
инструментом.
Заключительная стадия фактурной обработки изделий из гранита — операция
полировки, выполняемая обычно на тех же станках, что и шлифовка, но
специализированным (полировальным) инструментом.
При использовании на этой операции жестких полировальников со связанным
полирующим материалом или алмазных полировальных головок полировка
выполняется по аналогии со шлифовкой. Отличие состоит лишь в выборе
менее интенсивных режимов обработки: вращение шпинделя должно
производиться на пониженной скорости, а давление на плиту составляет не
более 50—70 % от давления при шлифовке. При этом скорость вращения
инструмента рекомендуется выбирать в пределах 8— 10 м/сек, а давление от
0,025 до 0,05 МПа.
Значительный опыт работы камнеобрабатывающих предприятий свидетельствует
о том, что наиболее высокое качество полировки гранита достигается при
использовании войлочных (фетровых) кругов с разнообразными полирующими
суспензиями. При полировке войлочными или фетровыми кругами со свободной
полирующей суспензией рекомендуется следующий порядок работы: очистить
поверхность плиты от шлама и воды, оставшихся после шлифовки (деревянной
планкой, к торцу которой прикреплена прокладка из жесткой резины);
равномерно нанести на поверхность плиты и на рабочий торец войлочного
круга плотный слой полирующей суспензии (смесь оксида хрома с водой);
потереть увлажненной губкой поверхность плиты; включить станок и
подвести круг до полируемой поверхности; довести давление до требуемой
величины; переключить станок на автоматический режим работы по трем
последовательным программам.
Обычно Для полного выполнения операции необходимо осуществить 3—4
прохода по обрабатываемой плите-заготовке, поверхность которой в
процессе полировки следует периодически увлажнять. Качество полировки
должно систематически контролироваться визуально или с помощью
блескомера НИИКС-М (см. § 44).При обнаружении на полированной
поверхности дефектов или недостаточном качестве полировки плита
направляется на повторную обработку, которую нужно начинать со второй
шлифовальной операции.
Рациональные режимы шлифовки-полировки гранита на портальных станках
моделей ЛЖ, ЛЖ9 и ЛЖ12, используемые на Ленинградском комбинате
облицовочных и строительных материалов и других предприятиях, приведены
в табл. 45.
Фактурная обработка гранита на конвейерных широкоставных станках
(например, модели 322Г) в принципе аналогична шлифовке-полировке на
мостовых станках, хотя в данном случае процесс осуществляется
непрерывно, а функции рабочего станочника предельно упрощаются ввиду
высокого уровня автоматизации этого оборудования.
Поверхность поступающих на полировку плит-заготовок высушивается с
помощью специального вентилятора, расположенного над ленточным
транспортером по ходу следования плит. Операция полировки производится
на двух последних рабочих головках станка 322Г. При этом подача
полирующей суспензии под войлочные круги осуществляется автоматически
специальным дозирующим насосом из емкости.
Некоторые особенности имеет шлифовка-полировка гранита на конвейерных
станках СМР-074, П-400 с ограниченной шириной обрабатываемых изделий.
Заготовки, поступающие на эти станки, как правило, выпиливаются на
ортогональных станках и характеризуются высоким качеством исходной
поверхности (после алмазно-дисковой распиловки), а также тем, что они
уже имеют заданный размер по ширине и, если необходимо иметь готовую
продукцию в виде полированных плит одинаковой толщины с крепежными
пазами на тыльной стороне, обработка заготовки производится в такой
последовательности : вначале заготовка 1 обрабатывается с тыльной
стороны на автономном посту конвейера 2, где осуществляется прорезка
пазов алмазными отрезными кругами, а затем — калибровка тремя
последовательными головками 3 с алмазными сегментами; далее заготовку
переворачивают вручную на 180° тыльной поверхностью вниз 4 и производят
шлифовку-полировку лицевой поверхности плиты на специальном посту
шлифовально-полировального станка 5. Описанный процесс
шлифовки-полировки осуществляется непрерывно.
При обработке гранита на коленно-рычажных станках последовательность
приемов и характер передвижения инструмента по шлифуемой поверхности те
же, что при работе на мостовых станках с той лишь разницей, что
передвижение инструмента производится вручную. Учитывая отсутствие у
этого оборудования специальных ограничительных устройств перемещения
шлифовальника, необходимо особо тщательно следить за работой инструмента
на краях обрабатываемой заготовки, не допуская, его выхода за кромку
камня свыше Vs наружного диаметра круга (рис. 87).