Алмазная резка камня

Обработка камня алмазным режущим инструментом (распиловка штрипсовыми и дисковыми пилами, фрезеровка, окантовка отрезными кругами) характеризуется обрабатываемостью камня. На указанных операциях она зависит от твердости камня и наличия в нем включений повышенной прочности (эти факторы могут быть достаточно полно охарактеризованы показателем комплексной твердости Q, упоминавшимся ранее).

Для рассматриваемой группы операций (процессов) обработки камня наиболее приемлема классификация пород по пилимости (табл. 7), за основной показатель которой принят коэффициент обрабатываемости (пилимости), в данном случае представляющий собой отношение технологической производительности, достигаемой на эталонном камне, к тому же параметру для камней рассматриваемой группы. Коэффициент обрабатываемости у камней группы равен 0,45, из чего следует, что породы, относящиеся к этой группе пилимости, обрабатываются в среднем в 16 раз легче, чем камни I группы, имеющие коэффициент обрабатываемости 7,2.

Временной классификации, приведенной в табл. 7, в принципе, аналогична классификация, составленная НПО «Камень и силикаты» МПСМ для облицовочных материалов Армении [3] и предназначенная преимущественно для камнеобрабатывающих предприятий. Эта классификация разработана более детально: все горные породы разделены на три класса и 15 категорий (в классе «низкопрочные породы» – 6, в классе «породы средней прочности» – б и в классе «прочные породы»‑4 категории). Классификация может быть использована при определении производственных мощностей камнеобрабатывающих предприятий, а также для количественного учета облицовочных материалов из природного камня, т. е. приведения их к сопоставимой единице измерения (условному квадратному метру).

При необходимости перехода с алмазной резки на абразивную или твердосплавную следует вводить корректирующие коэффициенты K0, показывающие, во сколько раз при этом снижается производительность обработки или увеличивается ее трудоемкость (при прочих равных условиях). Значения K0 приводятся ниже:

низкопрочные породы        5,0

породы средней прочности 2,5

породы прочные        1,5

при переходе на твердосплавно-дисковую распиловку:

низкопрочные породы        4,0

породы средней прочности          2,0

Таблица 7. Классификация камня по пилимости алмазным режущим инструментом

Группа

пили

мости

Вид камня (типичные представители)

Коэффициент обрабатываемости (пилимости) K0

Комплексная

твердость,

кг/мм2

Технологическая производительность (на единицу инструмента), см2/мин

при

дисковой

распиловке

при

штрипсовой

распиловке

I

Граниты: янцевский, токовский, карлахтинский, майкульский, черкассарский, кварцит шокшинский

7,2

Свыше 800

100—150

II

Граниты: новоданиловский, емель- яновский, капустинский, коростышевский, крошнянский, танский

5,1

700—800

150—200

III

Граниты: жежелевский, трекрат- ненский, клёсовский, старо-бабанов- ский, актюбинский; гранодиориты: актаусский, «орленок», габбро-диабаз ропручейский; габбро: слипчицкое, головинское; лабрадорит головинский

3,6

400—700

200—300

20—40

IV

Базальты: паракарский, ровненский

2,6

300—400

300—400

30—40

V

Мраморы: кибик-кордонский, пуштулимский, белогорский, рускеальский, арымский;

туф болнисский

1,8

200—300

400—600

40—60

VI

Мраморы: горовский, буровщинский, иджеванский

1,3

150—200

600—800

60—80

VII

Мраморы: коелгинский, газганский уфалейский

1

100—150

800—1000

80—100

VIII

Травертины: шахтахтинский, вединский, доломит каармаский

0,7

50—100

1000—1500

100—150

IX

Известняки: бодракский, альминский, жетыбайский; туфы: артикский, октемберянский

0,45

До 50

1500—2500

150—250

Таблица 8. Классификация камня по пилимости стальными штрипсами с дробью

Группа

пилимости

Вид камня (типичные представители)

Коэффициент обрабатываемости К0

Технологическая производительность, см2/мин

I

Граниты: янцевский, соколовский, карлахтинский, майкульский, черкассарский; кварцит шокшинский

2,1

9,5/5,0

II

Граниты: новоданиловский, емельяновский, капустинский, коростышевский, танский, крошнянский, севасайский

1,3

15,4/8,1

III

Граниты: жежелевский (эталон), клёсовский, трекратненский, актюбинский, сибирский; гранодиориты: актаусский, «орленок»; габбро-диабаз ропручейский

1,0

20/10,5

IV

Габбро: слипчицкое, головинское; лабрадорит головинский; тешенит курсебский; базальты: паракарский, ровненский

0,7

28,6/15,0

Примечание. В графе «Технологическая производительность» в числителе приведены значения для станков 1925, СМР-043, ЛВГ, МЗС ‑2, в знаменателе – для станков «Супер-Бра», «Империал», «Адидже».

На резку камня алмазным инструментом, как уже отмечалось, решающее влияние оказывает твердость и наличие включений твердых минералов (например, кварца). Замечено, что особенно повышают трудоемкость обработки камня включения кварца, кремния и других твердых пород с размерами 5 мм и более. При обработке такие включения могут полностью перекрыть режущую кромку алмазного инструмента, препятствуя его проникновению в камень. В этих случаях прочность породы оказывает значительно меньшее влияние на обрабатываемость, чем твердость включений. Так, некоторые разновидности кибик- кордонского мрамора имеют сравнительно невысокую прочность при сжатии (в среднем

МПа), но содержат значительное количество кварцевых включений, вследствие чего пилятся значительно труднее, чем, например, газганский мрамор, прочность при сжатии которого выше (120 МПа).

По этой же причине обычно затруднена обработка ряда цветных мраморов (бело- горского, рускеальского), некоторых известняков, конгломератов, брекчий.

Существенно влияют на пилимость камня такие его свойства, как вязкость, хрупкость и др. Например, повышенная вязкость затрудняет обработку (порфиры, фельзитовые туфы, мигматиты и др.). Породы, обладающие повышенной хрупкостью и крупнозернистой структурой (некоторые виды мраморов и мраморовидных известняков), осложняют операцию окантовки плит из-за легкой скалываемости у них острых кромок и углов.

Хорошую обрабатываемость алмазным режущим инструментом имеют, как правило, однородные мелкозернистые породы, характеризующиеся сравнительно невысокими твердостью и прочностью.

Обработке камня неармированным режущим инструментом (распиловка штрип- совыми пилами с дробью) подвергаются, как правило, изверженные прочные породы, поэтому большинство местных классификаций камня по пилимости этим инструментом, действующих на различных камнеобрабатывающих предприятиях, распространяется именно на эти материалы (табл. 8).

На обрабатываемость камня при дробовой распиловке наибольшее влияние оказывает твердость породы, ее механическая прочность, однородность, структура. Наибольшую трудоемкость по пилимости имеют высокопрочные крупнозернистые породы со значительным содержанием кварца.