Курсовой проект - Расчет и конструирование алмазообрабатывающего оборудования
Подождите немного. Документ загружается.
что говорит о необходимости попытки изготовления бриллианта, масса которого
входит в диапазон старшей весовой группы (т.е. М0,60 ct). Однако, как
показывает практика, обычно бриллианты фантазийных форм имеют массу
меньшую, чем рассчитанная в процессе разметки.
Для сравнения рассчитаем параметры круглого бриллианта, который может
быть изготовлен из выбранного кристалла:
D=B0,995=4,750,995=4,73 (мм), тогда масса кристалла
M=0,0037D
3
=0,00374,73
3
=0,39 (ct).
Полученный результат свидетельствует о том, что необходимо изготавливать
бриллиант следующей весовой группы, т.е. 0,40 ct.
Разметка кристалла под круглый бриллиант с помощью СКР приведена на
рис.1.8.
Используя полученные результаты, определим стоимости рассчитанных
бриллиантов, и, тем самым, подтвердим необходимость изготовления бриллианта
Ов-57. Для определения стоимости бриллиантов будем использовать программу
«ПРЕЙСКУРАНТ».
Прогноз цвет/чистота: 5/4. Тогда имеем:
Кр-57: масса – 0,40 ct, стоимость – 646,40 $, коэффициент валютной
эффективности К=646,40/(1,35519)=0,92 (К<1, обработка нецелесообразна);
Ов-57: масса – 0,57 ct, стоимость – 826,50 $, коэффициент валютной
эффективности К=826,50/(1,35519)=1,18.
Нетрудно рассчитать эффективность от изготовления бриллианта Ов-57 (по
сравнению с круглым): 180,10 $.
Рис. 1.7. Разметка кристалла с помощью СКР под Ов-57
11
Рис. 1.8. Разметка кристалла с помощью СКР под Кр-57
12
ГЛАВА 2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОГРАНКА (ПОДШЛИФОВКА)
2.1. Задание на подшлифовку и её результат
Так как из рассматриваемого кристалла изготавливается только один
бриллитант, то первой технологической операцией на которую направляется
камень является подшлифовка. Было задано: подшлифовать площадку и 8 граней
низа под углом 43 (4 основных и 4 угловых). При этом заготовке был присвоен
индекс СП-Ов8 (сырьё алмазное индекса СОв, направляемое на предварительную
огранку площадки и 5-8 граней из-за наличия внешних и внутренних дефектов,
скульптуры граней и для придания формы, приближенной к форме будущего
бриллианта).
Также было задано удлинение: A/B=6,85/4,70=1,46. Данный параметр был
отмечен на лицевой стороне пакета.
После подшлифовки заготовка приобрела массу M=1,04 ct. Таким образом,
потери на данной операции составили 0,31 ct. Норма потерь – 37,5% от массы
кристалла или 0,51 ct.
Эскиз подшлифованой заготовки представлен на рис.2.1.
Рис. 2. 1. Эскиз заготовки после подшлифовки
2.2. Оборудование используемое на операции предварительная огранка
Т.к. подшлифвка относится к ограночной операции, то оборудование для
подшлифовки аналогично оборудованию для огранки.
Как на операции «огранка», так и на операции «предварительная огранка»
используется станок ОАБ-4 или его модификаця ГРАН-1.
Станок для огранки алмазов «ОАБ-4»
ОАБ-4 применяют для плоского шлифования алмазных заготовок. В качестве
шлифовального инструмента используется гальванический ограночный диск
шаржированный алмазным порошком (зернистость 20/14 мкм).
Основными узлами станка является: станина, диск со шпинделем и шкивом,
рабочий стол и электропривод. Две чугунные стенки станины станка связаны
двумя горизонтальными стяжками и траверсами. Между стенками станины
крепится стол, который служит базой для установки приспособлений при
13
обработке алмазов. Чугунная плита стола облицована гетинаксом.
Кинематическая схема станка довольно проста: от электродвигателя с помощью
клиноременной передачи вращение передается на ограночный диск.
Работоспособность ограночного диска характеризуется его абразивной
способностью, которая определяется по показателям износостойкости,
эффективности шлифования и удельному расходу абразива.
Достоинства станка:
- простота и надежность в эксплуатации;
- простота конструкции позволяет быстро заменить детали при их выходе из
строя;
- обеспечено плавное вращение диска при высоких скоростях;
- постоянно и равномерно поступающая смазка в трущиеся части шпинделя
обеспечивает вращение диска без перегрева подшипника и конца шпинделя.
Недостатки станка:
- материал подшипников по своей прочности не обеспечивает длительную
работу;
- центр подшипника быстро изнашивается что приводит к необходимости его
замены ;
- станок имеет низкий коэффициент полезного действия.
Технические характеристики:
Габаритные размеры, мм
10808201505.
Масса, кг, не более 420.
Частота вращения ограночного диска, об/мин 2830.
Диаметр рабочего диска, мм 300.
Станок ограночный «ГРАН-1»
Станок ГРАН-1 предназначен для огранки кристаллов алмаза, с применением
ручных ограночных приспособлений и манипуляторов. Так как ГРАН-1 является
модификацией станка ОАБ-4, то его усройство аналогично устройству станка
ОАБ-4. Станок дополнительно оснащен механизмом натяжения ремня,
выдвижными ящиками, подлокотниками, а также опорной регулируемой стальной
плитой.
Технические характеристики:
Габаритные размеры, мм
16001200845.
Масса, кг, не более 750.
Частота вращения ограночного диска, об/мин 4000.
Допуск торцового биения диска 0,008.
Электрическое напряжение, В 38010%.
Частота тока, Гц 501.
14
Потребляемая мощность, кВт 0,75.
Общий вид станка ГРАН-1 с указанием всех конструктивных элементов
показан на рис.2.2. Перечень этих элементов приведен в табл.2.1.
Рис. 2. 2. Общий вид станка ГРАН-1
Таблица 2. 1
Элементы конструкции станка ГРАН-1
Позиция Наименование
1 Станина левая
2 Станина правая
3 Траверса верхняя
4 Траверса нижняя
5 Плита
6 Диск ограночный
7 Маховик
8 Ручка
9 Ограждение
10 Ограждение
11 Кожух защитный
12 Пульт управления
13 Ловушка
14 Электродвигатель
15 Светильник
16 Опора мягкая
17 Маховик
18 Плита опорная
19 Пылеприемник левый
20 Опора виброизолирующая Ов-3 1
21 Пылеприемник правый
15
22 Устройство для подключения к вентиляции
23 Стяжка
К технологической оснастке подшлифовщика относят приспособления для
шлифования площадки и шлифования граней с набором размерных цанг и
оправок. Каждый подшлифовщик должен иметь лупу 6
увеличения,
измерительный инструмент (угломер для замера углов наклона граней низа к
плоскости площадки), индикатор часового типа с приставкой для замера высоты и
базовой ширины обрабатываемых заготовок, пинцет, отвертку, пассатижи.
В качестве вспомогательных материалов рабочее место подшлифовщика
обеспечивается асбестовым картоном, насыщенным раствором буры, жидкостью
для промывки обработанных алмазов, бязью для протирки заготовок после их
промывки.
При обработке рассматриваемой заготовки на операции «предварительная
огранка» использовались следующие приспособления:
1. П-48М (АИЦ 36-374.00.00.000) – приспособление для подшлифовки
площадки;
2. П-41М (АИЦ 36-361.00.00.000) – приспособление для подшлифовки
граней.
Приспособление для подшлифовки площадки П-48М (АИЦ 36-374.00.00.000)
Предназначено для подшлифовки площадок распиленных кристаллов алмаза
любых типоразмеров и форм. Представляет собой основание (квадрант), в
головную часть которого установлена медная оправка с углублением. Углубление
оправки заполняется размоченной массой асбеста, в которую помещается алмаз,
шлифуемая поверхность площадки должна быть открыта для обработки. В
начальной стадии шлифования при нагревании асбест твердеет, фиксируя
положение алмаза. Для установки алмаза использкется вставка ДЖЩ 36-003.003.
Основные параметры и характеристики приспособления:
1. Габаритные размеры, мм, не более: длина 220; ширина 128; высота 85.
2. Масса, кг, не более 0.5.
3. Конструкция зажимного устройства головки должна обеспечивать
возможность применения оправки ДЖЩ 36-003.000 и вставки ДЖЩ 36-003.003.
4. Головка приспособления должна вращаться на 360˚ вокруг вертикальной
оси. Допуск перпендикулярности вертикальной оси поворотной головки
приспособления относительно горизонтальной плоскости основания не должен
превышать 10.
5. Приспособление должно обеспечивать изменение угла наклона площадки
заготовки по отношению к плоскости ограночного диска на величину +10˚.
6. Приспособление в местах посадок не должно иметь люфтов, в местах
подвижных соединений должен иметь плавное перемещение без заеданий и
люфтов.
16
7. Приспособление не должно иметь забоин, вмятин и других дефектов,
ухудшающих его внешний вид и влияющих на эксплуатационные качества.
8. Средний срок службы приспособления не менее 6 лет.
9. Средняя оперативная продолжительность среднего ремонта не более 1
часа.
Приспособление для подшлифовки граней П-41М (АИЦ 36-361.00.00.000)
Предназначено для подшлифовки граней кристаллов алмаза. Приспособление
состоит из трех основных частей – головки, основания и кронштейна. Головка
предназначена для крепления обрабатываемого алмаза и обеспечивает перевод
полуфабриката на шлифование каждой последующей грани. Основание
приспособления служит для соединения головки и кронштейна. Кронштейн
оснащен регулируемыми винтами-опорами которые предназначены для
выставления приспособления по уровню. Для крепления алмаза применяется
оправка АИЭ 33-008 и прижимная вилка ПОА-3-07.
Основные параметры и характеристики приспособления:
1. Габаритные размеры, мм, не более: длина 250;ширина 128;высота 84.
2. Масса, кг, не более 0.6.
3. Конструкция зажимного устройства головки должна обеспечивать
возможность применения оправки АИЭ 33-008 и вилки ПОА-3-07.
4. Головка приспособления должна вращаться на 360˚ вокруг вертикальной
оси. Допуск перпендикулярности вертикальной оси поворотной головки
приспособления относительно горизонтальной плоскости основания не должен
превышать 1.
5. Приспособление в местах посадок не должно иметь люфтов, в местах
подвижных соединений должен иметь плавное перемещение без заеданий и
люфтов.
6. Приспособление должно обеспечивать изменение угла наклона головки от
40 до 60˚.
7. Погрешность установки угла наклона не должна превышать 1˚30΄.
8. Приспособление не должно иметь забоин, вмятин и других дефектов,
ухудшающих его внешний вид и влияющих на эксплуатационные качества.
9. Средний срок службы приспособления не менее 6 лет.
10. Средняя оперативная продолжительность среднего ремонта не более 1
часа.
17
ГЛАВА 3. ОБДИРКА
3.1. Обдирка заготовки
После операции «предварительная огранка», алмазная заготовка
направляется на операцию «обдирка». Заготовке был присвоен индекс ПО-Ов и
задано удлинение A/B=6,85/4,70=1,46.
При обдирке заготовок под бриллианты формы «овал», сначала производится
обдирка дуг по ширине – дуги малого радиуса, затем по длине – дуги большого
радиуса (см. п. 1.1). Обдирка производится «на клею».
После обдирки заготовка приобрела массу 0,91 ct и заданные размеры,
получено хорошее качество пояска, есть контрольная зона. Ввиду хорошей формы
исходного кристалла, подшлифовка в процессе обдирки не применялась.
Потери составили 0,13 ct. Норма потерь – 13% или 0,18 ct.
Эскиз заготовки после обдирки представлен на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Эскиз ободранной заготовки
Обдирка проводилась на станке АИЦ 34-006 алмазным кругом.
3.2. Станок обдирочный АИЦ 34-006
Назначение изделия
Станок для получения неполированной поверхности рундиста АИЦ 34-
006.00.00.000 предназначен для обточки поверхности рундиста алмаза с
18
последующим шлифованием алмазным кругом. Шлифование алмазным кругом
позволяет получить поверхность рундиста без блеска с параметром шероховато-
сти поверхности К
а
не более 2,0 мкм по ГОСТ 2789-73.
Технические характеристики
1. Диаметр обточенных алмазов, обрабатываемых на станке – от 2,00 мм и
более.
2. Параметр шероховатости поверхности рундиста, обработанного на станке–
не более 2,0 мкм.
3. Некруглость поверхности рундиста обработанного на станке – не более
0,06мм.
4. Величина хода осцилляции – 5-11 мм.
5. Величина хода продольного суппорта – 20 мм.
6. Величина хода поперечного суппорта – 40мм.
7. Усилие прижима алмаза в оправках со стороны задней бабки – не более
15кг.
8. На станке необходимо использовать алмазные круги по ГОСТ 16167-70:
- диаметр 200 мм;
- толщина от 6 до 10 мм;
- посадочный диаметр 32 мм;
- профиль формы АЛЛ (1А1);
- толщина алмазного слоя 3 и 5 м;.
- порошок марок по ГОСТ 9206-70 АСМ, АСН;
- зернистость от 40/28 до 160/125, концентраций 100 % и 150 %;
- связка М1, МО.
9. Величина тока травления инструмента при напряжении питания
от 6 до 20 В – от 0,5 до 8,0 А.
10. Состав электролита: 10% глицерина, 75% воды, 4% калия азотнокислого,
11% натрия азотнокислого.
11. Число оборотов алмазного круга – 150 об/мин.
12. Число оборотов шпинделей передней и задней бабок регулируется от 300
до 6000 об/мин.
13. Максимальное допускаемое давление на алмаз при шлифовании – не
более 20 Н.
14. Освещенность алмаза – не менее 3000 ЛК.
15. Максимальный уровень звукового давления работающего станка – 80 дБ.
16. Номинальное напряжение сети – 220/380 + 5-10% В.
17. Номинальная частота сети – 50 ± 3 Гц.
18. Потребляемая мощность 1470 Вт.
19. Температура воздуха в помещении – 20 + 5°С.
20. Влажность воздуха в помещениине – более 90%.
Состав изделия и комплект поставки
19
Станок для получения неполированной поверхности рундиста алмаза разра-
ботан на базе станка ШП-6, состоит из следующих узлов и деталей :
- станок ШП-6;
- суппорт АИЦ 34-006.01.00.000;
- кожух АИЦ 34-006.02.00.000;
- пылеприемник АИЦ 34-006.03.00.000;
- привод поперечных перемещений АИЦ 34-006.04.00.000;
- привод продольных перемещений АИЦ 34-006.05.00.000;
- электрошкаф АИЦ 34-006.06.00.000;
- бак с насосом АИЦ 34-006.07.00.000;
- привод полуфабриката при шлифовании АИЦ 2П-П2.03.00.000;
- центр плавающий АИЦ 2П-112.00.00.007;
- светильник АИЦ ЗП-222.00.00.000;
- кожух АИЦ 2П-112.08.00.000;
- кожух АИЦ 2П-112.09.00.000;
- столик АИЦ 2П-112. И.00.000;
- стойка АИЦ 2П-112.00.00.009;
- устройство для контроля высоты пояска АИЦ 5М-70.00.000;
- оправка АИЦ 34-006.00.00.005;
- оправка АИЦ 34-006.00.00.006;
Комплект поставки изделия представлен в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Комплект поставки
№
строки
Обозначение Наименование Кол-во Примечание
1 7810-0375 ГОСТ 17199-71 Отвертка 1
2 7810-0352 ГОСТ 171 99-71 Отвертка 1
3 7811 -0006 ГОСТ 2839-71 Ключ 1 7x8
4 7811-002 ГОСТ 2839-71 Клин 1 12x14
5 7811 -0022 ГОСТ 2839-71 Ключ 1 14x17
6 7811-0024 ГОСТ 2839-71 Ключ 1 19x22
7 7814-0091 ГОСТ 5547-52 Плоскогубцы 1
8 ТУ 0321. 058-68
Выпрямитель
ВСА111К
1 127/220-20 В
9 АИЦ 34-006.00.00.000 ТУ 1
10 АИЦ 34-006.00.00.000 ПС 1
20