Технологии обработки камня

Резка камня

По сложности обработки камни делят на мягкие и твердые. Мягкие камни обрабатывают тем же инструментом, что и металлические изделия. Твердые камни — специальным инструментом, описание которого приведено далее.

Техника обработки заключается в том, чтобы камень разрезать определенным образам, отшлифовать, придав ему нужную форму, и отполировать до зеркального блеска.

Самый простой способ обработки поделочных камней такой. На чугунную плиту насыпают абразивный порошок, заливают водой, кладут камень и трут, пока он не приобретет нужную форму. Плита должна быть чугунной, т. к. мелкозернистая структура чугуна способствует быстрой обработке камня.

Перед тем как резать камень, внимательно рассмотрите его, выявите участки с наиболее интересным рисунком или оттенками цвета. Не выбрасывайте камень с внутренними инородными включениями, ибо небольшой изъян придает готовому изделию неповторимость и подчеркивает натуральность камня. Можно создать оригинальные изделия из камней с дефектами, в том числе и с трещинами, используя их как выразительное средство передачи своего замысла.

Помните, что камень режут, шлифуют и полируют только с водой. Вода охлаждает режущий инструмент и удаляет образующийся при обработке камня шлам. Облегчить процесс обработки материалов, получить новую технологию обработки (резьба по кости, камню и рогу, гравировка, шлифовка, сверление камня) позволяют различные приспособления, которые можно изготовить на основе электромеханического привода типа К-1У4 «Умелые руки».

Рис. 1. Приспособление для резки камня.

Привод представляет собой электродвигатель с удлиненной осью 2 (рис. 1) мощностью 300 Вт. По необходимости на ось насаживают точильный камень, дисковую пилу, войлочный полировальный круг или приспособление для токарных работ по дереву.

Для резки камня к приводу «Умелые руки» еще нужно сделать ванночку и столик (рис. 1а). Для этого вырежьте из жести толщиной 0,5...0,7 мм заготовки и по размерам, указанным на рис. а, спаяйте оловом коробочку 7. Она будет служить ванночкой для сбора воды, поскольку обязательно обрабатывают камни с подачей охлаждающей жидкости. Коробочка одновременно будет и подставкой для столика 5, на котором устанавливают разрезаемый камень.

К ванночке припаяйте с двух сторон вверху и внизу уголки 9 с отверстиями. С помощью нижних уголков ванночку крепят к станине привода «Умелые руки» болтиками, которые закручиваются в отверстия в станине (рис. 1б). К верхним уголкам крепят столик с прорезью. К нему припаивают козырек 3 для уменьшения разбрызгивания жидкости.

Его легко согнуть из полоски жести шириной 10 и длиной 100 мм. Для подвода охлаждающей жидкости к отрезному кругу 4 с одного края ванночки надо впаять металлическую трубку 6 диаметром 4...5 и длиной 15 мм. На наружный конец трубки наденьте резиновый шланг, который можно подключить к водопроводному крану.

На внутренний конец — кусочек полиэтиленовой трубки, чтобы он слегка касался отрезного круга при работе. Таким образом, охлаждающая жидкость будет подаваться к поверхности круга. Внизу ванночки надо впаять металлическую трубку 8 диаметром 5...6, длиной 15 мм для отвода воды и шлама.

Сборка приспособления производится так: установите ванночку на станину, но не закрепляйте. Наденьте отрезной алмазный круг диаметром 100...125 мм на ось и закрепите гайкой. После этого установите и закрепите на ванночке столик. Произведите центровку ванночки и столика относительно отрезного круга, чтобы он не задевал за края прорези 10. Теперь ванночку закрепите болтиками. Осталось подключить воду и можно работать.

Резать камень нужно в том случае, если его размеры больше, чем требуются для вашего изделия. Лишнюю часть отрезают на приспособлении с алмазным отрезным кругом, с конструкцией которого мы уже ознакомились. Камень держат в руках, поворачивая его по линии обреза. Надо заметить, что резать камень нужно как можно точнее; для шлифовки камня с большим припуском потребуется много времени и труда.

Разрезать твердый камень можно также слесарной ножовкой, вставив в рамку вместо обычного ножовочного полотна проволоку с алмазным покрытием типа АС-65-125/100. При распиливании проволокой в место распила нужно лить воду.

Шлифовка камня

После того, как камень разрезан, его надо отшлифовать. Механизировать процесс шлифовки и полировки можно с помощью второго приспособления к электроприводу «Умелые руки» (рис. 2а).

Рис. 2. Приспособление для шлифовки камня.

Для его изготовления нужен лист металла толщиной 3...4 мм и размерами 180 Х 110 мм. Лист будет служить станиной 2, на которой монтируется все приспособление. В листе просверлите отверстия, как показано на рис. 2б. Из стального прутка диаметром 10 мм заготовьте четыре стойки 3.

В торцах стоек просверлите отверстия и нарежьте резьбу М4. Закрепите нижние концы стоек болтами к станине. Из того же листа металла толщиной 4 мм вырежьте крышку 4 (90 Х 120 мм) с четырьмя отверстиями диаметром 5 мм по краям листа на расстоянии 10 мм от кромки.

В центре листа просверлите отверстие 10 мм для оси. Разметка отверстий верхней крышки показана на рис. 2б пунктирной линией. Четырьмя болтами верхнюю крышку прикрепите к стойкам. Теперь заготовьте две обоймы 9, 12 для подшипников 10 и 14. Размеры обойм зависят от размера подшипников.

По внутреннему диаметру подшипников изготовьте основную деталь приспособления — опорный диск с осью 8. В центре диска просверлите отверстие и нарежьте резьбу М6. Затем из жести толщиной 0,5 мм надо спаять круглый поддон 15 для сбора жидких отходов, т. к. шлифовка ведется с охлаждающей жидкостью. К нему припаивают сливную трубку 5 диаметром 8 и длиной 15 мм.

В центре поддона нужно сделать отверстие, диаметр которого должен быть больше диаметра оси на толщину сальникового уплотнения 6. Сальниковое уплотнение необходимо для того, чтобы вода с абразивным порошком не попадала из поддона в подшипник.

Самым простым сальниковым уплотнением может быть резиновая шайба толщиной 2...3 мм с внутренним диаметром на 1 мм меньше, а внешним диаметром на 5...6 мм больше диаметра оси. Поддон закрепите болтиками к верхней крышке. Установите обоймы для подшипников, затем сами подшипники и вставьте в отверстия ось с диском.

После установки первого подшипника на ось установите двойной шкив 11 диаметром 30...50 мм, что позволит, переставляя ремешок 16, изменять скорость вращения диска. Перед тем как устанавливать ось в нижний подшипник, надо под ось подложить шарик 13 диаметром 7 мм, который заменит опорный подшипник. Чтобы приспособление было устойчивым, к основанию крепят опорный штифт с резиновым амортизатором на конце.

Для работы с приспособлением на вращающийся диск шлифовочного приспособления закрепите чугунный круг (планшайбу) 7 диаметром 120 и толщиной 15...20 мм. На поверхность планшайбы насыпьте щепотку абразивного порошка, потом смочите его водой и разотрите смесь по всему кругу. Включите двигатель и, взяв камень, вращайте его по поверхности планшайбы в сторону, противоположную вращению.

Периодически протирайте поверхность камня ветошью и следите, чтобы шлифуемая часть стала гладкой. Мелкие камни удобно шлифовать так. Прикрепите камень сургучом к палочке или шляпке гвоздя длиной приблизительно 150 мм. Удерживая камень за палочку, легко поворачивайте нужной стороной к планшайбе. Таким способом обычно шлифуют камни, если хотят придать им выпуклую форму.

Процесс шлифовки имеет два этапа: грубая шлифовка для придания камню требуемой формы и доводочная — для придания гладкой поверхности перед полировкой. С этой целью обычно используют порошки: шлифовальный с зернистостью приблизительно 100 мкм и доводочный с зернистостью 10...20 мкм.

Если у вас нет шлифовального порошка, его можно изготовить. Для этого берут вышедший из употребления корундовый точильный камень серо-зеленого цвета и измельчают молотком на стальной плите. Не забудьте надеть защитные очки, чтобы защитить глаза от осколков камня. Затем крошку просеивают через сито и получают порошки. При отсутствии шлифовального приспособл-ения с планшайбой его может заменить чугунная сковорода. Хорошие результаты также дает шлифовка небольших камней на матовом стекле.

После шлифовки камень полируют. Для этого планшайбу снимают с диска шлифовального приспособления. Само приспособление отсоединяют от станины и моют щеткой с мылом. Надо также тщательно вымыть руки, т. к. случайное попадание шлифовочного порошка на поверхность камня при полировке может испортить поверхность камня.

Чистое приспособление снова закрепляют к станине и на его диск крепят войлочный круг диаметром 120 мм, на который насыпают щепотку порошка окиси хрома, смачивают водой и растирают по всему кругу. Включают двигатель, кладут камень на поверхность войлока и перемещают в сторону, противоположную вращению.

Когда порошка оказывается недостаточно, насыпают новую порцию и смачивают водой. Обычно после четырех таких операций камень приобретает хорошую полировку. Если нет готового порошка, его можно получить, растворив пасту ГОИ в ацетоне.

• Качество полировки камня проверяют так: протрите полированную поверхность камня мягкой ветошью и, глядя на него возле зажженной электрической лампочки, уловите изображение последней. Если вы различаете волосок электрической лампочки — полировка хорошая. Полировку можно заменить лакировкой, т. е. покрыть поверхность камня бесцветным лаком.

Чтобы хорошо обработать камень, надо знать его свойства, и тогда можно рациональнее построить свою работу, а главное — избежать неприятных неожиданностей. Так, например, камень роговик режется легко, но на тонкие пластинки толщиной 1...2 мм его резать нельзя, т. к. он раскалывается по плоскостям спайности. Кремень резать и шлифовать очень трудно, зато полируется камень быстро.

Уральские камни родонит, лазурит легко режутся на тонкие пластины, шлифуются и полируются. Амазонит резать труднее, он крошится и рассыпается, но зато легко шлифуется и быстро полируется. Агат с включениями кристаллов горного хрусталя надо резать осторожно, т. к. кристаллы могут рассыпаться по плоскостям спайности. Щетки горного хрусталя и аметиста отрезают вместе со слоем коренной породы толщиной в несколько миллиметров, иначе они рассыпаются на отдельные кристаллы. Морская галька режется и шлифуется легко, но из-за крупнозернистой структуры плохо полируется.

Ее лучше покрыть бесцветным лаком. Бирюза часто режется неравномерно из-за включений кварца (белых зерен). Если включений нет, то ее можно обрабатывать инструментом по металлу и шлифовать шлифовальной шкуркой. Полируется она легко на войлочном круге с окисью хрома. Нефрит легко режется на очень тонкие пластинки и легко шлифуется.

Полировать его надо на бязевом полировальном круге с окисью хрома и водой. Перламутровые раковины можно резать дисковой пилой с мелкими зубьями, прилагаемой в комплекте к электроприводу «Умелые руки». При резке образуется много пыли, поэтому резать надо на открытом воздухе и поливать раковину водой. Наружную темную сторону раковины обтачивают на наждачном точиле, тоже поливая водой. Потом шлифуют и полируют как обычные камни.

Приведенные рекомендации, конечно, не могут быть абсолютными, т. к. участки одного и того же камня могут быть разной твердости.

Гравировка камня

Для изготовления гравировального приспособления (рис. 3) к приводу «Умелые руки» возьмите металлическую трубку 3 с внутренним диаметром 8 и длиной приблизительно 150 мм.

Рис. 3. Приспособление для гравировки камня.

На одном конце трубки закрепите хвостовик шланга 2. Для этого на расстоянии 15 мм от конца трубки просверлите отверстие диаметром 3,5 мм. Вставьте в трубку хвостовик и болтиком диаметром 3 мм закрепите его через просверленное ранее отверстие.

Для того чтобы нижний конец трубки прикрепить к станине привода, нужен металлический стержень 5 длиной приблизительно 120 мм и диаметром немного меньше 8, чтобы он входил в трубку. На расстоянии 25 мм от нижнего конца трубки просверлите отверстие диаметром 3,5 мм. На одном конце стержня надо нарезать резьбу М5 длиной 25 мм. Там, где кончается резьба, вставьте медную шайбу 8 диаметром 12...14 мм и припаяйте ее к стержню.

В стержне надо просверлить три-четыре отверстия на расстоянии 10 мм друг от друга и нарезать резьбу диаметром 3 мм. Эти отверстия нужны, чтобы можно было регулировать натяжение ремня 10 перестановкой болта 9. На ось привода нужно установить небольшой шкив 4, который можно составить из шайб разного диаметра, прилагаемых в комплекте к приводу «Умелые руки». Теперь наденьте на шкивы резиновый ремень 10. В патрон 6 вставьте бор 7 и включите привод.

И еще одно приспособление рекомендуем сделать к электродвигателю ДИ 1-3 (рис. 4). Его удобно использовать при выполнении тонких работ.

Рис. 4. Приспособление для выполнения тонких работ.

Для его работы необходимо напряжение 3,5 В, которое можно получить от двух батареек. Подберите стальную пружину 9 длиной приблизительно 20 мм и внутренним диаметром около 2. Один конец пружины насадите на ось электродвигателя 5, вращая пружину против направления хода витков. Второй конец насадите на хвостовик инструмента 8, которым вы собираетесь работать.

Это может быть сверло соответствующего диаметра, бор или штифт, на конце которого закреплен войлочный кружок для полировки изделий. Направление хода витков пружины должно быть таким, чтобы сопротивление от работы сверла или бора в материале вызывало закручивание пружины, иначе инструмент будет проворачиваться вхолостую.

Остается сделать только кожух 3, и наш инструмент готов. Возьмите полоску тонкой жести шириной 30 мм и длиной приблизительно 110 мм. Полоску обогните по корпусу электродвигателя 1 и спаяйте в обечайку внутренним диаметром 32 мм. Из жести вырежьте круг 10 диаметром 32 мм, в центре просверлите отверстие диаметром 4 мм. Этот круг будет крышкой кожуха.

В отверстие вставьте кусочек металлической трубки 6 диаметром 4 мм и длиной 20 мм. Трубку припаяйте к крышке кожуха 10. Внутрь свободного конца трубки вставьте еще коротенький кусочек металлической трубки 7 длиной 5 мм и внутренним диаметром 2,5 мм и припаяйте. Обе трубки можно сделать самому, обогнув полоску жести вокруг стальной спицы или гвоздя соответствующего диаметра. Теперь крышку кожуха с трубками припаяйте по периметру к обечайке.

Чтобы надежно закрепить кожух на корпусе электродвигателя, в обечайке надо сделать два продольных надреза 4 ножницами на глубину приблизительно 15 мм (рис. 4). Теперь согните хомутик 2 из полоски жести шириной 10 мм. На концах просверлите два отверстия диаметром 4 мм, вставьте электродвигатель в кожух и винтиком диаметром 3,5 мм стяните хомутик, плотно прижав кожух к корпусу электродвигателя 1.

Вставляя двигатель в кожух, проверьте, чтобы ось его с инструментом свободно вращалась в направляющих трубках. В трубки надо запустить несколько капель машинного масла. Приспособление готово.

Содержание

Источник: http://www.samodelki.net/
http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.