宝玉石的主要加工设备及应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Machining of Gem and Design of Jewelry,管理资源吧（,），提供海量管理资料免费下载！,9,宝玉石的主要加工设备及应用,下载自,管理资源吧,9,讲授提纲,9.1,概述,9.2,宝玉石的切割设备,9.3,宝玉石的磨削设备,9.4,宝玉石的抛光设备,9.5,宝玉石的钻孔设备,9.6,玉石雕刻设备,9.7,钻石加工设备,9.8,加工宝玉石的主要辅助材料和设备,9.9,玻璃的加工及处理设备,9.1,概述,一般宝石加工依据加工工序分为：切割设备磨削设备抛光设备打孔设备雕刻设备,钻石加工比较特殊，通常使用：锯钻机车钻机磨钻机,各种加工设备通常都配有专用的磨具和辅助工具，以及磨料和辅助材料,9.1,概述,磨料是重要的辅助材料,宝玉石加工业所依赖的加工工具和设备经历了漫长的发展过程,现代技术引入，如：超声波、激光、自动化技术大量运用于宝玉石加工，提高了宝玉石加工精密程度和工作效率，减轻了劳动强度,9.2,宝玉石的切割设备,9.2.1,切割设备的功能,9.2.2,常用的切割设备,9.2.1,切割设备的功能,原石分割,将大块原石切割成小块,剔除不需要部分,采用泥沙锯、大料切割机、多刀切割机等,宝石预形,按照款式要求将原石毛料修整为毛坯,采用宝石切割机,9.2.2,常用的切割设备,泥沙锯,开石机,切片机,宝石切割机,多刀切割机,激光切割装置,水流切割装置,泥沙锯,开石机,切片机,宝石切割机,多刀切割机,9.3,宝玉石的磨削设备,9.3.1,磨削设备的功能,9.3.2,常用的削磨设备,9.3.1,磨削设备的功能,逐步除去坯石上的多余部分，转变原石为预期设计的款式造型。,9.3.2,常用的削磨设备,轮磨机,盘磨机,带磨机,滚磨机,圆球琢磨机,圈形轮磨机,轮磨机,盘磨机,盘磨机,带磨机,滚磨机,圆球琢磨机,圆球琢磨机的主要功能是进行圆球坯料的粗磨，如图,910,所示。球坯夹于成一定角度的两个空管之间，在两台电动机的带动下，它们按相反方向转动，使球坯在其间边滚边转，磨削得到球形圈形轮磨机,圈形轮磨机的主要功能是按照模板进行宝玉石毛坯的圈形。其主要结构为一个可以装卡宝玉石粘杆的轴芯，轴芯的另一端可以装配不同形状的模块，如圆形、椭圆形、橄榄形、梨形等，见图,911,。在安置所需模块后，就可以磨削出与模块形状相似的腰部形状，即完成坯石的圈形作业。适合于中、低档宝玉石的批量化生产。,9.4,宝玉石的抛光设备,9.4.1,抛光设备的功能,9.4.2,常用的抛光设备,9.4.1,抛光设备的功能,通过精细磨削作用和表面处理，实现宝石表面光亮加工。,9.4.2,常用的抛光设备,盘磨机,振动抛光机,双盘磨抛机,抛光筒,振动抛光机,双盘磨抛机,双盘磨抛机,双盘磨抛机 为了减少换盘的麻烦，提高加工效率，可以把磨削盘设计在左侧，抛光盘设计在右侧，通过双盘的轮流操作，高效地完成磨削和抛光作业。图,913,是双盘磨抛机的结构示意图，它有两根竖轴，轴上套有可上下移动和定位的托架，托架可挂靠简易式机械手。机械手上装有宝玉石粘杆，并有,64,分度转轮和倾斜角度指示装置。,抛光筒,容器中装入抛光粉，不停转动，就成了抛光筒，用于大批量抛光。,9.5,宝玉石的钻孔设备,9.5.1,钻孔设备的功能,9.5.2,常用的钻孔设备,9.5.1,钻孔设备的功能,开孔,9.5.2,常用的钻孔设备,机械钻孔机,超声波钻孔机,激光钻孔机,机械钻孔机,超声波钻孔机,激光钻孔机,激光打孔设备,激光打孔设备是利用激光发生器产生的高能激光束，定点加热或气化石料，进行成孔作业的。,9.6,玉石雕刻设备,9.6.1,玉石雕刻设备的主要功能,9.6.2,常用的玉石雕刻设备,9.6.1,玉石雕刻设备的主要功能,雕刻,9.6.2,常用的玉石雕刻设备,台式雕刻机,手持式雕刻机,台式雕刻机,手持式雕刻机,手持式雕刻机采用软轴带动工作头，并用手持工作头及装卡的磨头，灵活地选择坯料的磨削位置，进行磨削和抛光。,手持式雕刻机适合于加工体积较大的宝玉石坯料。,9.7,钻石加工设备,9.7.1,锯钻机,9.7.2,车钻机,9.7.3,磨钻机,9.7.1,锯钻机,9.7.1,锯钻机,锯钻是钻石加工过程中把金刚石分割成若干部分，以期合理利用坯石的必不可少的一道工序。人们把薄薄的,(,通常厚度小于,0.1mm),金属圆锯片夹在法兰盘中间，随着主轴转动实现锯切作业。,为了提高设备工效，可以将多台锯钻机并列固定在不会振动的机座上，并采用由总传动轴带动锯钻机主轴转动的传动方式；也可以采用独立的传动装置,(,便于单机维修,),。,一般由底板、心轴、臂架和配重球等组成,(,图,918),。,9.7.2,车钻机,9.7.2,车钻机,车钻机是使用钻石车刀车刮钻石的专用设备。根据钻坯固定方式的不同有单头机和双头机两类。用单头机车钻时，钻坯完全靠胶来粘牢；双头机则既可以胶粘固定，也可以用机械方法夹牢。,钻石车刀可以用机械方法，也可以用胶粘法来固定在夹嘴上，见图,919,。,为了提高工效和便于观察工作面状况，可以配上光学测微计或摄像装置，并装上吸尘器。,9.7.3,磨钻机,研磨和抛光钻石上的各种刻面的设备是磨床，又称为磨钻机。它们的磨削工具是涂有金刚石微粉的铸铁磨盘。磨钻机的轴承结构应该能确保磨盘在高速旋转时保平稳、摩擦系数和磨耗均为最小值。磨盘和主轴需要保持高度平衡，磨盘和工作台面尽量避免振动。,9.7.3,磨钻机,9.7.3,磨钻机,按照主轴支承轴承的构造特点，可以分成两类。,(1),主轴有两个支承轴承的磨钻机，可见图,920,。它的磨盘被固定在主轴的。,(2),主轴伸出式固定的磨钻机，结构与前述的盘磨机相似。有时，为了提高工效，往往可把磨盘的工作面统一地划分为试磨区、研磨区和抛光区。,通常在磨钻夹具,(,图,921),的铝制把手上装有两个组合部件。,9.8,加工宝玉石的主要辅助材料和设备,9.8.1,磨削作业必备的工艺材料,9.8.2,琢磨设备的主要配件和工具,9.8.1,磨削作业必备的工艺材料,9.8.1.1,磨料,粗磨料（磨粉）,细磨料（抛光剂）,磨料粒度,9.8.1.2,辅助物料,冷却液,粘结材料,清洗材料,9.8.1.1.1,粗磨料（磨粉）,磨料的功能要求,硬度应比被加工材料高；,有适当的抗破碎强度和自锐性；,在高温下能保持固有的强度和硬度；,粒度和形状均匀；,与被加工物料不发生化学反应。,常用磨料的种类,碳化硅（,SiC,）,碳化硼（,B,4,C,）,天然和人造金刚石粉,刚玉类磨料,9.8.1.1.2,细磨料（抛光剂）,抛光剂的要求,粒度基本均匀，不含杂质，硬度和密度适当，有较好的表面活性、分散性和吸收性等。,常用抛光剂种类,硅藻土、,Cr,2,O,3,、,Al,2,O,3,、,Ce,2,O,3,、,Fe,2,O,3,、,SnO,2,、,ZrO,2,、,MgO,、金刚石粉等。,在上述抛光剂中，金刚石粉抛光剂是最理想的，只是由于价格昂贵，而仅用于高档宝石的抛光。,9.8.1.1.3,磨料粒度,磨料的粒度一般用粒度号和基本粒尺寸表示。,磨料粒度的粗细是经过筛分出来的，即每种粒度的磨料有其大致的范围，通常以筛孔数来表示。筛孔数大致与国内的号数或目数相当。料粉筛分时，能通过某一级筛子而不能通过下一级筛子，则能通过的筛子每平方厘米含有筛孔的数目称为筛孔数。,磨料的粒度号越大，粒径越小。例如，粒度号为,100,#,的磨粒，其基本粒粒径范围为,125,150pm,。,9.8.1.1.3,磨料粒度,粒度号,粒径（,m,）,粒度号,粒径（,m,）,粒度号,粒径（,m,）,12,#,2000-1600,80,#,200-160,W,14,14-7,14,#,1600-1250,100,#,160-125,W,10,10-5,16,#,1250-1000,120,#,125-100,W,7,7-35,20,#,1000-800,150,#,100-80,W,5,7-3.5,24,#,800-630,180,#,80-63,W,3.5,3.5-1.5,30,#,630-500,240,#,63-50,W,2.5,2.5-1.0,36,#,500-400,280,#,50-40,W,1.5,1.5-0.5,46,#,400-315,W,40,40-28,W,1.0,1,60,#,315-250,W,28,28-20,W,0.5,0.5,70,#,250-200,W,20,20-14,9.8.1.1.3,磨料粒度,粒度号,适 用 范 围,46,#,-80,#,大料切割，毛坯倒棱,100,#120,#,小料切割，毛坯倒棱，预形,150,#,-180,#,成型粗磨，预形，穿孔，小石切磨及修整,240,#,-W,40,成型细磨，穿孔,W,28,-W,14,成型精磨，粗抛光,W,10,-W,0.5,细抛光，精抛光,9.8.1.2,辅助物料,冷却液,水、油、液化皂等,粘结材料,要求：良好粘结性、热稳定性、化学稳定性，适当的软化点。,种类：石蜡、虫胶、松香、火漆胶、绿条胶、红胶,清洗材料,清洗胶粘剂、油污和灰尘。针对清洗对象采用清洗剂,种类：酸性材料（碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液）、酸性材料（稀盐酸、乙酸）有机材料（酒精、丙酮）。,9.8.2,琢磨设备的主要配件和工具,9.8.2.1,切割设备（锯片）,热铸锯片,滚压电镀锯片,9.8.2.2,磨削磨具,砂轮,砂带,砂盘,磨盘,9.8.2.3,抛光磨具,抛光磨盘,抛光盘,9.8.2.4,玉雕琢头,用树脂、木材、皮革、葫芦皮等材料可制作形状相似的抛光工具,9.8.2.5,辅助工具,八角手,机械手,粘杆,粘结架,9.8.2.1,切割设备（锯片）,热铸锯片,滚压电镀锯片,金刚石锯片的结构,金刚石锯片一般由刀基、金刚粉和结合剂三部分组成，如下图所示,金刚石锯片的结构,1,）刀基：承载并支撑金刚石粉的金属薄片。,大型锯片,硬质锰钢、锰硅钢片等材料。,中型锯片,软钢片、冲压铁片、冷钆铁片等材料。,小型锯片,薄冷钆铁片、青铜片等材料。,2,）金刚石粉：被附在锯片边缘，起类似,锯齿,的作用。,大型锯片,磨料粒度,46#,80#,中型锯片,磨料粒度,100#,180#,小型锯片,磨料粒度,240#,W40,3,）结合剂：把金刚石粘附在刀基上的材料。,通常用金属结合剂，如青铜粉、电镀金属等为结合剂材料。,热铸锯片,热铸锯片制作方法,将粒度为,50,100,的钻石粉与黄铜或其他金属材料的粉末相混合，压实成型，加热熔合，热铸成一个圆环。再将此环焊接到一个直径与环内径相同的金属圆片,(,刀基,),上，制得热铸锯片。进而，为了解决锯屑的排除问题，出现了如图,922,所示的改进型热铸锯片。它们采用分段铸造或铸片嵌入制作工艺。热铸锯片直径一般在,200mm,以上，厚度一般在,l,4mm,之间，适用于锯割大块的低档宝石材料。,滚压电镀锯片,滚压,电镀锯片制作方法,将软钢材料冲压成,100,一,150mm,、内径,20,50mm,、厚度,0.15,0.3mm,的刀基。将若干片刀基叠起，外径内孔放置整齐，分组装卡，并在铣床上铣出若干个间隔相等的小槽。粒度为,100,150,的钻石粉压入铣槽内，电镀处理锯片，使钻石粉牢固地附锯片边缘的铣槽中。,9.8.2.2,磨削磨具,砂轮,砂带,砂盘,磨盘,砂轮,砂轮,砂轮表面固着的磨料对坯料进行磨削加工。,磨料的固结强度与胶黏剂性质有关。,常用的胶黏剂有树脂、陶瓷和金属。,最常用的磨粒材料是碳化硅和金刚石。,砂带,砂盘,砂盘,金刚石砂盘是一种常用的砂盘。它由金刚石粉、金属胶黏剂,(,如铜和锡粉,),和基盘,(,如冷轧钢片,),构成，如图,927,所示。金刚石砂盘是用粉末冶金法制作的，其工作层中金刚石粉有多层，过渡层仅有金属胶黏剂。另有滚压电镀法制作的金刚石砂盘。砂盘的直径通常为,150100mm,。碳化硅砂盘较少见。,磨盘,磨盘是一种游离磨料磨具，其类型如图,928,所示。磨削或抛光时磨料处于游离状态，可以选用较粗的磨料进行磨削作业。磨盘一般采用铸铁、硬质工具钢等金属材料制成。铸铁磨盘具有耐磨性好、强度高、磨削效率高、价格低廉等特点，故应用广泛。,9.8.2.3,抛光磨具,抛光磨盘,磨盘用抛光粉时就成了抛光磨盘,9.8.2.3,抛光磨具,抛光盘,抛光盘按制作材料的不同，分为三类：硬盘、中硬盘、软盘。,硬盘一般采用金属材料制成，适用于翻面型款式宝石和其他宝石平面的抛光。,9.8.2.3,抛光磨具,中硬盘采用沥青、尼龙、树脂和木材等材料制成，其抛光性能介于软盘和硬盘之间。,9.8.2.3,抛光磨具,软盘采用毛毡、皮革、帆布和天鹅绒等柔软的材料做抛光盘面，适用于弧面型和珠型款式宝石的抛光。,9.8.2.4,玉雕琢头,按照不同的磨削用途，玉雕磨头有相应的形状，如图,929,所示。,宝玉石雕刻机经常配用电镀钻粉磨头，其磨削效率高，使用寿命长，制作工艺简单，价格也不算高。,利用树脂胶、木材、皮革和葫芦皮等材料，可以制作与雕刻磨头形状相似的抛光工具。,9.8.2.4,玉雕琢头,9.8.2.5,辅助工具,八角手,机械手,升降支架,粘杆,粘结架,八角手,八角手是一种加工翻面型款式用的特种工具，也是八角手宝石盘磨机的主要配件。,八角手主要由手柄和八角形模块组成，如图,930,所示。模块上的小孔是用来调节圆周分度的。加工时通过改变插孔位置和托盘的高度，就可以磨出若干组小面来。,八角手,八角手的设计原理,八角手的设计思想，是以“等分圆”作为变化基础，即由,8,个边和,8,个孔组合成的,64,个变化单元去平分,360,的圆。,升降支架、八角手,升降支架,八角手,机械手,机械手是另一种加工翻面型款式用的特种工具，也是机械手宝石盘磨机的主要配件。,机械手是由粘杆臂、角度刻度板及指针、圆周分度齿轮和制动器等组成，如图,931,所示。常用机械手有,64,分度齿轮或,60,分度齿轮。,机械手,机械手、升降支架,升降支架,机械手,粘杆,粘结架,9.9,玻璃的加工及处理设备,9.9.1,玻璃工艺品的冷加工及设备,9.9.2,玻璃表面处理及设备,9.9.3,玻璃饰品的热加工成形,9.9.1,玻璃工艺品的冷加工及设备,切割,磨削,抛光,车刻用车刻机磨出花纹和图像,喷砂喷砂机及相应的空气压缩机等,钻孔,激光内雕刻专门设备，用激光束产生爆裂点成像,9.9.2,玻璃表面处理及设备,化学蚀刻设备,表面蒙砂设备,表面着色设备,表面喷涂设备,9.9.3,玻璃饰品的热加工成形,9.9.3.1,玻璃成形模具,9.9.3.2,玻璃热工设备,9.9.3.1,玻璃成形模具,金属磨具,木质磨具,石膏磨具,陶土磨具,9.9.3.2,玻璃热工设备,玻璃热工设备分类,按热源分火焰炉、电炉,按加热过程分间隙式炉、连续式炉,按加热状态分玻璃熔炉、玻璃加热炉、退火炉,常用玻璃热工设备,玻璃熔炉,玻璃加热炉,玻璃退火炉,玻璃加热喷枪,9.10,设备的维护和生产安全,9.10.1,设备的维护,9.10.2,安全生产规程,9.10.1,设备的维护,9.10.2,安全生产规程,10,复习与思考,宝玉石加工设备有哪些类型？,宝玉石加工的辅料和辅助工具有哪些，其作用如何？,试设计一种宝玉石（如红宝石）加工所需要的设备、工具和辅料。,