石材方形拦河柱加工工艺

发布时间:2017-10-12   作者:中国石材网www.stone365.com

  方形拦河柱是石材装饰中使用较多的一种石材产品。但是,由于没有正确的加工工艺流程作指导,加工出来的产品很难保证四个相邻面的相互垂直,产品造型出来的轮廓线相互不能连贯一致。本文着重论述了方形拦河柱加工中的垂直度检验、校正、修正的工艺,并就方形拦河的加工工艺流程进行了阐述。
  
  关键词:方形拦河柱 工艺流程 垂直度 修正
  
  以前,石材生产企业生产的拦河柱基本上为圆形截面的,方形的很少。但随着人们审美情趣的改变,圆形的拦河柱逐渐被方形的拦河柱所取代。方形拦河柱尽管简洁大方,但更具有立体感,有棱有角,轮廓更分明,装饰效果空间感更强烈。
  
  a-圆形拦河柱 b-方形拦河柱
  
  方形拦河柱的加工工艺较圆形拦河柱的加工工艺更为复杂,加工难度更高。加工的关键在于如何保证柱的四面相互垂直,尺寸误差控制在±1mm内。它的加工工艺流程完全不同于圆形拦河柱。
  
  方形拦河柱的加工流程为:选料 →开坯料→切规格料→修正垂直度→造型 →修磨 → 打磨抛光 →修补 →检验、包装。
  
  1 选料
  
  选料是方形拦河柱加工的第一步,选料的好坏就决定了产品的质量优劣。
  
  选料的依据必须参照客户下单尺寸及材料质量的要求选择质地优良、无裂纹、无阴阳色,出材率高的荒料。
  
  2 开坯料
  
  由圆盘锯开坯料,坯料的厚度尺寸要加3mm的加工余量,否则的话,造型时可能会因余量的不足导致形状造不出来。打磨抛光时会因余量的不足造成形状被磨小。坯料上下厚度偏差要控制在0?2mm内,偏差大了既造成了材料的浪费,又会因偏差大,影响切出来的规格料的垂直度。
  
  3 切规格料
  
  机床的选择:方形拦河柱厚度大于100mm以上,且规格料的垂直度要求较高,因此切规格料时选择切深大、精度高的机床是首先考虑的因素。当厚度<100mm,选择普通的桥切机即可;当100mm<厚度<200mm时,选用加强型的桥切机;当200mm<厚度<300mm时,选用进口品牌的电子桥切机(如Axis38),因为目前国内的电子桥切机切出的规格料垂直度较差。
  
  切规格料为方形花瓶加工工艺中最为关键的一个环节,切出来的规格料的垂直度直接影响着生产效率、产品质量。切规格料时如何才能确保方形花瓶的垂直度呢?
  
  3.1 校正桥切的刀片与工作台的垂直度,控制在刀片直径范围内1mm的偏差。
  
  3.2 为保证切料的精度,每次下刀以30mm为宜,并且控制刀片的行走速度。一次吃刀太深或行走速度太快,都将影响规格料的垂直度。
  
  3.3 每件料加3mm的造型加工余量。这个加工余量有双重作用,既是造型的加工余量,同时这个余量也是垂直偏差的修正余量。
  
  3.4 用宽座角尺检查切下来的料的四个相邻面及端面与长度方向面的垂直度。垂直度误差控制在2mm/m内为合格料,可以造型。如超过这个标准,则要用手工修磨的方式修正垂直度。
  
  中为方形花瓶柱规格料垂直度偏差的表现形式。
  
  ① 斜棱柱体。端面与侧面不垂直。
  
  ② 四棱柱体。端面不是正方形的棱柱体。
  
  ③ 平行四边体。
  
  ④ 扭曲体。侧面相互不垂直、端面与侧面不垂直、两端面相互不平行。
  
  垂直度偏差几种类型
  
  4 修正垂直度
  
  4.1 垂直度定义
  
  方形拦河柱加工中有个非常重要的质量指标就是规格料的垂直度,加工中如何保证它的垂直度呢?
  
  4.2 什么是垂直度?
  
  垂直度是表示被测要素面相对于基准要素面,相互垂直的状态。也就是通常所说的两要素面之间正交的水平。垂直是用符号“⊥”来表示的垂直度的要素。一般为直线和平面、平面与平面垂直的状态。基准要素一般为平面,当然也可以是直线。
  
  垂直度评价直线之间、平面之间或直线与平面之间的垂直状态。
  
  那么很明显方形花瓶柱的垂直度的基准要素就是四个侧面、两个端面。当然,加工中与方形花瓶柱相垂直的工作台的靠板,也可以视为垂直度的要素。加工时,加工件的端面与工作台的靠板越垂直,加工时的造型偏差就越小。
  
  4.3 垂直度检查及测量
  
  面与面的垂直:市面上检验垂直度的工具非常之多,但是在石材加工上一般不刻意追求其垂直误差或不专门分析其垂直误差数据,所以面与面的垂直一般用直角尺测量其是否垂直,还可以用铅垂法,这都是比较直观的测量方法。
  
  线与线的垂直:为防止开料时出现扭曲形或梯形等,也必须对其进行线线垂直检测,这个检测很简单。根据数学勾股定理,如图5。测量AD、AB及BD三个尺寸。
  
  那么足以可以证明BA线与DA线相互垂直。
  
  当机台靠板与方形花瓶柱的端面无法达到重合面时,那么此时必须保证方形花瓶柱的柱身与机台靠板是垂直的。这种情况下两端面即使不平行,加工完成整体造型后再行切端,也就是说不平行靠板的那一段是无效尺寸,是最后可以切掉的,此时的检测方法是用宽座直角尺测量法来测量,如图6。用宽座角尺测量必须先用标准的直角板来检测宽座角尺的垂直度。只有宽座角尺的垂直度没有问题,才能用这种方法来检查加工件与机台靠板的垂直度。
  
  方形拦河柱的垂直度对产品质量的影响非常大,因此当方形花瓶柱的垂直度超过偏差值时,要用人工修磨的方式予以修正。对于垂直度偏差特别大的,则要用设备铣平的方式进行修正。用设备铣垂直度前,先要找好一个垂直面的基准面,否则的话,在铣垂直度时,很难保证铣过的各个面的垂直度合符加工要求。
  
  垂直度的修正先修长度方向的四个侧面,修好侧面后再修端面。
  
  这种情况要修正垂直度难度非常高,不是具备非常高的打磨技术的员工是难以修好的。因为这种情况下,没有一个基准面可参考来校正垂直度。从图中可以看出来所有的面都被修磨了。
  
  5 造型
  
  造型是将开出来的合格料按大样图加工的工序。造型分两步加工。先粗加工,造出产品的轮廓,后精加工,精铣产品的形状。
  
  造型流程:造型模板的制作→机床选择→制作机床靠板→画线→上料→造型前调试→试加工、检验→造型前的再调试→加工→检验→换面加工
  
  5.1 造型模板的制作:按仿型机造型模板的要求制作。但由于方形花瓶柱的长度较长,一般>800mm,因此方形柱的造型模板必须牢固,防止变形,否则的话可能会影响产品造型出来的质量。
  
  5.2 机床选择:仿型机。
  
  机床换刀。仿形机加工线条一般为双刀加工,方形拦河的柱体比较长则需要将双刀改为单刀加工,即只用一个刀片仿形。若拦河柱的长度比机台宽得多的时候,那么则考虑将此拦河柱分段加工。当然,分段的位置要选在有台阶的地方,这样两段粘接起来后,在接缝处就不会有很明显的胶缝。如客户不同意分段加工,那么就要分两次加工。先加工一端,等所有方形柱一端造好形后,再调头调机、调模板加工另一端。这种分两次加工的方法比分段加工出来再粘接的方法产品质量更好,但加工时调机很麻烦。
  
  5.3 制作机床靠板:沿机台的长度,垂直于刀片制作靠板便于安装待加工的方形拦河柱。靠板要选用宽度200?300 mm,厚度为40?60 mm材质好,不易断裂的料。固定好靠板后,为保证靠板的垂直度,用刀片再切一刀,这样就保证了刀片也靠板的绝对垂直了。
  
  5.4 画线:在待造型料的侧面比着标准的模板画线。线要求清晰、不易褪色。
  
  5.5 上料:图11是待加工方形拦河柱的摆放图,端部要求必须在一条线上,顶着靠板放置。
  
  5.6 造型前的调试:主要调试造型模板与待加工件的吻合度,使待加工的料的加工基准(通常选定待加工件端面或造型形状的某个特征点为基准面、基准点)与模板的基准吻合。
  
  5.7 试加工、检验、造型前的再调试:模板、待加工件的基准调好后,先不要忙于加工,在造型面的特征点处试加工几刀。如果试加工处没有超切现象,就表示模板已调试好,可以进入正式的造型加工阶段了。如试加工存在问题,就要对模板,待加工件的放置再进行调整,直到没有问题为止。
  
  5.8 造型:分粗加工、精加工两步进行。
  
  造型第1个面:当所有原料的顶端靠齐后,取一个临界点,按照模板开始仿形
  
  造型第2个面:第1个面的加工只要取好临界点,基本上没有问题的,关键是第2个面的加工,每一各台阶,每一个棱角都不能有错位的地方,这就需要在仿第2个面的时候,操作工要严格对线。下刀的第一个点也就是第一刀决定着后面的造型是否错位,如图13为第2面造型出来后的形状,图14为第1个面和第2个面的展开图,所有点均要在第一条直线上。
  
  造型第3个面:和第2个面一样如图15、图16:第3个面的造型与第2个面的造型一样,要保证每一个造型的交界处的棱线不错位。这就要选择某个特征点作为对刀点,使这个点与已造好型的对应的特征点基本相吻合。
  
  造型第4个面。在最后一个面的造型时必须严格检查前三个面的交界点是否是吻合的,当不一致时,必须重新调整刀片以避免累计误差的出现。比如第2个面出现与第一个面交界处有1mm的错位,第3个面出现与第二个面交界处有2mm的错位,那么造型第4个面的时候,可能会出现与第1个面造型面交界处有3mm的错位,加工出来的方形柱由于交界处棱线的错位是非常难看的。因此在造型时,必须控制每一个面交界处棱线的吻合,操作工加工时都必须严格检查
  
  6 修磨
  
  当四个面都造完型后,就需要进一步修磨,原因是一方面仿形机的刀片的刀痕可能不是很细腻,需要将粗糙的部分修平整以便抛光。另一方面就是将造型出现错位的部分进行人工过渡,进一步精加工,使其圆滑、自然顺畅、更具立体层次感,不影响整体美观效果,所以这一步是非常重要。
  
  修磨加工的要求必须遵守五个原则:尺寸精度不改变、整体协调有美感、产品造型均匀一致、四周棱线要齐平、崩边崩角要消除。
  
  7 水磨抛光
  
  当修磨完成后经质检后就进入打磨抛光了。为保证方形花瓶柱靓丽的光彩效果,其抛光度需达到80°以上。打磨抛光时尤其需要注意产品搬运安全,防止断裂。因为方形拦河柱颈部是比较细的,本作者将在方形拦河柱设计强度分析一文中会对受力、强度安全性进行分析。
  
  水磨抛光时必须以砂纸为主,磨片为辅,这样防止打磨抛光时产生变形,此外产品抛光度各面要基本一致。
  
  8 修补
  
  由于加工过程中经过太多的加工工序环节,产品的表面崩边、崩角是不可避免的,因此在产品打磨抛光完毕后,还必须对产品的一些崩边、崩角处进行修补。
  
  修补的原则是修补处的胶的颜色要与板面一致,或比板面的颜色略浅一点;崩边较大处,必须用与同品种颜色的石材修补;补胶处必须无尘、干燥。
  
  9 检验、包装
  
  按线条检验的标准及参照本文所阐述的垂直度检验的方法对造型的形状,垂直度及长、宽尺寸进行检验,并贴检验合格标签。对于有色差的材料参照平面布置图按安装顺序,依据颜色过渡的原则给产品编号。
  
  将方形拦河柱立起来包装。严禁横向放置包装,否则会造成方形拦河柱从瓶颈处断裂。


  

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