ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ШЛАКОСИТАЛЛОВ

ФАЦЕТИРОВАНИЕ СТЕКЛА И ЗЕРКАЛ

Фадетирование заключается в обработке грани на кромке стекла или зеркала под определенным углом. По

ГОСТ 15469—82 ширина фацета должна быть 5—30 мм; при ширине фацета 5—10 мм его наносят под углом 13— 30° к поверхности стекла; при ширине фацета более 10 мм обработку делают под углом 5—12° к поверхности стекла. Угол фацета и его ширину выбирают в зависимо­сти от толщины стекла и вида фацета.

Кромки зеркал с крутым фацетом должны быть шли­фованные. Острые ребра кромок скруглены или должны иметь фаски шириной 0,5—1,5 мм. Фацетирование вклю­чает шлифование и полирование стекла.

Шлифование и полирование стекла. Процесс шлифо­вания стекла представляет собой хрупкое разрушение обрабатываемого материала абразивом, сопровождае­мое образованием царапин, трещин и выколок. При шли­фовании абразивом ребра и грани абразивного материа­ла, перемещаясь по поверхности стекла, производят раз­рушение в виде надрезов и трещин. По теории академи­ка И. В. Гребенщикова, в результате взаимодействия влаги с поверхностью стекла во вновь полученных над­резах и трещинах образуются продукты гидролиза, объ­ем которых значительно превышает объем разрушенного стекла. Поэтому происходит расклинивание стекла по трещинам с образованием выколок. Большое количество выколок создает шероховатую матовую поверхность, ха­рактерную для шлифованного стекла.

Степень шероховатости поверхности зависит от раз­мера и количества одновременно работающих абразив­ных зерен, скорости резания, скорости перемещения об­рабатываемого стекла, а также от состава применяемой при шлифовке смазочно-охлаждающей жидкости. Вслед­ствие низкой теплопроводности стекла его температура в зоне обработки повышается, что может вызвать его растрескивание и разрушение. Кроме того, охлаждение способствует процессу шлифования, помогает сохранить режущую способность абразива, уменьшает его износ и повышает чистоту обрабатываемой поверхности. Назна­чение смазочно-охлаждающей жидкости состоит в отво­де образующейся теплоты, уменьшении трения связки инструмента со стеклом, удалении продуктов обработки, а также в химическом взаимодействии с обрабатывае­мым стеклом, сопровождающимся гидролизом поверхно­сти стекла.

Процесс полирования стекла заключается в удалении микрорельефа, созданного шлифованием, с получением прозрачной и гладкой поверхности. В настоящее время сущность процесса полирования основывают на микро­абразивных действиях, пластической деформации по­верхностного слоя стекла и физико-химическом процес­се. Физико-химический процесс полирования состоит в том, что на поверхности стекла под действием влаги об­разуется тончайшая пленка геля кремневой кислоты, ко­торая срывается полировальником. На свежей поверхно­сти стекла возникает новый слой пленки кремнекислоты. Под действием полирующего материала и полироваль­ника вновь происходит срыв пленки. Процесс продолжа­ется до получения необходимой прозрачности стекла.

Для шлифования в качестве абразивных материалов применяют порошковые абразивы (песок, электроко­рунд, природный корунд, карборунд, наждак), а также абразивные круги (корундовые, электрокорундовые, ал­мазные), изготовленные из порошков на металлической или пластполимерной связке. Для полировки использу­ют более мягкие и тонкие материалы (размер частиц до 25—30 мкм)—оксид железа (крокус), полирит (смесь редкоземельных оксидов), диоксид циркония. Все по­рошки должны иметь строго определенный зерновой со­став. Шлифовать стекло начинают крупнозернистыми аб­разивами, которые по ходу процесса заменяют абразива­ми с последовательно уменьшающейся зернистостью. Таким образом, сначала проводят грубую шлифовку (обдирку), затем тонкую (дистировку). Для полировки используют суспензии полирующих материалов в воде плотностью 1020—1150 кг/м3, подкисленной до рН 3—9.

Технология фацетирования. Ранее все операции по фацетированию стекла выполнялись на шайбочных стан­ках. Работа на таких станках трудоемка и малопроизво­дительна. Сейчас в промышленности работают отечест­венные механизмы для фацетирования стекла: поточная линия 1ЛФ-35 и конвейер фацетирования прямоугольных листов стекла КФ-8, на которых используют алмазный инструмент.

Поточная линия фацетирования 1ЛФ-35 предназна­чена для обработки фацета на прямоугольных листах стекла размером от 350X350 до 1600X1600 мм при тол­щине листов 4—9 мм. На линии можно обработать фа­цет шириной 6—35 мм с углом к плоскости стекла 5—20°. Конвейер линии состоит из 88 столов, шарнирно-соеди- ненных в вертикально-замкнутую цепь и снабженных вакуумной системой крепления переносимых листов стек­ла (вакуум-присосками).

Фацет на линии обрабатывается на последовательно установленных шлифовальных станках для грубого шли­фования (обдирки), тонкого шлифования (дистировки) и на полировальных станках. Между группой станков для тонкого шлифования и группой полировальных станков установлены станки для шлифования кромок стекла. С каждой стороны конвейера установлены четыре стан­ка для грубого шлифования, шесть станков для тонкого шлифования, два станка для обработки кромок и шесть станков для полирования фацета. Один станок из каж­дой группы — резервный.

Шпиндели станков грубого шлифования и обработки кромок при­водятся во вращение от фланцевых электродвигателей мощностью

КВт с частотой вращения 2900 мин-1, а шпиндели станков для тонкого шлифования и полирования — от фланцевых электродвига­телей мощностью 1,7 кВт с частотой вращения 1440 мин-1.

Полируют фацет вращающимся войлочным диском с частотой вращения 1400—1500 мин-1, с подачей под по­лировальник суспензии, состоящей из тонкодисперсного порошка диоксида циркония (ГОСТ 21907—76) и воды. Плотность суспензии 1020—1040 кг/м3. Суспензия пода­ется по рециркуляционной системе принудительно насо­сом КН8-3/25 производительностью 1,4—5,5 л/с; после полировальников ее фильтруют и вновь подают в резер­вуар. Плотность суспензии контролируется лабораторией отбором проб из резервуара не реже 2 раз в смену.

Фацет на линии обрабатывают на одной стороне лис­та стекла. Для обработки по всему периметру лист про­ходит по линии 4 раза. Из зоны съема в зону загрузки листы возвращаются цепными конвейерами, установлен­ными с каждой стороны линии. Такой способ обработки создает универсальность линии по типоразмерам стекла. При переходе с одних размеров стекла на другие не тре­буется переналадка и остановка линии. Подналадку про­изводят только при изменении толщины стекла. Произ­водительность линии до 192 м/ч.

Конвейер фацетирования прямоугольных листов стек­ла КФ-8 имеет производительность до 220 м/ч при раз­мерах обрабатываемых листов 0,2—1,5 м и толщине 4—7,6 мм. Скорость движения конвейера 1,2—3,4 м/мин. Конвейер имеет два потока и 24 станка. Крепление лис­тов вакуумное, расход воды на охлаждение шлифоваль - ников 8,6 м3/ч при давлении 0,2 МПа, расход полирую­щей суспензии 0,4 м3/ч, установленная мощность 70 кВт. Длина конвейера 4210 мм, ширина 2500 мм, высота 3400 мм. С каждой стороны конвейера в технологической последовательности установлены 12 станков одинаковой конструкции: два для грубого шлифования фацета, че­тыре для тонкого шлифования фацета, два для шлифо­вания кромки, четыре для полирования фацета.

Все станки одинаковой конструкции, и их регулируют вручную. Для установки и замены инструмента станок перемещается в горизонтальной плоскости, перпендику­лярной направлению движения конвейера. Шпиндельные головки можно регулировать по высоте, углу наклона и в направлении оси рабочего шпинделя. Стекло в зоне контакта с инструментом интенсивно охлаждают. Систе­мы подачи охлаждающей жидкости и полирующей сус­пензии аналогичны системам линии 1ЛФ—35.

Для грубой шлифовки фацета применяют алмазные круги ча­шечные, конические, формы 12А2 по ГОСТ 16172—80; типоразмеры кругов: 2724-0036, 2724—0048 или круги плоские с выточкой формы 6А2 по ГОСТ 16170—81; типоразмеры кругов 2723-0029, 2723-0035. Наружный диаметр круга 150 мм; ширина и толщина алмазоносного слоя 5—6 мм; масса алмазов 25, 30 и 36 карат; концентрация ал­мазов 50 %; марка алмазов: А, САМ, АС—65 или АСК; связка ме­таллическая М5—2 или М—1; зернистость алмазных порошков по ГОСТ 9206—70 250/200 мм и 200/160 мм.

Для тонкого шлифования фацета на первом станке используют круги, аналогичные кругам грубого шлифования, только с маркой алмазов АСР и зернистостью алмазного порошка 63/40. Остальные станки тонкого шлифования фацета снабжены кругами плоского профиля (тип. ПП по ОСТ 2И—70—1—71) из нормального электро­корунда марки 16А, 15А и 14а, зернистостью 40 или 32 на вулкани - товой связке; твердость кругов ГС или ТТ. Наружный диаметр кру­га 150 мм, толщина 15—20 мм.

Тонкое шлифование производят плоскостью круга с обязательным охлаждением водой. Полируют фацет дис­ками из полос тонкошерстного технического войлока (ГОСТ 288—72) размером 1000X70X15—20 мм, скру­ченных по спирали в диски диаметром 150 мм, укреплен-, ные на металлических планшайбах. Инструмент охлаж­дают водой.

Параметры технологии фацетирования стекла и зер­кал на конвейере модели КФ-8 следующие: температура воздуха в помещении 18—25°С; толщина обрабатывае­мых листов стекла 4—6 мм; скорость резания при грубом и тонком шлифовании фацета 22—25 м/с, при шлифова­нии кромок 35—40 м/с; скорость полирования 10—12 м/с; скорость подачи деталей 0,02—0,04 м/с; расход охлаж­дающей жидкости на один круг при шлифовании не ме­нее 5 л/мин (жидкость подается в зону контакта инстру­мента со стеклом перед пуском конвейера); давление охлаждающей жидкости не менее 0,2 МПа; расход поли - з

Рующей суспензии (двуокиси циркония марки ЦРО, ГОСТ 21907—76) на один полировальник не менее 0,8 л/мин; плотность полирующей суспензии не менее 1020 кг/м3; рН=5—5,5. Шлифование фацета и кромок стекла и зеркал без интенсивного охлаждения запреща­ется.

13.3. ОБРАБОТКА КРОМОК СТЕКЛА

Для обработки кромок стекла широко применяются отечественные линии ЛОК-6 (рис. 13.3). На основании линии установлены два вертикально-замкнутых пластин­чатых конвейера, две рольные опоры с вертикально рас­положенными обрезиненными роликами, две роликовые установочные линейки. Линия включает два потока. На каждой стороне линии размещены четыре станка с инди­видуальным приводом, шпиндели которых могут переме­щаться в вертикальном и горизонтальном направлениях. Вода для охлаждения подается к каждому алмазному кругу.

На линии ЛОК-6 обрабатывают кромки листов раз­мером по длине и ширине 200—1500 мм, толщиной 4—6 мм. Обрабатываемое стекло устанавливают на ро­ликовые установочные линейки и подают по рольной опо­ре под пластины конвейера. Подпружиненные планки прижимают стекло к вертикальным роликам, и оно про­ходит над алмазными кругами, которые шлифуют кром­ку по профилю инструмента. Одновременно в одном по­токе работают три круга.

Кромки обрабатывают алмазными кругами с вогнутым профи­лем форм 2S1X (А10П) или 2F6V (А6П). При шлифовании стекла до 5 мм используют круги 2S1X с радиусом профиля 4 мм и круги 2F6V с радиусом профиля 3 мм. Для стекол толщиной более 5 мм применяют круги 2S1X с радиусом профиля 7 мм и круги 2F6V г радиусом профиля 5 мм. Марки алмазов А, САМ, АСК, АСВ. Кон­центрация алмазов 50 °/о, связка Ml.

Линию обслуживают двое рабочих, которые устанав­ливают заготовки и снимают обработанные стекла.

Параметры шлифовки кромок стекла на линии ЛОК- 6 следующие: скорость резания 35—40 м/с; скорость подачи детали 0,035—0,07 м/с; расход охлаждающей жидкости на один круг не менее 5 л/мин (жидкость по­дают в зону контакта инструмента со стеклом перед пус­ком линии); давление охлаждающей жидкости не менее 0,2 МПа; зернистость алмазных порошков первого круга 200/160 или 160/125; второго круга — 125/100; третьего круга 100/80.

Для шлифовки кромок стекла на линиях 1ЛФ-35 и на конвейе­рах КФ-8 применяют алмазные круги вогнутого профиля по ТУ 2-037-103-80 формы круга 2F6V и 2S1X; зернистость алмаз­ных порошков 160/125 и 125/100; марка алмазов АСК или АСВ.