| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2097170
СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ діамантами круглого ФОРМИ ІЗ АЛМАЗІВ В оболонці
Ім'я заявника: Товариство з обмеженою відповідальністю Спільне підприємство "Алсан" Лтд.
Ім'я винахідника: Шарапов А.П .; Уланов Н.Е .; Жильцов О.М .; Овсянникова О.А.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю Спільне підприємство "Алсан" Лтд.
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1996.03.26
Винахід відноситься до області обробки алмазів в діаманти і може бути використано в ювелірній промисловості. Пропонується спосіб виготовлення діамантів круглої форми з алмазів в оболонці, що включає вивчення, розмітку і розпилювання алмазу, подшліфовкі заготовок, їх обточування і огранювання, в якому подшліфовкі заготовок ведуть в два етапи, причому після першого етапу додатково проводять чорнову обточування паска, при цьому на першому етапі проводять шліфування чотирьох граней низу по ребрах заготовок під кутом до майданчика 45 - 90 o, переважно 55 - 60 o, до досягнення тіла чистого алмазу, вимірюють максимальні розміри тіла чистого алмазу в кожній природній площині і за ними визначають орієнтовний діаметр діаманта, після чого продовжують шліфування граней низу по ребрах заготовок під кутом 55 - 60 o до досягнення відстані від вершини кожної грані по чистому алмазу до майданчика величини h, яка визначається з співвідношення 
(Де D - орієнтовний діаметр діаманта; 
- Кут нахилу грані до майданчика), потім проводять шліфування чотирьох граней низу по природним гранях до досягнення розміру їх підстав 0,5 орієнтовного діаметра діаманта для заготівлі, що представляє собою більшу частину октаедричного кристала алмаза, і 0,6 - для заготівлі, що представляє собою половину кристала октаедричної форми або меншу його частину. Чорнову обточування паска проводять до досягнення його висоти на гранях, прошліфувати по ребрах заготовок, 0,08 - 0,12 орієнтовного діаметра діаманта, а на другому етапі виробляють шліфування восьми граней низу і чотирьох - восьми граней верху заготовки, далі шліфують межі, що зберегли залишки оболонки до повного її видалення. Пропонований спосіб виготовлення діамантів забезпечує зниження втрат алмазу в процесі його обробки і отримання готових виробів максимального розміру і мас.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області обробки алмазів в діаманти і може бути використано в ювелірній промисловості.
Застосовуваний в ювелірній промисловості спосіб виготовлення діамантів круглої форми включає в себе вивчення кристала алмаза, його розмітку і розпилювання на заготовки, подшліфовкі майданчики і граней кожної заготовки, їх обточування і огранювання (Єпіфанов В.І. та ін. Технологія обробки алмазів в діаманти. М . Вища школа, 1987).
У ювелірній промисловості використовують алмази в оболонці. Алмази цього типу характеризуються наявністю на поверхні кристала оболонки у вигляді непрозорого і мелкотрещіноватого шару або шару за кольором, відмінного від кольору самого кристала.
Як правило, товщина такої оболонки змінна і її кордон з чистим алмазом не вдається достовірно встановити не тільки в процесі вивчення кристала, але і після його розпилювання. Тому з заготовки попередньо видаляють оболонку шліфуванням природних граней до чистого алмазу, а подальшу обробку до отримання готового діаманта здійснюють відомим способом (там же), який прийнятий за прототип.
Однак відсутність заздалегідь визначених меж між оболонкою і чистим алмазом ускладнює процес видалення оболонки з заготовок і неминуче призводить до невиправданої втрати маси алмазу і зниження вартості готового виробу.
Технічною задачею винаходу є розробка способу виготовлення діамантів круглої форми з кристалів алмазів в оболонці, що забезпечує зниження втрат алмазу в процесі обробки і отримання готових виробів максимальних розмірів і маси.
Рішення поставленого завдання досягається тим, що в способі виготовлення діамантів круглої форми з кристалів алмазу в оболонці, що включає вивчення, розмітку і розпилювання кристала на заготовки, подшліфовкі заготовок, їх обточування і огранювання, згідно винаходу подшліфовкі заготовок здійснюють в два етапи, причому після першого етапу додатково проводять чорнову обточування паска; при цьому на першому етапі проводять шліфування чотирьох граней низу по ребрах заготовок під кутом до майданчика 45 90 o, переважно 55 60 o до досягнення зони чистого алмазу, вимірюють максимальні розміри тіла чистого алмазу в кожній природній площині і за ними визначають орієнтовний діаметр майбутнього діаманта, після чого продовжують шліфування граней низу по ребрах заготовок під кутом 55 60 o до досягнення відстані від вершини кожної грані по чистому алмазу до майданчика величини h, яка визначається з співвідношення
де D орієнтовний діаметр діаманта; - Кут нахилу грані до майданчика.
Потім проводять шліфування чотирьох граней низу по природним гранях до досягнення розміру їх підстав 0,5 орієнтовного діаметра діаманта для заготівлі, що представляє собою більшу частину октаедричного кристала алмаза, і 0,6 для заготівлі, що представляє собою половину кристала або меншу його частину; чорнову обточування паска проводять до досягнення його висоти на гранях, прошліфувати по ребрах заготовок, 0,08 0,12 орієнтовного діаметра діаманта, а на другому етапі виробляють шліфування восьми граней низу і чотирьох восьми граней верху заготовки, після чого шліфують межі, що зберегли залишки оболонки до повного її видалення.
 |
 |
 |
На фіг. 1 показана заготовка, що представляє собою більшу частину октаедричного кристала алмаза, з прошліфувати по ребрах гранями, де: 1 склянка; 2 тіло чистого алмазу; B розмір тіла чистого алмазу в природному площині кристала; b розмір підстави межі в природному площині; h відстань від вершини межі по чистому алмазу до майданчика; на фіг. 2 ті ж параметри для заготівлі, що представляє собою половину кристала октаедричної форми або меншу його частину; на фіг. 3 основні елементи заготовки, необхідні для розрахунку величини h. |
Суть винаходу полягає в послідовному видаленні оболонки і поступове наближення форми заготовки до форми майбутнього діаманта, причому це наближення спочатку здійснюється по ребрах заготовки шляхом видалення оболонки і областей чистого алмазу, які в будь-якому випадку підлягають зніманню в процесі ограновування.
Це забезпечує визначення орієнтовних розмірів майбутнього діаманта після виконання перших операцій обробки заготовки, дозволяє в процесі подальшої обробки проводити додаткове вивчення геометричних параметрів "тіла" чистого алмазу і враховувати отриману інформацію на наступних етапах обробки.
Початок обробки заготовки почерговим шліфуванням чотирьох граней низу по ребрах заготовок під кутом до майданчика, великим 45 o, природного кута нахилу цих ребер (переважно 55 60 o) забезпечує розтин зон чистого алмазу, які просвічують з граней через площадку в області рундиста для великої заготовки ( фіг. 1) і в підставі для малої (фіг. 2).
Для більш швидкого розкриття цих зон в місцях, де заготівля має максимальні розміри, доцільно було б проводити шліфування граней під кутом до майданчика 90 o. Однак можливості існуючого в даний час технологічного обладнання забезпечують шліфування під кутом не більше 65 o.
Таким чином, з урахуванням технологічних можливостей, з одного боку, і необхідністю більш швидкого досягнення зони чистого алмазу, з іншого, оптимальним є шліфування граней під кутом 55 60 o до майданчика.
Після розтину зон чистого алмазу вимірюють максимальну відстань між кордонами отриманих зон B в кожній природній площині алмазу. Середнє між двома найменшими розмірами на протилежних природних гранях є базовим розміром заготовки (B баз) і визначає орієнтовний діаметр майбутнього діаманта.
Оскільки для заготівлі, що представляє собою більшу частину октаедричного кристала (більшою заготовки), вимірювання проводяться в зоні розташування рундиста майбутнього діаманта, то орієнтовний діаметр DB баз.
Для заготівлі, що представляє собою половину кристала октаедричної форми або його меншу частину (малої заготовки), орієнтовний діаметр, розрахований по відомим закономірностям, становить D 0,85 B баз.
Після визначення орієнтовного діаметра майбутнього діаманта заготовку обробляють в зоні розташування паска, наближаючи розміри цієї частини заготовки по чистому алмазу до форми і розмірів паска. Для цього продовжують шліфування граней низу заготовок по ребрах під кутом 55 60 o до досягнення вершинами цих граней по чистому алмазу відстані від майданчика h, де h визначається зі співвідношення (1).
Висновок співвідношення (1) ілюструється фіг. 3, де F розмір діагоналі в підставі заготовки, з чого слід 
B баз, (2)
k 0,13 D, (3)
тут k висота паска
Відповідно до відомої технологією огранки діамантів 
Як випливає з фіг. 3
FD + 2h + 2a 2c. (6)
З урахуванням (2) (5) співвідношення (6) набуває вигляду 
.
Звідки з урахуванням того, що 
, слід
Отримане співвідношення (1) справедливо для обох заготовок.
При шліфуванні граней під кутом 60 o до майданчика ( 60) відстань h від вершини межі по чистому алмазу до майданчика становить величину 0,6 орієнтовного діаметра.
Відстань h від вершини межі до майданчика для обраного кута шліфування є базовою величиною, яка і визначає межу, до якої можливо вести шліфування без зрізання області розташування паска.
Після закінчення шліфування граней по ребрах подальшу обробку проводять шліфуванням природних граней під кутом не менше 43 o до досягнення розмірів їх в підставі b 0,5 орієнтовного діаметра для більшої заготовки і 0,6 - для меншої. Розмір основи граней b визначено з геометрії: довжина сторони правильного восьмикутника дорівнює 0,5 діаметра вписаного кола.
Так як розмір підстави меншою заготовки вимірюється не в області рундиста, а по майданчику, то 
.
Мінімальний кут 43 o виключає зрізання області розташування вершини нижньої частини майбутнього діаманта і забезпечує мінімальний технологічний припуск. Збільшення кута шліфування тягне за собою збільшення припуску, який необхідно видаляти при подальшій обробці.
Після шліфування граней низу виробляють чорнову обточування паска до досягнення його висоти на гранях, прошліфувати по ребрах заготовок 0,08 - 0,12 орієнтовного діаметра діаманта.
Мінімальна висота паска для готового діаманта дорівнює 0,12 його діаметра. Тому при чорнової обточке висота паска, з одного боку, не повинна перевищувати цю величину, а з іншого, бути достатньою для центрування і кріплення заготовки в цанзі. Виходячи з цих умов обрана висота чорнового паска, яка дорівнює 0,08 0,12 орієнтовного діаметра.
Замір висоти чорнового паска проводять по гранях, прошліфувати по ребрах заготовок, так як за цими чотирма гранями вже розкрита зона чистого алмазу.
Після обточування проводять шліфування восьми граней низу під кутом до майданчика 43 o і чотирьох восьми граней верху під кутом до майданчика не менше 36 o. Мінімальні кути нахилу граней низу і верху до майданчика забезпечує необхідний мінімальний припуск для наступної огранки, обумовлений технологією. Таким чином заготівлях надають форму і розмір, максимально наближені до форм і розмірів майбутнього діаманта.
Після цього проводять шліфування граней, що зберегли залишки оболонки, до повного її видалення, зберігаючи кут шліфування, що відповідає куту нахилу цих граней.
Потім проводять чистову обточування паска і огранювання відомим способом.
Приклад. Кристал алмазу октаедричні форми, що має оболонку жовтого кольору, масою 0,75 карат і з розміром ребра 4,2 мм, розпилюють на велику і малу заготовки з розміром майданчиків 3,3 мм. Проводять почергове шліфування граней низу по ребрах заготовок під кутом 60 o до майданчика до досягнення "тіла" чистого алмазу, яке просвічується з межі через майданчик. У кожній природній площині вимірюють максимальну відстань між кордонами зон чистого алмазу, вибирають два найменших розміру на протилежних гранях, їх середнє значення приймають за базовий розмір заготовок (B баз). Для великої заготовки B баз 3,75 мм, а для малої B баз 2,35 мм. Орієнтовний діаметр діаманта для великої заготовки D б B баз 3,75 мм, для малої D м 0,85 B баз 2,0 мм.
Визначаємо висоту h для кожної заготовки зі співвідношення (1).
Для великої заготовки 
Для малої заготовки 
Шліфують межі низу по ребрах заготовок під кутом 60 o до майданчика до досягнення висоти вершини межі по чистому алмазу від майданчика 2,22 мм для великої заготовки і 1,2 мм для малої. Після цього шліфують межі низу по природним гранях під кутом їх природного нахилу до майданчика (45 o) до досягнення розміру підстави цих граней: для великої заготовки 0,5 · Dб 1,87 мм і для малої заготовки 0,6 · Dм 1,2 мм. Потім проводять чорнову обточування паска до досягнення його висоти на гранях, прошліфувати по ребрах 0,35 мм для більшої заготовки і 0,2 мм для малої. Після обточування заготовки закріплюють в цанзі і шліфують вісім граней низу під кутом до майданчика 43 o і вісім граней верху під кутом до майданчика 36 o. У процесі попередньої обробки заготовок оболонка видалена повністю, а форма заготовок максимально наближена до форми майбутнього діаманта. Далі заготовки піддають чистової обточуванні та огранювання, отримують діаманти діаметром 3,7 мм і 1,9 мм і масою, відповідно, 0,18 карат і 0,03 карат.
Таким чином, пропонований спосіб виготовлення діамантів круглої форми з кристалів алмазу в оболонці забезпечує визначення орієнтовного діаметра діаманта після проведення перших операцій, послідовне наближення форми заготовки до форми готового виробу, зниження втрат алмазу в процесі його обробки і отримання готових виробів максимального розміру і маси.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб виготовлення діамантів круглої форми з алмазів в оболонці, що включає вивчення, розмітку і розпилювання алмазу, подшліфовкі заготовок, їх обточування і огранювання, що відрізняється тим, що подшліфовкі заготовок ведуть в два етапи, причому після першого етапу додатково проводять чорнову обточування паска, при цьому на першому етапі проводять шліфування чотирьох граней низу по ребрах заготовок під кутом до майданчика 45 90 o, переважно 55 - 60 o, до досягнення тіла чистого алмазу, вимірюють максимальні розміри тіла чистого алмазу в кожній природній площині і за ними визначають орієнтовний діаметр діаманта, після чого продовжують шліфування граней низу по ребрах заготовок під кутом 55 60 o до досягнення відстані від вершини кожної грані по чистому алмазу до майданчика величини h, яка визначається з співвідношення
де D орієнтовний діаметр діаманта; - Кут нахилу грані до майданчика,
потім проводять шліфування чотирьох граней низу по природним гранях до досягнення розміру їх підстав 0,5 орієнтовного діаметра діаманта для заготівлі, що представляє собою більшу частину октаедричного кристала алмаза, і 0,6 для заготівлі, що представляє собою половину кристала октаедричної форми або меншу його частину; чорнову обточування паска проводять до досягнення його висоти на гранях, прошліфувати по ребрах заготовок, 0,08 - 0,12 орієнтовного діаметра діаманта, а на другому етапі виробляють шліфування восьми граней низу і чотирьох восьми граней верху заготовки, після чого шліфують межі, що зберегли залишки оболонки до повного її видалення.
Версія для друку
Дата публікації 09.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.