Методическая разработка урока по дисциплине Технология исполнения изделий на тему Галтовка

Федеральное агентство по образованию
ГОУ СПО Сибайский политехнический колледж
Методическая разработка по дисциплине
«Технология обработки камня»
«Галтовка»
Разработал преподаватель: Самарбаев И. С.
2010
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА
ГруппаДата
ДПИ 08
ПредметТехнология обработки камня
Тема занятий«Галтовка»
Вид занятия (тип урока)лекционноеЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ
УчебнаяОзнакомить с процессом галтовки, методом массового производства ювелирных камней.
Воспитательнаяспособствовать формированию лучших нравственных качеств: уважение и любовь к народному искусству, к его традициям.
Способствовать воспитанию познавательного интереса студентов
Развивающаяспособствовать развитию творческого мышления и воображения, научить применять приобретенные знания, умения и навыки
Межпредметные связи
Обеспечивающие:технология обработки камня
Обеспечиваемые:ДПИ и народные промыслы, народный орнамент
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАНЯТИЯ
А. Наглядные пособияплакаты, работы студентов, меловое изображение
Б. Технические средства обучениявидеопроектор, компьютер, телевизор
В. Раздаточный материалкарточки-рисунки
Г. Учебные местаауд. № 403

Д. Литература
1.Белицкая Э.И. Художественная обработка цветного камня: Учебн. для средн. ПТУ. – М.: Легкая и пищевая промышл., 1983.
2.Синкенкес Дж. Руководство по обработке драгоценных и поделочных камней: Пер. с англ. - ML: Мир, 1998.
3.Савельев Н.Я.Поволжские камнерезы. - Самара, 2006.
4.Мукаева Л.Н. Из истории поволжского камнерезного искусства второй половины XIX в. // Промышленное зодчество Поволжья: материалы межрегион. конф. - Самара, 2006.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ
№ элемента Элементы занятия, содержания и последовательность излагаемых учебных вопросов Формы и методы обучения
1. Организационный приветствие;
определение отсутствующих;
организация внимания 2. Всесторонняя проверка знаний Проверка объема и качества усвоения материала:
Что такое галтовка?
Назначение этого вида обработки камня?
Каковы принципы галтовки в барабане? Устный.
Фронтальный опрос
3. Подготовка учащихся к активному усвоению нового материала Показ практической значимости новой темы
Сообщение темы изучения Метод Тезауруса.
Упорядочивание списка
4. Усвоение новых знаний Основные понятия и определения Объяснительно-иллюстративный
5. Закрепление новых знаний Закрепление знаний на уровне самостоятельной работы 6. Информация учащимся о домашнем задании, инструкции по его выполнению Проверка, как учащиеся поняли содержание работы
Уборка рабочих мест
Подведение итогов Беседа по вопросам

Галтовка - это метод массового производства полированных ювелирных камней, когда в барабан загружают куски сырья, добавляют абразив и воду и приводят его во вращательное движение, поддерживая в таком состоянии до тех пор, пока камни не станут совершенно гладкими.
После загрузки барабана и включения двигателя процесс почти не требует внимания. Этот способ интересен потому что с его помощью могут быть обработаны обычно многочисленные мелкие осколки ювелирного сырья, которые уже ни на что не годятся, но идеально подходят для галтовки.
ПРИНЦИПЫ ГАЛТОВКИ В БАРАБАНЕ
Галтовка как процесс применяется в промышленности для специфической обработки металлических деталей.
Принцип работы: одни детали падают с определенной высоты на другие и соударяются, и именно такие соударения являются желательными. При обработке камня такое недопустимо, поскольку камни слишком хрупки, чтобы выдержать без повреждений многочисленные соударения. Галтовку камней осуществляют таким образом, что камни скорее скользят друг по другу, чем соударяются. Принцип галтовки состоит в том, что барабан заставляют вращаться с такой частотой, чтобы камни поднимались по одной стороне барабана до известного уровня, после чего скатывались вниз. При этом каждый камень, совершая бесчисленные круговые движения вверх и вниз; стачивает острые углы. Требуется довольно длительное время, чтобы весь первоначальный материал превратился в совершенно гладкие кусочки. Схема движения камней внутри галтовочного барабана показана на рис. Для сокращения времени обработки сначала используют грубый абразив, затем барабан и камни промывают и применяют более мелкий абразив. Операция завершается полированием. При соответствующей скорости необработанные камни со дна и в правой части барабана поднимаются вверх до определенной критической точки. Здесь они переворачиваются и соскальзывают, вниз в системе единого слоя. Если барабан вращается слишком быстро, вместо скользящего слоя образуется «камнепад». Это приводит к сильному выкрашиванию и увеличению времени, необходимого для доводки загруженной партии камней.
ФОРМА И РАЗМЕР БАРАБАНА
Галтовочным барабанам обычно придают шестигранную форму, поскольку считается, что в этом случае камни поднимаются выше и, поднявшись, лучше переворачиваются. Однако некоторые промышленные фирмы, занимающиеся галтовкой, применяют только круглые барабаны и получают хорошие результаты. Форма барабана, определяющего значения не имеет, другое дело-размер его, поскольку именно он оказывает непосредственное влияние на скорость обработки. Если барабан большой, то по сравнению с барабаном меньшего размера нижние слои камней будут испытывать более сильное давление и, следовательно, более сильное абразивное воздействие. Это означает, что в барабане с большим диаметром галтовка будет происходить быстрее, чем в барабане меньшего диаметра. Для промышленного производства, более выгодно использовать барабаны очень большого диаметра. Наиболее популярны барабаны диаметром 15-30 см. Можно применять барабаны и большего размера, но, поскольку они хорошо работают при загрузке не менее чем наполовину, для большого барабана понадобится слишком много сырья, найти применение которому в виде готовых камней может оказаться весьма затруднительным.
КОНСТРУКЦИЯ БАРАБАНА
Практически, не осталось контейнеров, которые бы не применялись любителями в качестве галтовочного барабана. Использовались небольшие банки с завинчивающимися или плотно закрывающимися крышками, стеклянные банки, автомобильные покрышки, банки из-под краски и масла, фляги, стальные барабаны и др. более или менее выполняли свою задачу, если не текли, как иногда случалось, когда крышка соскакивала, или если не взрывались. Чтобы избежать взрыва, следует останавливать барабан каждые несколько дней и выпускать образовавшийся газ. Некоторые барабаны снабжены автоматическим клапаном, который, не выпуская жидкость, дает газу возможность выходить наружу.
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ БАРАБАНА
Для барабана определенного диаметра существует только одна оптимальная частота вращения, а именно та, при которой обрабатываемый материал поднимается по внутренней стенке до определенной высоты, а затем начинает как бы ссыпаться. Превышение оптимальной частоты приводит к образованию «водопада», или камнепада, т. е. к тому, что камни, отделяясь от стенки барабана, начинают падать на другие камни, соударяясь с ними со значительной силой. Такой процесс благоприятен на начальной стадии обработки, поскольку способствует быстрому сбиванию острых углов и снижает продолжительность галтовки. При обработке хрупкого и легко растрескивающегося материала, например обсидиана и кварца, обработанные таким образом камни будут содержать много трещин и потеряют свою ценность, как бы хорошо ни были выполнены последующие операции. При еще больших скоростях центробежная сила просто прижмет камни к стенкам барабана, что неизбежно при работе с большими скоростями. При скоростях ниже оптимальных обрабатываемый материал, поднимаясь по стенкам барабана, не достигает нужной высоты и соскальзывает всей массой обратно, вместо того чтобы переворачиваться и скатываться отдельными слоями. По характеру звука можно судить, как обстоит дело. Очень высокие скорости могут вообще не создавать никакого шума, поскольку материал прижат к стенкам и не передвигается, или же могут вызывать слишком большой шум и грохот, если в барабане происходит «камнепад». Недостаточно высокие скорости могут заявить о себе периодически повторяющимся шуршащим звуком в момент, когда материал, поднявшись на некоторую высоту, соскальзывает вниз. При оптимальной скорости будет возникать звук - устойчивый шуршащий или рокочущий гул.
Таблица. Оптимальные частоты вращения галтовочных барабанов
Диаметр барабана, в см. Частота вращения барабана, в об/мин.
15 35-55
25 25-40
30 15-25
40 5-15
Рекомендуется при переходе от обдирки к полированию изменять частоту вращения барабана с более высокой на частоту вдвое ниже. Если при обдирке применяются частоты вращения несколько ниже тех, которые требуются, это может привести к преимущественному образованию камней плоской формы. Если же необходимы камни округлой формы, то частоту вращения барабана следует несколько увеличить. При использовании жидкой абразивной суспензии обдирка происходит быстрее и больше образуется камней плоской формы. Наоборот, густая суспензия способствует образованию округлых камней, но общая продолжительность обдирки при этом увеличивается.
ВЫБОР МАТЕРИАЛА
Сырьем для галтовки должен служить сплошной твердый материал - без трещин, пор, пустот или мягких включений. Хотя мелкие углубления обдираются и полируются в барабанах, глубокие так и остаются необработанными на фоне обработанного камня. Из глубоких впадин почти невозможно удалить грубый абразив, и он загрязняет материал на последующих этапах обработки. В идеальном случае всю партию материала следует составлять из одинаковых камней, чтобы при обработке они вели себя одинаково. Нельзя смешивать камни, сильно различающиеся по твердости и вязкости. Совместная галтовка мягких и хрупких камней с более твердыми и вязкими приводит к быстрому истиранию менее прочного материала, иногда до полного его исчезновения. Вязкие материалы, такие, как нефрит и родонит, требуют значительно большей продолжительности галтовки, чем минералы такой же твердости, но более хрупкие. При галтовке очень крупных камней трудно избежать появления на них многочисленных мелких сколов и поверхностных трещин. Когда обрабатываются мелкие камни, то при соударениях трещины не возникают в силу малой их массы. Другое дело крупные камни, которые, имея большую массу, соударяются при тех же частотах вращения барабана с гораздо большей силой. Для предотвращения повреждения крупных камней добавляют их по нескольку штук в партии более мелких камней. Обычно требуется провести их через несколько таких партий, прежде чем они будут обработаны как следует. Кварц, обсидиан и другие хрупкие материалы, взятые в кусках размером 25 мм и более, особенно склонны к образованию острых краев или многочисленных мелких подповерхностных трещин. Если наберется достаточное количество крупного материала для полной загрузки, то его можно успешно обработать в барабане при условии, что в нем будет происходить только скользящее перемещение камней.
ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ К ГАЛТОВКЕ
Выбранный подходящий для галтовки материал раскалывают на куски приблизительно одинакового размера. Обработчики используют для этого молоток и наковальню, другие сначала распиливают куски на толстые пластины, а затем раскалывают их. Хрупкие материалы, особенно кварц и обсидиан, дают при раскалывании острые осколки, разлетающиеся во все стороны, поэтому следует пользоваться перчатками и защитными очками. На предприятиях, выпускающих галтованные камни в промышленных масштабах, нередко применяют для измельчения сырья небольшие камнедробилки.
КОЛИЧЕСТВО ЗАГРУЖАЕМОГО МАТЕРИАЛА
По мнению большинства специалистов, барабан следует заполнять камнями и абразивом наполовину или немногим больше, а пространство между камнями и порошком-водой до уровня верхнего слоя камней. При меньшем количестве камней вся масса будет соскальзывать и абразивное действие будет очень низким, ибо слишком большое количество камней не дает необходимого скольжения их относительно друг друга. В барабан обычно добавляют моющее средство, способствующее смачиванию материала, из расчета одна столовая ложка порошка на 4 кг камней. Добавление большего, чем было указано, количества воды, вызывая разбавление абразивной суспензии, ускоряет обдирку.
АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
При галтовке для обдирки применяется почти исключительно карбид кремния. Для первой обдирки обычно берут очень грубый порошок, как правило, 80 меш, для второй используют порошки 400 или 600 меш. При первой обдирке для ускорения обработки в барабан можно загрузить разбитые на куски (25 мм.) старые, уже не использующиеся круги из карбида кремния. По мере разрушения этих кусков образующийся порошок карбида кремния усиливает абразивное действие свободного абразива, с самого начала насыпанного в барабан.Для первой обдирки абразивный порошок берут из расчета 1-3 кг на 10 кг камней. Меньшее количество применяется для относительно мягких камней, большее - для твердых и вязких. Скорость обработки увеличивается, если камни ежедневно или через день выгружать из барабана, промывать и вновь загружать, добавляя каждый раз свежий порошок. Многие обработчики просто увеличивают период первоначальной обдирки. Теоретически можно обработать партию камней, загрузив порошок лишь один раз в самом начале, поскольку в процессе работы порошок разрушается на все более мелкие частицы, благодаря чему поверхность камней становится все более гладкой, пока наконец камни не приобретут такое качество поверхности, которое обычно достигается при обдирке в несколько этапов. Для второй обдирки применяют меньшее количество более тонкого абразива - от 0,5 до 1 кг на 10 кг камней.
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ГАЛТОВКИ
При использовании порошка номер 80 для первой обдирки требуется от 3 до 4 нед непрерывной галтовки, чтобы получить совершенно гладкую поверхность камня. Для второй обдирки требуется около 1 нед. Продолжительность обработки зависит от формы и свойств сырья, размера барабана и других факторов. При первой обдирке время от времени необходимо открывать барабан и проверять, в какой степени продвинулась обработка. Убедившись, что задачи первой обдирки выполнены, переходите ко второй, но, если на камнях еще сохранились углубления или поверхностные трещины, обработку следует продолжить. При осмотре содержимого барабана следует тщательно вымыть и высушить большое количество образцов, учитывая что все камни выглядят лучше, когда они смочены водой, особенно если вода впиталась в поверхностные трещины, сделав их незаметными. Распространенный способ определения окончания второй обдирки - полирование на круге наугад взятого из барабана камня. Если он быстро полируется, значит, риски на поверхности камня стали незначительными и обдирку можно прекратить. Слишком продолжительная обдирка приводит к появлению уплощенных камней.
ПОЛИРОВАНИЕ
В барабан вместе с полировальным порошком добавляют «полировальники» в виде небольших кубиков из твердого дерева, толстой фанеры, пробки, полосок кожи, войлока, фетра. Они впитывают полировальный порошок и, двигаясь между камнями, будут дополнительно полировать их. В качестве наполнителей также используют опилки, глину и др. С усилением полирующего действия эти материалы выполняют также функцию амортизаторов, предотвращающих непосредственное соударение камней, которое часто приводит к скалыванию их тонких краев. Полирующее средство составляют из расчета 0,5 кг порошка и 2,5 кг наполнителя на 10 кг камней, прошедших вторую обдирку. Популярными для галтовки полирующими порошками являются диоксид олова, трепел, отмученный оксид алюминия, диоксид церия, крокус и оксид хрома. Наиболее дешевы из них трепел и отмученный оксид алюминия. Лучшие результаты при галтовке ювелирных материалов многих типов дает оксид олова, более дорогой материал. Полирование обычно продолжается в течение 4-5 дней. В процессе обработки, также проводится осмотр содержимого. Если осмотр камней покажет, что они имеют матовый блеск или покрыты мелкими углублениями, это означает, что время второй обдирки было недостаточным. В этом случае камни лучше вернуть на обработку.
Поведение материала в галтовочном барабане. При соответствующей скорости необработанные камни со дна и в правой части барабана поднимаются вверх до некой критической точки. Здесь они переворачиваются и соскальзывают, как показано стрелками, вниз в системе единого слоя. Если барабан вращается слишком быстро, вместо скользящего слоя образуется «камнепад». Это приводит к сильному выкрашиванию и увеличению времени, необходимого для доводки загруженной партии камней.35560131445