楊啟正 王正根

摘 要：中國是世界上玉石開采和玉石飾品生產(chǎn)制造最早的國家之一，也是世界上玉石產(chǎn)量最多的國家之一，來自中國珠寶行業(yè)網(wǎng)的資料數(shù)據(jù)顯示，我國玉石市場規(guī)模約為20萬噸，年銷售額約538億元人民幣，并且呈現(xiàn)出年均10個點以上的增長速度。玉石產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為了許多地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)，廣東作為全國玉石生產(chǎn)消費的大省，玉石加工年產(chǎn)值已經(jīng)達到全國寶玉石產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的百分之三十，并且形成了廣州、四會、平州、揭陽四大玉器市場。特別是玉石珠鏈深受人民的喜愛，玉石珠鏈孔的加工尤為重要，選擇合適的玉石鉆孔加工鉆削參數(shù)，合理的玉石鉆孔機，以提高玉石珠鏈鉆孔加工效率。

關鍵詞： 玉石珠鏈;? 鉆孔機;孔加工

1玉石珠鏈加工步驟

玉石珠鏈的生產(chǎn)步驟可以分為五步：

1）切片：采用石材切片機將大塊的玉石切成正方體玉石塊。

2）磨球：采用玉石磨球機將正方體玉石塊磨削成規(guī)格一致的球狀玉珠。

3）鉆孔：將球狀玉石珠過球心鉆通孔。

4）打磨拋光：用金剛砂等研磨劑將鉆好孔的玉石珠表面打磨光潔。

5）穿線：將已打磨好的玉石珠穿線成鏈。

玉石鉆孔是玉石珠鏈生產(chǎn)的一個重要的工序，現(xiàn)有的加工設備主要可以分為兩類：機械鉆頭鉆孔機以及超聲波鉆孔機，但是它們在加工玉石的時候有兩個通病，第一，都是通過人工手工填料的方式將玉石珠裝入鉆孔工位，工人的工作環(huán)境差，勞動強度高，而且存在一定的危險性;其次，為了避免玉石表面崩豁，兩種玉石鉆孔機都必須分兩次裝夾鉆孔，這無疑加長了加工步驟，降低了生產(chǎn)效率。

2 玉石珠鏈制孔技術現(xiàn)狀分析

長期以來，玉石鏈鏈扮演了一種手工飾品的角色，它的制孔方式也主要以手工雕琢成孔為主，近些年來，由于產(chǎn)品的市場需求量擴大，玉石輔助加工工具相繼出現(xiàn)，吊磨機就是其中之一。玉石雕刻加工人員手持裝有高速旋轉(zhuǎn)的金剛石磨頭的手柄，雕刻出想要的工藝圖案。此種工具也用于給玉石打小孔，后來相關產(chǎn)業(yè)人員又開始采用改進的臺鉆，以金剛石鉆頭作為鉆削工具制孔，操作人員用手工方法將玉石珠放在固定的位置，然后操作夾具將玉石珠手動夾好，再手動軸向進給高速旋轉(zhuǎn)的金剛石鉆頭，同時添加冷卻液，鉆孔結束后，將玉石取出。這種加工方式的加工效率相較于手動雕刻的方式有了一定的提高，但是這種生產(chǎn)方式同樣存在生產(chǎn)效率較低、工人勞動強度大、加工環(huán)境差以及操作過程中存在安全隱患等問題。

經(jīng)過不斷改進，現(xiàn)有玉石珠鉆孔生產(chǎn)行業(yè)使用的玉石鉆孔機主要有三種：

第一類玉石鉆孔機，主軸電機和玉石珠夾具安裝在機架上，采用主電機軸線與裝夾頭軸線垂直共面的布置方式，主軸電機和機座之間安裝有與主軸軸線方向相同的導軌滑槽。加工時，先將整機安裝在生產(chǎn)臺上，通過手工方法依次夾緊玉石、加冷卻液、鉆頭進給、翻轉(zhuǎn)玉石、再次進給等加工步驟。

第二類玉石鉆孔機，主要是由機架、冷卻系統(tǒng)和改進的臥式鉆臺組成，其中每組加工工位由兩臺同軸相向布置的改進臺鉆，這兩臺臺鉆的主軸夾頭上分別安裝有一個圓錐形凹坑玉石珠夾頭和一支金剛石鉆頭，兩臺鉆的主軸嚴格同軸，其中前者為定鉆臺，工作中固定不動，后者為動鉆臺，工作過程中完成進給動作。這類玉石鉆孔機加工時，通過手工的方法裝夾、進給，且只能完成單向鉆孔加工。

第三類玉石鉆孔機，為超聲鉆孔機。它主要由電源變頻器控制機、超聲波發(fā)生器，盤式鉆孔機構以及冷卻機構組成，電源變頻器控制機和超聲波發(fā)生器通過線路連接，控制發(fā)生振動頻率，發(fā)生器下端主軸安裝有陣列鉆頭，下方安裝有與之相匹配的開有玉石裝夾孔的裝夾盤。加工時，將玉石手工裝夾在裝夾盤內(nèi)，再將裝夾盤安裝在鉆頭下方，自動完成鉆頭進給。

上述三類玉石鉆孔機從原理到結構都有自己的特色，第一類鉆孔機機構簡單，制造成本低廉，能夠通過一次裝夾，完成對鉆功能，但是此類鉆孔機操作困難，體力勞動量非常大，并且此類機器加工效率非常低，加工一顆玉石珠的時間大概是三分鐘;第二類鉆孔機相較于第一類鉆孔機結構稍復雜，制造成本稍高，加工效率也有明顯的提升，但是它不能實現(xiàn)一次裝夾同軸對鉆，對于通孔的加工質(zhì)量影響很大，并且手工操作裝夾，存在一定的安全隱患;第三類鉆孔機采用超聲鉆削原理，相較于前兩類鉆孔機，它一次性可以同時裝夾多顆玉石珠，但它在進行玉石鉆孔過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，操作環(huán)境極差，此外，它采用的是一次性鉆孔，鉆通位置會不可避免的出現(xiàn)崩豁現(xiàn)象，造成玉石鉆孔質(zhì)量低的缺陷。

3 展望

為克服現(xiàn)有玉石鉆孔加工設備的不足，提高玉石鉆孔加工的生產(chǎn)效率，設計一種能夠針對不同規(guī)格的球狀玉石實現(xiàn)自動送料、自動裝夾、自動鉆孔、自動落料以及冷卻液自動添加的全自動玉石鉆孔機。能有效的解放工人的體力勞動，提高工人工作安全性，此外也能提高玉石鉆孔加工質(zhì)量。

參考文獻

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作者簡介：楊啟正（1973—），男，副教授，主要從事教育與機械工程研究。

基金項目：湖南省教育廳科學研究項目：玉石鉆孔關鍵技術研究及全自動玉石鉆孔機設計（17C0593）。