【石材加工工藝技術(shù)】石材加工R轉(zhuǎn)角究竟有什么作用？

石材產(chǎn)品加工中需要加工R轉(zhuǎn)角，一些R轉(zhuǎn)角是為了磨邊使產(chǎn)品好看，但也有些R轉(zhuǎn)角是有其特殊作用，必須加工的，否則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的破損、斷裂，對(duì)使用者造成傷害。
圖1為整體廚柜從液化灶開(kāi)口處開(kāi)裂的圖片。那末小小R轉(zhuǎn)角究竟有什么作用呢？本文從分析恒大地產(chǎn)的一款臺(tái)面板產(chǎn)品闡述這個(gè)道理。

1、內(nèi)R轉(zhuǎn)角的作用
圖2為恒大地產(chǎn)這些年加工數(shù)量很多的一款衛(wèi)生間臺(tái)面板產(chǎn)品，加工時(shí)大量的產(chǎn)品從A處斷裂，使工廠這種臺(tái)面板斷裂多導(dǎo)致報(bào)廢。
因?yàn)楹愦蟮禺a(chǎn)是不會(huì)接受斷裂修補(bǔ)的臺(tái)面板的。這種產(chǎn)品斷裂是有其內(nèi)在的原因的。
一是因?yàn)橛叶诉^(guò)于細(xì)長(zhǎng)，和左部分比例差別大，導(dǎo)致產(chǎn)品搬運(yùn)過(guò)程中由于力的不平衡、受力不均勻斷裂；二是因?yàn)锳點(diǎn)是尖角，應(yīng)力過(guò)于集中在此處，由于應(yīng)力集中導(dǎo)致產(chǎn)品斷裂，這是這種臺(tái)面板斷裂的主要原因。
依據(jù)應(yīng)力集中理論當(dāng)受力構(gòu)件由于外界因素或自身因素幾何形狀、外形尺寸發(fā)生突變而引起局部范圍內(nèi)應(yīng)力顯著增大的現(xiàn)象，應(yīng)力集中出現(xiàn)時(shí)接頭局部區(qū)域的最大應(yīng)力值比平均應(yīng)力值高，改變了周圍的力的平衡，產(chǎn)生應(yīng)力差。圖1中應(yīng)力集中點(diǎn)主要為A、B、C三點(diǎn)處。

依據(jù)恒大衛(wèi)生間臺(tái)面板的形狀很容易判斷出該產(chǎn)品的應(yīng)力集中在A直角轉(zhuǎn)角處、B圓孔處、橢圓孔C處。見(jiàn)圖2。
依據(jù)應(yīng)力集中理論知道A、B這三點(diǎn)是這塊臺(tái)面板高應(yīng)力集中區(qū)，如果不采取合理的加工工藝，極易從A、B、C三處斷裂。
實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也充分證實(shí)了應(yīng)力集中對(duì)恒大這款臺(tái)面板的影響，這個(gè)產(chǎn)品在生產(chǎn)加工，施工安裝中發(fā)生斷裂處均是從A、B處斷裂的，尤其A點(diǎn)是應(yīng)力集中的關(guān)鍵點(diǎn)，更易斷裂。
圖2中恒大衛(wèi)生間臺(tái)面板斷裂的原因分析：
（1）應(yīng)力過(guò)于集中導(dǎo)致
從圖2分析知道，A點(diǎn)是個(gè)直角點(diǎn)，加上水刀機(jī)切割產(chǎn)生的毛刺很多，使這外區(qū)域的應(yīng)力高于其它地方。這種臺(tái)面板多從A點(diǎn)斷裂。B點(diǎn)是類似A點(diǎn)一樣的道理，也是應(yīng)力集中點(diǎn)，這種臺(tái)面板也會(huì)從B點(diǎn)處斷裂。
（2）直角是最脆弱的地方
從圖2的結(jié)構(gòu)分析，由于臺(tái)面板是直角轉(zhuǎn)角，沒(méi)有過(guò)渡的圓弧段來(lái)聯(lián)結(jié)懸挑出去的那段，導(dǎo)致了該臺(tái)面板產(chǎn)品極易沿著過(guò)A點(diǎn)的垂直方向斷裂。
（3）重力剪切作用的結(jié)果
從圖2的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，無(wú)論這件臺(tái)面板是立著放，還是平著放，在受到重力（剪切力）作用后（這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相當(dāng)于材料力學(xué)上的懸臂梁），沿著A點(diǎn)直方向作剪切滑動(dòng)，從而導(dǎo)致該臺(tái)面板產(chǎn)品從A點(diǎn)處斷裂。
根據(jù)應(yīng)力集中消除的理論：可采取消除尖角、改善構(gòu)件外形、局部加強(qiáng)孔邊以及提高材料表面光潔度等措施。
對(duì)于類似圖2的臺(tái)面板減少斷裂、破損的改善措施如下：
改善直角轉(zhuǎn)角內(nèi)R角的三種建議：將A點(diǎn)設(shè)計(jì)成R5圓角（圖3），R10圓角（圖4）、R30圓角（圖5）。從改善效果看R30圓角更為合理，因?yàn)檫@種做法增大了懸出部分與左邊部分的聯(lián)結(jié)力，將兩者聯(lián)結(jié)更加牢固。

從產(chǎn)品實(shí)際的加工、檢測(cè)得到了充分證實(shí)。但設(shè)計(jì)成R30圓角，由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，對(duì)產(chǎn)品的外觀效果的影響。
圖4中將直角設(shè)計(jì)成不小于R10的圓角，減少應(yīng)力集中在直角拐角上?？紤]到產(chǎn)品的美觀度及過(guò)大的轉(zhuǎn)角對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改變太大，影響產(chǎn)品效果，把A處直角設(shè)計(jì)成R10的圓角更合理。

R5圓角的應(yīng)力集中消除效果較差，實(shí)際生產(chǎn)加工中時(shí)還常出現(xiàn)從A點(diǎn)處斷裂的現(xiàn)象。但鑒于從設(shè)計(jì)效果考慮，恒大地產(chǎn)方最終采納了將A點(diǎn)設(shè)計(jì)成R5圓角的方案。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中把直角拐角設(shè)計(jì)成內(nèi)R轉(zhuǎn)角可以消除直角處的應(yīng)力集中，減少應(yīng)力作用，從而減少產(chǎn)品斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，確保產(chǎn)品的安全。

圖6為整體廚柜臺(tái)面板產(chǎn)品，從圖6中的安裝圖說(shuō)明中可以清楚地知道直角轉(zhuǎn)角對(duì)產(chǎn)品的斷裂的影響。

這種廚柜臺(tái)面板產(chǎn)品在直角轉(zhuǎn)角處由于應(yīng)力集中不論是生產(chǎn)加工、還是施工，日后的使用中都極易斷裂、破損。
把直角轉(zhuǎn)角做成內(nèi)R30的轉(zhuǎn)角后可以解決甚至消除從轉(zhuǎn)角處斷裂，破損的風(fēng)險(xiǎn)，確保其生產(chǎn)加工、施工、使用中的安全。
如果圖6的臺(tái)面板采用手工開(kāi)孔加工。應(yīng)用先用直徑φ35的開(kāi)孔器在臺(tái)面板待開(kāi)孔的四個(gè)直角處開(kāi)四個(gè)圓孔，然后再用切割機(jī)開(kāi)出臺(tái)盆孔。如果是用水刀機(jī)開(kāi)臺(tái)盆孔，編制程序時(shí)編制直徑φ35的孔，并控制加工過(guò)程上的毛刺。廚柜臺(tái)面板直角轉(zhuǎn)角處同樣設(shè)計(jì)成內(nèi)R角，以減少直角處的應(yīng)力集中，保證產(chǎn)品的安全。
對(duì)于高應(yīng)力集中的巖板產(chǎn)品，在加工巖板的臺(tái)面板時(shí)同樣遵循這個(gè)原理，可以減少有轉(zhuǎn)角的巖板臺(tái)面板的斷裂、破損，確保巖板臺(tái)面板的安全性。

2、外R的作用
石材產(chǎn)品加工中不僅要做內(nèi)R轉(zhuǎn)角，還常做外R轉(zhuǎn)角，外R轉(zhuǎn)角也有其特定的意義和作用。
外R轉(zhuǎn)角有兩種做法，一種是直角做外R 轉(zhuǎn)角，一種是棱做外R轉(zhuǎn)角。兩者作用有相似之處，也有不同之處的。
（1）角做外R轉(zhuǎn)角
圖7為一洗手臺(tái)臺(tái)面板的局部照片，磨了1個(gè)外R20左右的圓角。磨這個(gè)圓角的作用和意義一是為了防止直角過(guò)尖容易被撞壞；二是磨外R圓角防止圓角過(guò)尖使用過(guò)程中刮衣服、割到使用者的皮膚等身體其它部位；三也起到一定的裝飾作用，增加了產(chǎn)品的曲線之美。

（2）棱做外R轉(zhuǎn)角

圖8中的圖示產(chǎn)品棱做了外R轉(zhuǎn)角。臺(tái)面板產(chǎn)品的棱如果粘接成直角時(shí)，較尖銳，生產(chǎn)加工、施工、使用上銳利的棱會(huì)對(duì)生產(chǎn)加工者、施工人員、使用者可能造成傷害。
做了外R的圓角后一是可以防止直角過(guò)尖容易被撞壞；二是磨R圓角防止圓角過(guò)尖使用過(guò)程中刮衣服、割到使用者的皮膚等身體其它部位；三也可以起到一定的裝飾作用，增加了產(chǎn)品的曲線之美；四是磨了外R圓角后可以消除棱表面的崩邊、崩角，改善外觀的效果，使粘接縫隙更小，更美觀。

看完本文后相信讀者朋友們知道了臺(tái)面板產(chǎn)品磨個(gè)小R轉(zhuǎn)角的作用了，而且這個(gè)作用還很大的！

作者：晏輝