способ изготовления бриллиантов круглой формы из алмазов в оболочке

Формула изобретения

Способ изготовления бриллиантов круглой формы из алмазов в оболочке, включающий изучение, разметку и распиливание алмаза, подшлифовку заготовок, их обточку и огранку, отличающийся тем, что подшлифовку заготовок ведут в два этапа, причем после первого этапа дополнительно проводят черновую обточку пояска, при этом на первом этапе проводят шлифование четырех граней низа по ребрам заготовок под углом к площадке 45 90^o, преимущественно 55 - 60^o, до достижения тела чистого алмаза, измеряют максимальные размеры тела чистого алмаза в каждой природной плоскости и по ним определяют ориентировочный диаметр бриллианта, после чего продолжают шлифование граней низа по ребрам заготовок под углом 55 60^o до достижения расстояния от вершины каждой грани по чистому алмазу до площадки величины h, определяемой из соотношения



где D ориентировочный диаметр бриллианта;

- угол наклона грани к площадке,

затем производят шлифование четырех граней низа по природным граням до достижения размера их оснований 0,5 ориентировочного диаметра бриллианта для заготовки, представляющей собой большую часть октаэдрического кристалла алмаза, и 0,6 для заготовки, представляющей собой половину кристалла октаэдрической формы или меньшую его часть; черновую обточку пояска проводят до достижения его высоты на гранях, прошлифованных по ребрам заготовок, 0,08 - 0,12 ориентировочного диаметра бриллианта, а на втором этапе производят шлифование восьми граней низа и четырех восьми граней верха заготовки, после чего шлифуют грани, сохранившие остатки оболочки до полного ее удаления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки алмазов в бриллианты и может быть использовано в ювелирной промышленности.

Применяемый в ювелирной промышленности способ изготовления бриллиантов круглой формы включает в себя изучение кристалла алмаза, его разметку и распиливание на заготовки, подшлифовку площадки и граней каждой заготовки, их обточку и огранку (Епифанов В.И. и др. Технология обработки алмазов в бриллианты. М. Высшая школа, 1987).

В ювелирной промышленности используют алмазы в оболочке. Алмазы этого типа характеризуются наличием на поверхности кристалла оболочки в виде непрозрачного и мелкотрещиноватого слоя или слоя по цвету, отличного от цвета самого кристалла.

Как правило, толщина такой оболочки переменна и ее границу с чистым алмазом не удается достоверно установить не только в процессе изучения кристалла, но и после его распиливания. Поэтому с заготовки предварительно удаляют оболочку шлифованием природных граней до чистого алмаза, а дальнейшую обработку до получения готового бриллианта осуществляют известным способом (там же), который принят за прототип.

Однако отсутствие заранее определенных границ между оболочкой и чистым алмазом усложняет процесс удаления оболочки с заготовок и неизбежно приводит к неоправданной потере массы алмаза и снижению стоимости готового изделия.

Технической задачей изобретения является разработка способа изготовления бриллиантов круглой формы из кристаллов алмазов в оболочке, обеспечивающего снижение потерь алмаза в процессе обработки и получение готовых изделий максимальных размеров и массы.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе изготовления бриллиантов круглой формы из кристаллов алмаза в оболочке, включающем изучение, разметку и распиливание кристалла на заготовки, подшлифовку заготовок, их обточку и огранку, согласно изобретения подшлифовку заготовок осуществляют в два этапа, причем после первого этапа дополнительно проводят черновую обточку пояска; при этом на первом этапе проводят шлифование четырех граней низа по ребрам заготовок под углом к площадке 45 90^o, преимущественно 55 60^o до достижения зоны чистого алмаза, измеряют максимальные размеры тела чистого алмаза в каждой природной плоскости и по ним определяют ориентировочный диаметр будущего бриллианта, после чего продолжают шлифование граней низа по ребрам заготовок под углом 55 60^o до достижения расстояния от вершины каждой грани по чистому алмазу до площадки величины h, определяемой из соотношения



где D ориентировочный диаметр бриллианта;

- угол наклона грани к площадке.

Затем производят шлифование четырех граней низа по природным граням до достижения размера их оснований 0,5 ориентировочного диаметра бриллианта для заготовки, представляющей собой большую часть октаэдрического кристалла алмаза, и 0,6 для заготовки, представляющей собой половину кристалла или меньшую его часть; черновую обточку пояска проводят до достижения его высоты на гранях, прошлифованных по ребрам заготовок, 0,08 0,12 ориентировочного диаметра бриллианта, а на втором этапе производят шлифование восьми граней низа и четырех восьми граней верха заготовки, после чего шлифуют грани, сохранившие остатки оболочки до полного ее удаления.

На фиг. 1 показана заготовка, представляющая собой большую часть октаэдрического кристалла алмаза, с прошлифованными по ребрам гранями, где: 1 оболочка; 2 тело чистого алмаза; B размер тела чистого алмаза в природной плоскости кристалла; b размер основания грани в природной плоскости; h расстояние от вершины грани по чистому алмазу до площадки; на фиг. 2 те же параметры для заготовки, представляющей собой половину кристалла октаэдрической формы или меньшую его часть; на фиг. 3 основные элементы заготовки, необходимые для расчета величины h.

Сущность изобретения заключается в последовательном удалении оболочки и постепенном приближении формы заготовки к форме будущего бриллианта, причем это приближение первоначально осуществляется по ребрам заготовки путем удаления оболочки и областей чистого алмаза, которые в любом случае подлежат съему в процессе огранки.

Это обеспечивает определение ориентировочных размеров будущего бриллианта после выполнения первых операций обработки заготовки, позволяет в процессе последующей обработки проводить дополнительное изучение геометрических параметров "тела" чистого алмаза и учитывать полученную информацию на последующих этапах обработки.

Начало обработки заготовки поочередным шлифованием четырех граней низа по ребрам заготовок под углом к площадке, большим 45^o, естественного угла наклона этих ребер (преимущественно 55 60^o) обеспечивает вскрытие зон чистого алмаза, которые просвечивают с граней через площадку в области рундиста для большой заготовки (фиг. 1) и в основании для малой (фиг. 2).

Для более быстрого вскрытия этих зон в местах, где заготовка имеет максимальные размеры, целесообразно было бы производить шлифование граней под углом к площадке 90^o. Однако возможности существующего в настоящее время технологического оборудования обеспечивают шлифование под углом не более 65^o.

Таким образом, с учетом технологических возможностей, с одной стороны, и необходимостью более быстрого достижения зоны чистого алмаза, с другой, оптимальным является шлифование граней под углом 55 60^o к площадке.

После вскрытия зон чистого алмаза измеряют максимальное расстояние между границами полученных зон B в каждой природной плоскости алмаза. Среднее между двумя наименьшими размерами на противоположных естественных гранях является базовым размером заготовки (B баз) и определяет ориентировочный диаметр будущего бриллианта.

Поскольку для заготовки, представляющей собой большую часть октаэдрического кристалла (большей заготовки), измерения проводятся в зоне расположения рундиста будущего бриллианта, то ориентировочный диаметр D B баз.

Для заготовки, представляющей собой половину кристалла октаэдрической формы или его меньшую часть (малой заготовки), ориентировочный диаметр, рассчитанный по известным закономерностям, составляет D 0,85 B баз.

После определения ориентировочного диаметра будущего бриллианта заготовку обрабатывают в зоне расположения пояска, приближая размеры этой части заготовки по чистому алмазу к форме и размерам пояска. Для этого продолжают шлифование граней низа заготовок по ребрам под углом 55 60^o до достижения вершинами этих граней по чистому алмазу расстояния от площадки h, где h определяется из соотношения (1).

Вывод соотношения (1) иллюстрируется фиг. 3, где F размер диагонали в основании заготовки, из чего следует

B баз, (2)

k 0,13 D, (3)

здесь k высота пояска

В соответствии с известной технологией огранки бриллиантов



Как следует из фиг. 3

F D + 2h + 2a 2c. (6)

С учетом (2) (5) соотношение (6) приобретает вид

.

Откуда с учетом того, что , следует



Полученное соотношение (1) справедливо для обоих заготовок.

При шлифовании граней под углом 60^o к площадке ( 60) расстояние h от вершины грани по чистому алмазу до площадки составляет величину 0,6 ориентировочного диаметра.

Расстояние h от вершины грани до площадки для выбранного угла шлифования является базовой величиной, которая и определяет границу, до которой возможно вести шлифование без срезания области расположения пояска.

По окончании шлифования граней по ребрам дальнейшую обработку производят шлифованием природных граней под углом не менее 43^o до достижения размеров их в основании b 0,5 ориентировочного диаметра для большей заготовки и 0,6 - для меньшей. Размер основания граней b определен из геометрии: длина стороны правильного восьмиугольника равна 0,5 диаметра вписанной окружности.

Так как размер основания меньшей заготовки измеряется не в области рундиста, а по площадке, то

.

Минимальный угол 43^o исключает срезание области расположения вершины нижней части будущего бриллианта и обеспечивает минимальный технологический припуск. Увеличение угла шлифования влечет за собой увеличение припуска, который необходимо удалять при последующей обработке.

После шлифования граней низа производят черновую обточку пояска до достижения его высоты на гранях, прошлифованных по ребрам заготовок 0,08 - 0,12 ориентировочного диаметра бриллианта.

Минимальная высота пояска для готового бриллианта равна 0,12 его диаметра. Поэтому при черновой обточке высота пояска, с одной стороны, не должна превышать эту величину, а с другой, быть достаточной для центрирования и крепления заготовки в цанге. Исходя из этих условий выбрана высота чернового пояска, которая равна 0,08 0,12 ориентировочного диаметра.

Замер высоты чернового пояска проводят по граням, прошлифованным по ребрам заготовок, так как по этим четырем граням уже вскрыта зона чистого алмаза.

После обточки проводят шлифование восьми граней низа под углом к площадке 43^o и четырех восьми граней верха под углом к площадке не менее 36^o. Минимальные углы наклона граней низа и верха к площадке обеспечивает необходимый минимальный припуск для последующей огранки, обусловленный технологией. Таким образом заготовкам придают форму и размер, максимально приближенные к формам и размерам будущего бриллианта.

После этого проводят шлифовку граней, сохранивших остатки оболочки, до полного ее удаления, сохраняя угол шлифования, соответствующий углу наклона этих граней.

Затем проводят чистовую обточку пояска и огранку известным способом.

Пример. Кристалл алмаза октаэдрической формы, имеющий оболочку желтого цвета, массой 0,75 карат и с размером ребра 4,2 мм, распиливают на большую и малую заготовки с размером площадок 3,3 мм. Проводят поочередное шлифование граней низа по ребрам заготовок под углом 60^o к площадке до достижения "тела" чистого алмаза, которое просвечивается с грани через площадку. В каждой природной плоскости измеряют максимальное расстояние между границами зон чистого алмаза, выбирают два наименьших размера на противоположных гранях, их среднее значение принимают за базовый размер заготовок (B баз). Для большой заготовки B баз 3,75 мм, а для малой B баз 2,35 мм. Ориентировочный диаметр бриллианта для большой заготовки D б B баз 3,75 мм, для малой D м 0,85 B баз 2,0 мм.

Определяем высоту h для каждой заготовки из соотношения (1).

Для большой заготовки



Для малой заготовки



Шлифуют грани низа по ребрам заготовок под углом 60^o к площадке до достижения высоты вершины грани по чистому алмазу от площадки 2,22 мм для большой заготовки и 1,2 мм для малой. После этого шлифуют грани низа по природным граням под углом их естественного наклона к площадке (45^o) до достижения размера основания этих граней: для большой заготовки 0,5Dб 1,87 мм и для малой заготовки 0,6Dм 1,2 мм. Затем производят черновую обточку пояска до достижения его высоты на гранях, прошлифованных по ребрам 0,35 мм для большей заготовки и 0,2 мм для малой. После обточки заготовки закрепляют в цанге и шлифуют восемь граней низа под углом к площадке 43^o и восемь граней верха под углом к площадке 36^o. В процессе предварительной обработки заготовок оболочка удалена полностью, а форма заготовок максимально приближена к форме будущего бриллианта. Далее заготовки подвергают чистовой обточке и огранке, получают бриллианты диаметром 3,7 мм и 1,9 мм и массой, соответственно, 0,18 карат и 0,03 карат.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления бриллиантов круглой формы из кристаллов алмаза в оболочке обеспечивает определение ориентировочного диаметра бриллианта после проведения первых операций, последовательное приближение формы заготовки к форме готового изделия, снижение потерь алмаза в процессе его обработки и получение готовых изделий максимального размера и массы.