【石材加工工藝技術】石材加工R轉角究竟有什么作用？

石材產品加工中需要加工R轉角，一些R轉角是為了磨邊使產品好看，但也有些R轉角是有其特殊作用，必須加工的，否則會導致產品的破損、斷裂，對使用者造成傷害。
圖1為整體廚柜從液化灶開口處開裂的圖片。那末小小R轉角究竟有什么作用呢？本文從分析恒大地產的一款臺面板產品闡述這個道理。

1、內R轉角的作用
圖2為恒大地產這些年加工數量很多的一款衛生間臺面板產品，加工時大量的產品從A處斷裂，使工廠這種臺面板斷裂多導致報廢。
因為恒大地產是不會接受斷裂修補的臺面板的。這種產品斷裂是有其內在的原因的。
一是因為右端過于細長，和左部分比例差別大，導致產品搬運過程中由于力的不平衡、受力不均勻斷裂；二是因為A點是尖角，應力過于集中在此處，由于應力集中導致產品斷裂，這是這種臺面板斷裂的主要原因。
依據應力集中理論當受力構件由于外界因素或自身因素幾何形狀、外形尺寸發生突變而引起局部范圍內應力顯著增大的現象，應力集中出現時接頭局部區域的最大應力值比平均應力值高，改變了周圍的力的平衡，產生應力差。圖1中應力集中點主要為A、B、C三點處。

依據恒大衛生間臺面板的形狀很容易判斷出該產品的應力集中在A直角轉角處、B圓孔處、橢圓孔C處。見圖2。
依據應力集中理論知道A、B這三點是這塊臺面板高應力集中區，如果不采取合理的加工工藝，極易從A、B、C三處斷裂。
實踐經驗也充分證實了應力集中對恒大這款臺面板的影響，這個產品在生產加工，施工安裝中發生斷裂處均是從A、B處斷裂的，尤其A點是應力集中的關鍵點，更易斷裂。
圖2中恒大衛生間臺面板斷裂的原因分析：
（1）應力過于集中導致
從圖2分析知道，A點是個直角點，加上水刀機切割產生的毛刺很多，使這外區域的應力高于其它地方。這種臺面板多從A點斷裂。B點是類似A點一樣的道理，也是應力集中點，這種臺面板也會從B點處斷裂。
（2）直角是最脆弱的地方
從圖2的結構分析，由于臺面板是直角轉角，沒有過渡的圓弧段來聯結懸挑出去的那段，導致了該臺面板產品極易沿著過A點的垂直方向斷裂。
（3）重力剪切作用的結果
從圖2的產品結構分析，無論這件臺面板是立著放，還是平著放，在受到重力（剪切力）作用后（這種產品結構相當于材料力學上的懸臂梁），沿著A點直方向作剪切滑動，從而導致該臺面板產品從A點處斷裂。
根據應力集中消除的理論：可采取消除尖角、改善構件外形、局部加強孔邊以及提高材料表面光潔度等措施。
對于類似圖2的臺面板減少斷裂、破損的改善措施如下：
改善直角轉角內R角的三種建議：將A點設計成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，因為這種做法增大了懸出部分與左邊部分的聯結力，將兩者聯結更加牢固。

從產品實際的加工、檢測得到了充分證實。但設計成R30圓角，由于設計結構發生了較大變化，對產品的外觀效果的影響。
圖4中將直角設計成不小于R10的圓角，減少應力集中在直角拐角上。考慮到產品的美觀度及過大的轉角對產品結構改變太大，影響產品效果，把A處直角設計成R10的圓角更合理。

R5圓角的應力集中消除效果較差，實際生產加工中時還常出現從A點處斷裂的現象。但鑒于從設計效果考慮，恒大地產方最終采納了將A點設計成R5圓角的方案。

在產品設計和制造中把直角拐角設計成內R轉角可以消除直角處的應力集中，減少應力作用，從而減少產品斷裂的風險，確保產品的安全。

圖6為整體廚柜臺面板產品，從圖6中的安裝圖說明中可以清楚地知道直角轉角對產品的斷裂的影響。

這種廚柜臺面板產品在直角轉角處由于應力集中不論是生產加工、還是施工，日后的使用中都極易斷裂、破損。
把直角轉角做成內R30的轉角后可以解決甚至消除從轉角處斷裂，破損的風險，確保其生產加工、施工、使用中的安全。
如果圖6的臺面板采用手工開孔加工。應用先用直徑φ35的開孔器在臺面板待開孔的四個直角處開四個圓孔，然后再用切割機開出臺盆孔。如果是用水刀機開臺盆孔，編制程序時編制直徑φ35的孔，并控制加工過程上的毛刺。廚柜臺面板直角轉角處同樣設計成內R角，以減少直角處的應力集中，保證產品的安全。
對于高應力集中的巖板產品，在加工巖板的臺面板時同樣遵循這個原理，可以減少有轉角的巖板臺面板的斷裂、破損，確保巖板臺面板的安全性。

2、外R的作用
石材產品加工中不僅要做內R轉角，還常做外R轉角，外R轉角也有其特定的意義和作用。
外R轉角有兩種做法，一種是直角做外R 轉角，一種是棱做外R轉角。兩者作用有相似之處，也有不同之處的。
（1）角做外R轉角
圖7為一洗手臺臺面板的局部照片，磨了1個外R20左右的圓角。磨這個圓角的作用和意義一是為了防止直角過尖容易被撞壞；二是磨外R圓角防止圓角過尖使用過程中刮衣服、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，增加了產品的曲線之美。

（2）棱做外R轉角

圖8中的圖示產品棱做了外R轉角。臺面板產品的棱如果粘接成直角時，較尖銳，生產加工、施工、使用上銳利的棱會對生產加工者、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尖容易被撞壞；二是磨R圓角防止圓角過尖使用過程中刮衣服、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面板產品磨個小R轉角的作用了，而且這個作用還很大的！

作者：晏輝