瓷質磚拋光生產線拋光磨削機理探討

摘 要：拋光線對于提升瓷磚的整體質量有至關重要的作用。以拋光磨頭為研究對象，通過分析整體拋光磨頭的分裂排布，研究拋光磨頭的運動狀態(tài)，對此實際生產探討瓷磚拋光生產線的磨削機理。得出拋光磨塊的分布特點以及拋光磨頭的運動軌跡，通過理論計算得出不同的運輸皮帶速度、擺動速度以及不同磚坯大小下的整體布局。對拋光線的設計、維護、整改具有很強的指導意義。

關鍵詞：拋光磨頭;磨塊;磨削;速度;周期

1 引 言

瓷質磚拋光生產線中的拋光段是其重要組成部分，不但最終決定產品質量，而且對產品單位面積電耗、水耗、磨料消耗、優(yōu)等品率、返拋率等一系列決定產品成本的相關因素有著重要影響，因此，對拋光工序中的磨削機理探討有著十分重要的意義。

2 磨塊排列與刀紋消除原理

瓷質磚深加工生產線中，瓷質磚在經刮平機刮平定厚后，宏觀上看，表面已經平整，但微觀上看，產品表面仍是不平整的，因為表面留下了較深的刀紋，這些刀紋必須在后續(xù)工序中消除，并最終達到一個微觀平整的表面。

磨塊排列情況：

46→60→80→120→150→180→240→320→400→600→800→1000→1200→1500→（1800）→（2000）

磨塊粒度的特點：粗磨塊，磨粒粗，切削力強，但留下的刀紋較深;細磨塊，磨粒細，切削力弱，但留下的刀紋較淺;基于此特點，為經濟快速消除刀紋，磨塊粒度按粗→細排布，而刀紋也是逐級消除的，如圖一所示。

使用中，磨塊必須依次排列，不能跳級（越級），更不能倒置，因為號數越高，切削能力越弱，屬于前級該

處理好的刀紋，留待后續(xù)去處理，效率會非常低，甚至無法消除，從而留下所謂的磨影。

實際生產中，同一粒度級別的磨塊數量，不是一個，而是很多個，具體數量由哪些因素決定呢？

3 磨頭運動軌跡與覆蓋分析

根據現代建筑裝修的需要，現拋光磚規(guī)格主要有600mm、800mm、1000mm、1200mm、1500mm等。

如果采用磨頭固定的生產工藝，每種規(guī)格必須對應一款磨頭，不但設備生產廠家零部件種類多，成本高，而且會造成設備使用廠管理復雜，維修成本也高，同時磨頭直徑加大，會造成磨頭振動等技術性能下降及裝卸困難等問題。

因此，人們發(fā)明了擺動式拋光的方法，即工作過程中，磨頭在繞自身軸線旋轉的同時，還隨大梁前后往復擺動，從而實現對整個磚面的磨削，如圖2所示。

3.1磨頭在磚面運動軌跡分析

以輸送帶運動方向（橫向）為X軸，以橫梁擺動方向（縱向）為Y軸，以磨頭質心在磚面的投影為研究對象。根據相對運動原理，當磚在輸送帶作用下向左移動，則磨頭質心向右運動（X軸），磨頭隨橫梁前后的擺動，則形成了磨頭質心Y方向的運動，磨頭質心的運動則為X方向，Y方向兩個運動的合成。其在磚面運動軌跡類似于正弦曲線，如圖3。

磨頭磨塊對磚面有效覆蓋為一圓環(huán)（瞬時）（圓環(huán)的徑向長度T=磨塊有效長度），如圖三所示。

圖4所示陰影部分為單個磨頭磨削運動對磚面作用的情況，空白為未覆蓋區(qū)域，要達到全面覆蓋，則需要多組。

圖5所示為多組磨塊組合實現了全面覆蓋。

3.2實現全面覆蓋磨塊組數計算

結合圖2、圖6，設磨頭作用直徑為D，磨頭間距為A，產品寬度為B，以磨頭質心運動軌跡為基準線（為研究方便，簡化了其中的圓弧部分），向兩側做距離為D/2的平行線，兩平行線之間即為磨削覆蓋區(qū)域。產品寬度B外邊線與上述兩平行線（包絡線）外側形成的區(qū)域為未覆蓋區(qū)域。

圖7為兩個間距為A的磨頭磨削覆蓋情況分析，從圖中可看出，兩個磨削區(qū)域其中大部分是交疊的，第二個對第一個形成的補充部分為平行四邊形S1，S2區(qū)域，其中沿輸送方向（X軸）邊長= A（磨頭間距）。

不難看出，在磨頭間距一定的情況下，實現完全覆蓋需要的最小磨塊組數量N=L/A

如圖8計算可得：

L=L2+2Ectgα （1）

E=B+C-D （2）

L2=L1-2Dtgβ/2 （3）

L1=Vxt （4）

其中：

A——磨頭間距;

B——產品寬度;

C——磨頭對磚面的超出量;

D——磨頭作用直徑;

C1——擺幅（磨頭前后擺動運動行程）;

L1——磨頭擺動邊上停留距離;

L2——磨頭擺動邊上停留包絡線內側距離;

L——單個磨頭運行未覆蓋區(qū)跨度距離;

Vx——產品輸送速度;

Vy——槽梁擺動速度;

t——磨頭擺動邊上停留時間。

α=arc tg Vy/Vx， β=α/2

4 磨削覆蓋影響因素

如圖9，周期一定，邊上停留時間延長，未覆蓋區(qū)跨距縮短， TA =T ，tA>t? LA

即：周期不變條件下，延長邊上停留時間，可減少同號數磨頭數量，或可減少邊上三角覆蓋盲區(qū)

如圖10? 周期縮短，邊上停留時間不變，未覆蓋區(qū)跨距縮短， TA

即：邊上停留時間不變條件下，周期縮短，可減少同號數磨頭數量，或可減少邊上三角覆蓋盲區(qū)

其中：T：周期，磨頭隨橫梁擺動，前后兩極限位置一個來回所需時間。等效于：磨頭隨橫梁擺動前后兩極限位置一個來回，產品沿輸送方向前進的距離。

5 結 語

綜上所述，可得出以下結論：

（1）磨塊的排列是沿著進磚方向依次是粗磨塊到細磨塊的排列，逐次消滅刀紋;

（2）以磨頭質心為研究對象，得出磨頭的大致軌跡趨近于正弦函數曲線，且在磨頭間距一定的情況下，實現完全覆蓋需要的最小磨塊組數量等于單個磨頭運行未覆蓋區(qū)跨度距離與磨頭之間間距的比值;

（3）通過延長磨頭在邊上停留時間和縮短擺動周期可以減小未覆蓋區(qū)域的跨距，繼而減小磨頭的數量，優(yōu)化結構。

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作者簡介：許立坤（1990-），主任工程師，主要從事陶瓷磨邊機、拋光機的研究、設計、防護，電子郵箱：tyroid@163.com