瓷質磚拋光工序參數淺析

摘 要：本文分析了瓷質磚拋光工序中的磨具、磨頭、壓力、速度等工作參數對拋光各階段的影響，闡述了各階段工作參數的選擇原則。

關鍵詞：瓷質磚；拋光工序；工作參數；拋光效率

1 引 言

表面拋光是瓷質拋光磚加工中極為重要的工序，其作用是消除定厚(刮平或粗磨)過程中瓷磚表面留下的凹坑、溝痕、裂紋等缺陷，使瓷磚表面光亮，拋光質量決定瓷質拋光磚的表面光潔度，本文闡述拋光過程中的各項工作參數對拋光效率的影響。

2 拋光工序中各個階段的作用

根據瓷質磚的拋光原理，拋光階段可細分為：粗拋、中拋、精拋和上光四個階段。各階段的作用如下：

（1） 粗拋階段的作用是將刮平工序中形成的刀痕、凹坑、振紋等去除掉，把磚坯表面磨削平整；

（2） 中拋階段的作用是去除粗拋劃痕，為精拋打下基礎；

（3） 精拋階段的作用是去除中拋劃痕，為上光打下基礎；

（4） 上光階段的作用是使拋光面形成光潔的、具有鏡面光澤的表面。

3 工作參數正交試驗

3.1試驗平臺

科達KPJ800/16(800型16頭)拋光機：配置16套KD268拋光磨頭，磨頭上部采用80×150雙氣缸、11kW電機。其主視圖和剖視圖分別見圖1和圖2。

3.2試驗方法

采用4因素4水平按L16（45）正交表進行試驗。試驗因素和水平為：轉速（427rpm、475rpm、522rpm、570rpm）；壓力（0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.4MPa）；磨具T2(170mm)拋光磨塊，磨塊粒度號（80#、240#、320#、1000#）；擺動速度（0m/s、0.1m/s、0.2m/s、0.3m/s）。

試驗結論：采用方差分析法得出結論，影響磨削量的主要因素是磨具粒度，粒度越粗，磨削效率越高；其次是工作壓力，壓力越大，磨削效率越高，但超過0.2MPa后，壓力對磨削效率的影響很小；最后是轉速，轉速越大，磨削效率越大。然而，因拋光各階段中的作用不同，各因素對拋光效率的影響水平是變化的。

4 各階段工作參數的選擇

4.1 粗拋、中拋階段

粗拋、中拋階段為磨削階段，主要考慮的是瓷磚磨削量這一重要指標，而對表面光澤度的要求較低。

在這一階段，磨具粒度較粗，對磨削量影響最大。隨著金剛石拋光磨塊技術的日益成熟，在粗拋階段已大量采用T2金剛石磨塊。此外影響較大的因素是磨削速度，其次是工作壓力，影響最小的是擺動速度，所以在選擇工藝參數時，應優先考慮提高磨削速度，其次考慮加大工作壓力。

故粗拋、中拋階段工藝參數的選擇原則為：要在單位時間內去除較多的瓷磚表面余量，同時磨具損耗不能過快(即要求磨削比大)，可選取較大的壓力和較高的磨削速度，為提高生產效率，應選取較高的皮帶輸送速度。但壓力的選擇要由磨具的硬度及瓷磚的抗壓強度來決定，皮帶輸送速度的選擇應由拋光機系統性能和拋光磨頭性能來決定。

4.2精拋、上光階段

精拋、上光階段為研磨階段，主要考慮的是保證瓷磚的表面加工質量(光澤度)，為拋光作準備，同時兼顧磨具磨損和生產效率。在這一階段，皮帶輸送速度和磨削速度對板材的光澤度影響較顯著，而工作壓力對光澤度影響較小。所以，精拋、上光階段工藝參數的選擇原則為：要獲得較高的表面光澤度，可選取較高的轉速、較慢的進給速度以及較低的壓力。

5 工作壓力、磨頭轉速對拋光工序的影響

5.1工作壓力對拋光的影響

工作壓力是影響拋光過程的重要參數之一。拋光磨塊以一定壓力作用在瓷磚表面上，在拋光磚坯表面的同時其自身也因磨損而逐漸喪失拋光能力。隨著壓力增加，參加工作的磨粒數量增多，瓷磚表面光潔度呈上升趨勢，但磨塊的損耗也顯著增加，同時由于劇烈摩擦，瓷磚表面溫度上升，在磨擦點處溫度上升更快，磨粒在高溫下更易軟化，粒附現象嚴重。當壓力達到較大時，瓷磚光潔度達到或者接近最大值，再繼續增大壓力時，瓷磚光潔度上升很小甚至下降；壓力過高，會造成瓷磚的表面粗糙度上升， 降低了拋光質量；壓力過低，參加拋光的磨粒數減少，拋光能力減弱，也不能提高瓷磚表面的光澤度。因此壓力必須有一合理范圍，一般建議粗拋、中拋階段磨頭壓力不超過0.3MPa，精拋、上光階段磨頭壓力不超過0.25MPa。

5.2磨頭轉速對拋光的影響

（1） 粗拋、中拋階段

磨削量和時間的關系：磨削量的累積量與時間成正比。

磨頭轉速對磨削效率和表面質量的影響：磨頭轉速增加，磨削累積量直線上升，磨削效率提高，但如果磨頭轉速增加過多時，會造成磚面溫度急劇升高，促使冷卻水蒸發而導致拋光條件惡化，使磚面表面光潔度下降。

（2） 精拋、上光階段

拋光盤轉速越高，表面質量越好，故拋光磨頭可采用相對較高的轉速。試驗表明：拋光磨頭的回轉速度、拋光磨具磨損率與所采用的磨塊粒度有一定關系。因此，拋光磨頭的具體轉速應根據瓷磚的質地、拋光磨頭壓力、給進率、磨損率、磨料粒度以及冷卻液流量等因素來確定。科達拋光機磨頭轉速介于450~550rpm之間，實踐證明是較理想的轉速區間。圖3為科達KD268拋光磨頭的實物圖片。

6 磨頭參數的改變對拋光工序的影響

6.1設定條件1

設定條件1：磨頭直徑相同，磨頭轉速相同，磨塊長度不同。

在這種情況下，磨塊不管取什么尺寸，磨削環對瓷磚的磨削都是不均勻的；磨削環會使瓷磚表面平行于進給方向，且對稱地靠兩外側邊先被磨亮，磨出兩條邊緣模糊的光亮帶，簡稱光亮帶；磨塊短的光亮帶窄，亮度差大；磨塊長的光亮帶寬，亮度差小；為使瓷磚加工表面都達到要求，應以瓷磚中心磨亮為準。磨塊長則其磨削能力強，在其他條件不變的情況下，磨塊越長則生產效率越高。目前拋光磨塊的長度系列有T1＝140mm、T2＝170mm、T3＝210mm，其中T2磨塊應用最廣。

6.2設定條件2

設定條件2：設定磨塊長度相同，磨頭轉速相同，磨頭直徑不同。

磨頭直徑大的磨削效率高，光亮帶與其他部位的亮度差大；反之，磨削效率低，光亮帶與其他部位的亮度差小；磨頭直徑越大，光亮帶離對稱中心越遠，光亮帶寬度相同；隨著磨頭直徑的增大，磨頭的有效磨削直徑也增大。

科達KD268拋光磨頭綜合考慮拋光效率和拋光均勻性，將磨削直徑定位為550mm，實踐證明是較理想的磨頭磨削直徑。

6.3設定條件3

設定條件3：設定磨頭直徑相同，磨塊長度相同，磨頭轉速不同。

轉速的提高僅僅提高磨削能力，且提高不多，光亮帶的寬度和位置也基本不變，加工的瓷磚寬度隨轉速增大稍有增加。磨頭轉速通常根據磨具的最佳磨削速度來選取，也就是綜合磨削效率、磨具消耗、經濟性等因素來確定。

7 結 語

瓷質磚拋光工序中，工作參數對各階段的影響不完全相同，在實際應用時要根據各個階段磨削的主要作用來調節工作參數。粗拋、中拋階段可以選取較高的磨削速度和工作壓力；而精拋和上光階段應選取較高的轉速和較低的工作壓力。拋光磨頭的磨削直徑對拋光效率和拋光質量有直接影響，磨塊長度對拋光效率也產生影響。合理調整磨頭轉速、工作壓力、磨頭擺動速度，可以顯著提高拋光效率和拋光質量。