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，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（瞬時）（圓環的徑向長度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）外側形成的區域為未覆蓋區域。

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

如圖10? 周期縮短，邊上停留時間不變，未覆蓋區跨距縮短， 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

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域的跨距，繼而減小磨頭的數量，優化結構。

參考文獻

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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