摘 要：拋光線對(duì)于提升瓷磚的整體質(zhì)量有至關(guān)重要的作用。以拋光磨頭為研究對(duì)象，通過(guò)分析整體拋光磨頭的分裂排布，研究拋光磨頭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)此實(shí)際生產(chǎn)探討瓷磚拋光生產(chǎn)線的磨削機(jī)理。得出拋光磨塊的分布特點(diǎn)以及拋光磨頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)理論計(jì)算得出不同的運(yùn)輸皮帶速度、擺動(dòng)速度以及不同磚坯大小下的整體布局。對(duì)拋光線的設(shè)計(jì)、維護(hù)、整改具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：拋光磨頭;磨塊;磨削;速度;周期

1 引 言

瓷質(zhì)磚拋光生產(chǎn)線中的拋光段是其重要組成部分，不但最終決定產(chǎn)品質(zhì)量，而且對(duì)產(chǎn)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(chǎn)品成本的相關(guān)因素有著重要影響，因此，對(duì)拋光工序中的磨削機(jī)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(zhì)磚深加工生產(chǎn)線中，瓷質(zhì)磚在經(jīng)刮平機(jī)刮平定厚后，宏觀上看，表面已經(jīng)平整，但微觀上看，產(chǎn)品表面仍是不平整的，因?yàn)楸砻媪粝铝溯^深的刀紋，這些刀紋必須在后續(xù)工序中消除，并最終達(dá)到一個(gè)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(diǎn)：粗磨塊，磨粒粗，切削力強(qiáng)，但留下的刀紋較深;細(xì)磨塊，磨粒細(xì)，切削力弱，但留下的刀紋較淺;基于此特點(diǎn)，為經(jīng)濟(jì)快速消除刀紋，磨塊粒度按粗→細(xì)排布，而刀紋也是逐級(jí)消除的，如圖一所示。

使用中，磨塊必須依次排列，不能跳級(jí)（越級(jí)），更不能倒置，因?yàn)樘?hào)數(shù)越高，切削能力越弱，屬于前級(jí)該

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

實(shí)際生產(chǎn)中，同一粒度級(jí)別的磨塊數(shù)量，不是一個(gè)，而是很多個(gè)，具體數(shù)量由哪些因素決定呢？

3 磨頭運(yùn)動(dòng)軌跡與覆蓋分析

根據(jù)現(xiàn)代建筑裝修的需要，現(xiàn)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(chǎn)工藝，每種規(guī)格必須對(duì)應(yīng)一款磨頭，不但設(shè)備生產(chǎn)廠家零部件種類多，成本高，而且會(huì)造成設(shè)備使用廠管理復(fù)雜，維修成本也高，同時(shí)磨頭直徑加大，會(huì)造成磨頭振動(dòng)等技術(shù)性能下降及裝卸困難等問(wèn)題。

因此，人們發(fā)明了擺動(dòng)式拋光的方法，即工作過(guò)程中，磨頭在繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，還隨大梁前后往復(fù)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)磚面的磨削，如圖2所示。

3.1磨頭在磚面運(yùn)動(dòng)軌跡分析

以輸送帶運(yùn)動(dòng)方向（橫向）為X軸，以橫梁擺動(dòng)方向（縱向）為Y軸，以磨頭質(zhì)心在磚面的投影為研究對(duì)象。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，當(dāng)磚在輸送帶作用下向左移動(dòng)，則磨頭質(zhì)心向右運(yùn)動(dòng)（X軸），磨頭隨橫梁前后的擺動(dòng)，則形成了磨頭質(zhì)心Y方向的運(yùn)動(dòng)，磨頭質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)則為X方向，Y方向兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成。其在磚面運(yùn)動(dòng)軌跡類似于正弦曲線，如圖3。

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

圖4所示陰影部分為單個(gè)磨頭磨削運(yùn)動(dòng)對(duì)磚面作用的情況，空白為未覆蓋區(qū)域，要達(dá)到全面覆蓋，則需要多組。

圖5所示為多組磨塊組合實(shí)現(xiàn)了全面覆蓋。

3.2實(shí)現(xiàn)全面覆蓋磨塊組數(shù)計(jì)算

結(jié)合圖2、圖6，設(shè)磨頭作用直徑為D，磨頭間距為A，產(chǎn)品寬度為B，以磨頭質(zhì)心運(yùn)動(dòng)軌跡為基準(zhǔn)線（為研究方便，簡(jiǎn)化了其中的圓弧部分），向兩側(cè)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(chǎn)品寬度B外邊線與上述兩平行線（包絡(luò)線）外側(cè)形成的區(qū)域?yàn)槲锤采w區(qū)域。

圖7為兩個(gè)間距為A的磨頭磨削覆蓋情況分析，從圖中可看出，兩個(gè)磨削區(qū)域其中大部分是交疊的，第二個(gè)對(duì)第一個(gè)形成的補(bǔ)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(zhǎng)= A（磨頭間距）。

不難看出，在磨頭間距一定的情況下，實(shí)現(xiàn)完全覆蓋需要的最小磨塊組數(shù)量N=L/A

如圖8計(jì)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(chǎn)品寬度;

C——磨頭對(duì)磚面的超出量;

D——磨頭作用直徑;

C1——擺幅（磨頭前后擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)行程）;

L1——磨頭擺動(dòng)邊上停留距離;

L2——磨頭擺動(dòng)邊上停留包絡(luò)線內(nèi)側(cè)距離;

L——單個(gè)磨頭運(yùn)行未覆蓋區(qū)跨度距離;

Vx——產(chǎn)品輸送速度;

Vy——槽梁擺動(dòng)速度;

t——磨頭擺動(dòng)邊上停留時(shí)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(shí)間延長(zhǎng)，未覆蓋區(qū)跨距縮短， TA =T ，tA>t? LA

即：周期不變條件下，延長(zhǎng)邊上停留時(shí)間，可減少同號(hào)數(shù)磨頭數(shù)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(shí)間不變，未覆蓋區(qū)跨距縮短， TA

即：邊上停留時(shí)間不變條件下，周期縮短，可減少同號(hào)數(shù)磨頭數(shù)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(dòng)，前后兩極限位置一個(gè)來(lái)回所需時(shí)間。等效于：磨頭隨橫梁擺動(dòng)前后兩極限位置一個(gè)來(lái)回，產(chǎn)品沿輸送方向前進(jìn)的距離。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，可得出以下結(jié)論：

（1）磨塊的排列是沿著進(jìn)磚方向依次是粗磨塊到細(xì)磨塊的排列，逐次消滅刀紋;

（2）以磨頭質(zhì)心為研究對(duì)象，得出磨頭的大致軌跡趨近于正弦函數(shù)曲線，且在磨頭間距一定的情況下，實(shí)現(xiàn)完全覆蓋需要的最小磨塊組數(shù)量等于單個(gè)磨頭運(yùn)行未覆蓋區(qū)跨度距離與磨頭之間間距的比值;

（3）通過(guò)延長(zhǎng)磨頭在邊上停留時(shí)間和縮短擺動(dòng)周期可以減小未覆蓋區(qū)域的跨距，繼而減小磨頭的數(shù)量，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

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作者簡(jiǎn)介：許立坤（1990-），主任工程師，主要從事陶瓷磨邊機(jī)、拋光機(jī)的研究、設(shè)計(jì)、防護(hù)，電子郵箱：tyroid@163.com