一、微晶石的磨拋工藝特點(diǎn)
微晶石板材是由特定組份的玻璃顆粒在高溫下燒結(jié)而成,其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)為玻璃相和結(jié)晶相共存,兩者的比例決定了材料的理化性能和表面特性。微晶石內(nèi)部結(jié)晶相是從玻璃顆粒界面開始向中心生長,由于晶體生長方向各異及兩種巖相組織共存,從而形成絢麗的表面花紋。由于微晶石是在高溫下燒制而成,玻璃顆粒在高溫下呈熔融狀態(tài),顆粒之間搭接空間所存在的空氣以及顆粒內(nèi)部原有的氣泡被封閉在內(nèi)無法排出從而在內(nèi)部形成大量的氣孔。這些氣孔如出現(xiàn)在微晶石表面,即成為其表面缺陷,造成廢品。與此同時(shí),在熔融狀態(tài)下,由于表面張力的作用,其表面形成一個(gè)“火拋光”表層,其厚度僅有幾十微米,光澤度在70度以上。這層極薄的表層組織將內(nèi)部氣孔完全覆蓋,從而確保了微晶石表面的裝飾效果。故這層極薄的表層組織對微晶石表面質(zhì)量極為重要。微晶石這種獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu),使之在磨拋和切割加工時(shí)具有獨(dú)特的工藝性,不能簡單套用天然石材http://www.stonebuy.com/的加工工藝相應(yīng)的加工設(shè)備也應(yīng)適應(yīng)這種工藝變化。
天然石材http://www.stonebuy.com/的研磨拋光,其目的有兩個(gè),一是為了獲得表面的平整度,二是為了獲得表面光澤度。而微晶石板材,由于其特有的內(nèi)部和表層組織結(jié)構(gòu),它的表面平整度必須在板材燒成過程中形成,不能通過后續(xù)的研磨來糾正,否則會(huì)破壞表層組織,使內(nèi)部氣孔暴露出來,嚴(yán)重影響板材表面的裝飾效果。所以在其磨拋過程中,必須完整保留這一層組織,故要求磨削量非常小。所以微晶石板材的磨拋實(shí)際上只是為了獲得所要求的表面光澤度。另外,在板材燒成過程中,由于溫度變化,其表面不會(huì)是一個(gè)理想的平面,故在其磨拋過程中,為保證表面各處的磨削量均勻,磨具必須具有隨動(dòng)功能,也即所謂的“仿型”功能。故微晶石的磨拋工藝特點(diǎn)可總結(jié)為“仿型淺磨削”工藝。這是有別于天然石材http://www.stonebuy.com/的獨(dú)特之處。 daiyun333.com
二、常用磨拋設(shè)備特性分析
目前,微晶石板材的磨拋設(shè)備基本沿用了天然石材http://www.stonebuy.com/的磨拋設(shè)備,常用的有手扶磨機(jī)、單頭橋式磨機(jī)和多頭連續(xù)磨機(jī)。另外磨頭的型式又有固定法蘭式、萬向式、行星式、搖擺式等型式。磨具種類有金剛石磨具、樹脂磨具、軟性磨具等。下面結(jié)合微晶石磨拋工藝分析一下各類設(shè)備的特點(diǎn),以便根據(jù)微晶石的工藝特性,正確選擇加工設(shè)備。
1、多頭連續(xù)磨機(jī)
多頭連續(xù)磨機(jī)是為適應(yīng)石材http://www.stonebuy.com/大批量生產(chǎn)面開發(fā)出的自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備,其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平高,大幅度提高了石材http://www.stonebuy.com/磨拋效率。但連續(xù)磨機(jī)也存在以下一些弊病。
目前所有多頭連續(xù)磨機(jī)結(jié)構(gòu)大同小異,即板材由皮帶帶動(dòng)作縱向運(yùn)動(dòng),磨頭由擺動(dòng)橋梁帶動(dòng)做橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此時(shí),磨具在板材上的的軌跡為一波浪型,如果考察磨具上一粒磨料的運(yùn)動(dòng)軌跡,即為由一系列的圓組成且圓心為“之”字型的軌跡組合。通過幾何作圖,觀察各個(gè)圓的重疊部分軌跡疏密程度,可看出:在橫向運(yùn)動(dòng)方向,板材邊緣軌跡最疏,中心次 之,而介于兩者之間的區(qū)域軌跡最密。由此可以看出,兩側(cè)的磨削量要小于中間部分。另外,觀察縱向運(yùn)動(dòng)軌跡,軌跡的密集重疊區(qū)呈現(xiàn)明顯的波浪型。由此可以看出,由于連續(xù)磨機(jī)固有的結(jié)構(gòu)和工作原理,其橫向和縱向的磨削量都不均勻。要改善磨削的不均勻性,可采取以下措施:盡量選用梯形磨具而不用矩形磨具;使磨頭做正弦往復(fù)運(yùn)動(dòng),以便增加磨頭在兩邊的磨削時(shí)間;使磨盤的直徑成板材寬度的整數(shù)倍;提高擺動(dòng)梁的往復(fù)頻率;使各個(gè)磨頭做橫向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一致,最好是交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。以上措施除前幾條外,后兩條就目前來講,實(shí)現(xiàn)起來比較困難。此乃連續(xù)磨機(jī)弊病之一。
另外,磨削工藝參數(shù):即磨削壓力、磨盤轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度直接關(guān)系到磨削效率、磨削質(zhì)量和磨削成本。根據(jù)巖石磨拋學(xué)理論,磨削進(jìn)給速度對磨削效率沒有影響,但與磨具的磨損率呈正比關(guān)系。磨盤轉(zhuǎn)速與磨削效率和磨具磨損率呈正比關(guān)系。而磨削壓力也與磨削效率和磨具磨損率呈正比關(guān)系,但對后者的影響更大。所以,在選擇正確的工藝參數(shù)時(shí),應(yīng)盡可能采用低的進(jìn)給速度和低的磨削壓力,而磨削壓力的下降對生產(chǎn)效率的影響可通過提高轉(zhuǎn)速來補(bǔ)償。而且,在粗磨階段和精磨階段,應(yīng)采用不同的工藝參數(shù)。而這些手段,目前連續(xù)磨機(jī)無法實(shí)現(xiàn)。此乃連續(xù)磨機(jī)弊病之二。
連續(xù)磨機(jī)工作時(shí),其板材的的進(jìn)給是連續(xù)的,在板材的磨拋過程中,無法監(jiān)測板材表面的磨拋效果,只能在出口http://en.stonebuy.com/處檢查,使得質(zhì)量控制處于滯后狀態(tài),從而造成廢品或返工。而且一個(gè)磨頭出現(xiàn)問題,全線都要停車。此外連續(xù)磨機(jī)運(yùn)行和維護(hù)成本也較高。此乃連續(xù)磨機(jī)弊病之三。
2.手扶磨機(jī)
手扶磨機(jī)是傳統(tǒng)的石材http://www.stonebuy.com/磨拋設(shè)備,具有悠久的歷史。其結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、易于操作。特別適合小批量作業(yè)。由于采用單頭曲柄機(jī)構(gòu),其磨削過程中,磨削軌跡可隨意調(diào)整,并且可隨時(shí)觀察板材表面的磨削情況,隨時(shí)調(diào)整磨削參數(shù)。此為手扶磨機(jī)的優(yōu)勢所在。但目前大多數(shù)手扶磨機(jī)磨削轉(zhuǎn)速不能調(diào)整,磨削壓力和磨頭移動(dòng)速度均為人工控制,具有很大的隨意性,工人的操作水平對產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/質(zhì)量影響較大。另外,由于生產(chǎn)效率低,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,無法形成批量規(guī)模生產(chǎn)。此為其劣勢所在。
3.單頭橋式磨機(jī)
此類設(shè)備結(jié)構(gòu)型式有兩種。一種是橋固定,工作臺(tái)移動(dòng);另一種為工作臺(tái)固定,橋移動(dòng)。這兩種結(jié)構(gòu)型式比較,后者較為合理。因?yàn)槭紫仍诠ぷ髋_(tái)面積相同情況下,后者占地空間要小。其次移動(dòng)式工作臺(tái)不可能做的太大,限制了磨削尺寸范圍。還有工作臺(tái)在磨削過程中希望有較好的穩(wěn)定性,而移動(dòng)式工作臺(tái)買穩(wěn)定性不利。
從控制方式來講,有全自動(dòng)和半自動(dòng)之分。所謂全自動(dòng)方式,即人工設(shè)定參數(shù)以后啟動(dòng)磨機(jī),磨機(jī)即按程序自動(dòng)完成所有操作。而半自動(dòng)方式,即在磨削過程中,磨機(jī)的每一步動(dòng)作均有人工控制。
從控制水平來講,較理想的應(yīng)該是三大磨削參數(shù)均可無級(jí)調(diào)節(jié),以適應(yīng)各種板材和各道工序的不同需要。而且,運(yùn)行軌跡可人為設(shè)定。
單頭橋式磨機(jī)在繼承手扶磨機(jī)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,由于采用了自動(dòng)化控制,減少了磨削過程中人為的影響,確保了磨削質(zhì)量的提高。其生產(chǎn)效率要高于手扶磨機(jī),但單臺(tái)生產(chǎn)能力低于連續(xù)磨機(jī),這是其劣勢所在。
三、設(shè)備選型原則
通過以上三類設(shè)備的比較可看出,從巖石磨拋理論機(jī)理及微晶石磨拋工藝特性來看,單頭式磨機(jī),特別是橋式單頭磨機(jī)是最理想的磨拋設(shè)備;而從生產(chǎn)效率來看,連續(xù)磨機(jī)具有無可比擬的優(yōu)勢。但從綜合效果來看,筆者認(rèn)為單頭橋式磨機(jī)是最佳選擇,生產(chǎn)效率低的矛盾可通過集群布置的方式解決。而且,這種工藝布置,對生產(chǎn)產(chǎn)量的調(diào)整比較靈活,也便于維護(hù)保養(yǎng),運(yùn)行費(fèi)用低于連續(xù)磨機(jī)。中國http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/網(wǎng)-www.stonebuy.com-news
根據(jù)以上理論,結(jié)合多年微晶石磨拋實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),本公司開發(fā)出了組合式多頭連續(xù)磨機(jī),該機(jī)由若干磨拋單元組合而成,每個(gè)單元自成體系,三大磨削參數(shù)均可無級(jí)調(diào)節(jié),磨削軌跡和循環(huán)次數(shù)可任意設(shè)定,磨頭型式可按需選擇,以適應(yīng)微晶石“仿型淺磨酮工藝。他們即相互獨(dú)立,又可形成一個(gè)完整的行產(chǎn)線,具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性,兼顧連續(xù)磨機(jī)和單頭磨機(jī)各自的優(yōu)勢,適合于各種生產(chǎn)規(guī)模。尤其適合于微晶石的磨拋和大規(guī)格石材http://www.stonebuy.com/板的磨拋。
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