从抛光的角度分析抛光砖变形的原因及解决办法

【摘 要】抛光砖在生产中，由于种种因素的存在，出现砖变形情况并不少见，这直接影响到了抛光砖的品质。为此，必须解决好砖变形的问题。文章在分析抛光砖的抛光原理的基础上，总结与阐述了影响抛光砖变形的因素，并提出了一些克服变形的措施与办法。

【关键词】抛光砖；磨削；摆臂长度；磨头数量；因素

抛光砖是通体砖坯体的表面经过打磨而成的一种光亮的砖，同时也是一种高品质的仿花岗岩装饰材料，集美观庄重、富丽堂皇、典雅华贵为一体，装饰效果甚至优于天然石材。其耐磨性及力学性能均属上乘。但长期以来，抛光砖的变形问题一直没有得到很好的解决，为了提高抛光砖的质量，本文总结与阐述了影响抛光砖变形的因素，并提出了一些克服变形的措施与办法。

1.假设

（1）抛光机的磨头旋转时的平面与抛光机底板平面是平行的。

（2）进入抛光机的砖是平整的且无厚薄差（即底面与表面平行）。

（3）磨削过程中因有些地方磨削量多，有些地方磨削量少，而导致砖面凹凸不平。这时由于受到压力F，砖与皮带都可能产生变形，而使砖面始终与磨盘接触，即磨削过程中不受砖面影响。

（4）在磨削过程中，磨削量与两接触面的压力和相对运动速度有关。因假设磨盘始终与砖面接触，因此各点所受的压力一致。在抛光过程中，砖以速度v前行、磨盘自身以角速度ω旋转且以速度v1摆动，这样在砖面上各点与磨盘上各点的相对速度就不一致。但由于ω远远大于v和v1，假设他们的相对速度一样，即在t时刻，经过时间Δt，磨盘与砖面接触的位置的磨削量都为：i。

（5）本文只研究抛光机对横向变形的影响，因此取砖前边的一条线作为研究对象。

（6）砖的尺寸为600mm×600mm的正方形，磨盘摆动的中心线与砖的中心线重合。

（7）因实际生产中抛光机由30～50个磨头组成，本文只讨论一个磨头的磨削过程。

2.建立模型

2.1 确立坐标

取砖前边刚接触磨盘且磨盘正好摆到中心时刻为坐标轴，则此刻磨盘，中点的坐标为：（300，260）。

2.2 建立模型

为分析问题，本文从最简单的抛削入手，并逐步增加影响因素。

（1）磨盘为一圆形的盘，且固定不动

当砖前边从接触磨盘到离开磨盘，砖没有与磨盘接触的地方磨削量为0，而其余各点与磨盘的接触时间正是图中的a，接触的时间越长，磨削的深度就越深，因此砖面各点的磨削深度。

（2）磨盘为环形磨盘，且固定不动

在上述研究的基础上，将环形磨盘引入。在t时刻，当砖面与磨盘内径以内接触时，并没有被磨削，因此要在上述的基础上减去没有磨削的部分量b。而砖两边大于磨盘的部分还是没有磨削，因此磨削深度的关系如式（3）所示：

抛得最深的并不是中间，而是处于圆盘内径的位置，即x轴坐标为300-110=190和300+110=410的位置。而两边依然是因砖尺寸大于磨盘尺寸，而没有被抛到。

（3）磨盘为环形，且左右摆动

为研究抛光机的真实情况，采用电脑仿真的方式模拟磨削过程。具体仿真形式如下：电脑以0.01s的时间间隔，在此时间内砖面与磨盘接触的点被磨削深度为1个单位，则砖面上x坐标点，t时刻的磨削深度h的关系如式（4）所示。

实际抛光工序的磨削深度为0.2mm，为了方便观察，将所有数据按比例缩小，使磨削深度最少为0.2mm，调整后的变形量为0.44mm，从中可见，抛削最深的地方为砖的中部，而砖的两边抛削量最小，使得砖形为凹形。

3.影响砖形的因素

一般当砖两边上翘，就将磨盘摆到两边时停留一段时间。假设在两边停留1s，将参数带入模型中，得出的变形量为0.46mm，砖面各点的变形情况如图1所示。由图1可知，这样并不能减少变形，反而还有加大的趋势。

3.1 研究摆臂长度对砖形的影响

为了磨盘能够磨到砖的边部，摆臂半径至少要40mm，为了在摆动过程中不炸砖，磨盘的内径至少要压到砖边，这时的摆臂半径为190mm。本文从50mm开始研究，以10mm为单位向上增加，直至190mm。研究砖的变形量与摆臂的关系，将这些数据带入模型，得到变形量如表1所示。由表1可见，摆臂越长，砖的变形量越小；当摆臂为190mm时，变形量只有0.25mm，砖形变化如图2所示。

3.2 研究进抛光机的砖形对抛光之后的变形影响

在实际生产过程中，砖不可能是平的，总会有变形，本文从以下几种情况进行讨论。

（1）砖表面上拱

砖的底面是平的，而表面上拱0.3mm，如图3所示。这时中间凸的地方将首先被抛光机磨头磨掉，可以缓解抛光机中间磨得深的问题，且砖向上拱多少，就能调整多少。即按之前研究摆臂为120mm时，砖中间要多抛去0.44mm，而此时砖表面又上拱0.3mm，两个叠加后砖变形应为0.14mm。但因磨头首先要磨平中间凸起的部分才能磨到两边，这样两边的磨削深度就会减少，容易导致边部的漏磨。

（2）砖底面上拱

砖的底面上拱0.3mm，而表面是平的。磨头在压力F作用下磨削砖面，因砖底部中央悬空0.3mm，这个力将主要作用于砖的两边，这样就增加了两边的磨削量，从而缓解了抛光机中间抛得深的问题，且这种情况下砖面始终与磨盘面接触，砖面同时向下磨削了一定的深度，可以避免漏磨缺陷的产生。

（3）砖的底面和表面都向上拱

砖的底面和表面都向上拱是以上两种情况的结合，对抛光是很有好处的，其砖的变形会较小。

3.3 磨头数量对砖形的影响

将抛光机的其中一个磨头改成两个圆形的小磨头，跟随抛光机一起摆动，如图4所示。

这样可以利用小磨头中间磨得深的特点，将砖两边先磨削一定的深度，从而缓解了抛光机中间抛得深的问题。

4.结束语

实践证明，当摆臂越长，砖的变形量越小，当摆臂为190mm时，变形量只有0.25mm。而当砖形上拱时，容易导致边部的漏磨；而当砖形底面下拱及底面和表面都向上拱时可以避免漏磨缺陷。将抛光机的其中一个磨头改成2个圆形的小磨头，可以缓解抛光机中间抛得深的问题。

参考文献：

[1] 张军义；刘智；王召伟.抛光砖变形原因分析及对策[J].佛山陶瓷，2004年07期

[2] 潘雄.关于抛光砖在抛光过程与烧成过程所造成的变形的原因分析[J].佛山陶瓷，2009年第10期.