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(kāi)始向中心生長(zhǎng)，由于晶體生長(zhǎng)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(wú)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(duì)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(jiǎn)單套用天然石材的加工工藝相應(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(guò)程中形成，不能通過(guò)后續(xù)的研磨來(lái)糾正，否則會(huì)破壞表層組織，使內(nèi)部氣孔暴露出來(lái)，嚴(yán)重影響板材表面的裝飾效果。所以在其磨拋過(guò)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(guò)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(guò)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的獨(dú)特之處。
　　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(wàn)向式、行星式、搖擺式等型式。磨具種類(lèi)有金剛石磨具、樹(shù)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(lèi)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)石材大批量生產(chǎn)面開(kāi)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(guò)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(pán)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(lái)講，實(shí)現(xiàn)起來(lái)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(pán)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(duì)磨削效率沒(méi)有影響，但與磨具的磨損率呈正比關(guān)系。磨盤(pán)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(duì)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(duì)生產(chǎn)效率的影響可通過(guò)提高轉(zhuǎn)速來(lái)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(wú)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(guò)程中，無(wú)法監(jiān)測(cè)板材表面的磨拋效果，只能在出口處檢查，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(wèn)題，全線都要停車(chē)。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)的石材磨拋設(shè)備，具有悠久的歷史。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)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(shì)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(duì)產(chǎn)品質(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(wú)法形成批量規(guī)模生產(chǎn)。此為其劣勢(shì)所在。
　　3.單頭橋式磨機(jī)
　　此類(lèi)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(guò)程中希望有較好的穩(wěn)定性，而移動(dòng)式工作臺(tái)買(mǎi)穩(wěn)定性不利。
　　從控制方式來(lái)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(guò)程中，磨機(jī)的每一步動(dòng)作均有人工控制。
　　從控制水平來(lái)講，較理想的應(yīng)該是三大磨削參數(shù)均可無(wú)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(guò)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(shì)所在。
　　三、設(shè)備選型原則
　　通過(guò)以上三類(lèi)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(lái)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(lái)看，連續(xù)磨機(jī)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。但從綜合效果來(lái)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(guò)集群布置的方式解決。而且，這種工藝布置，對(duì)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)。
　　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(kāi)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(wú)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(shì)，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)格石材板的磨拋。