异型石材加工中心磨抛砂轮创新改造设计研究
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ＸＩ ＡＯ ｎ 一， Ｎａ ＺＨＡＮＧ ｅ ， Ｃｈ ｎ１ＧＵＯ ｅ－ｃ ｅ ｇ ， Ｗ ｉ ｈ ｎ ＧＵＯ Ｈｕａ
（ ｅ ａｔ ｅ ｔ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇＳ ｅｙ ｎ ｓｔｔ ｏ ｎ ｉｅｒ ｇＳ ｅ ｙ ｎ １ １ ６ Ｃ ｉａ ‘ ｐ ｒ ｎ ｏ ｈ ｎｃ ｇｎ ｅｉ ，ｈ ｎａ ｇＩ ｔｕｅ ｆ ｇｎｅｉ ，ｈ ｎ ａ ｇ１ ０ ３ ， ｈｎ ） Ｄ ｍ Ｍｅ ａＥ ｎ ｎｉ Ｅ ｎ
快磨头磨损和降低生产效率。３抛光磨头的运行方式对抛光的影 （） 响： 抛光磨头 的运行方式要和粗磨 、 细磨磨头 的运行方式 配合进
行。 磨头运行方式有纵向横 向和疏密程度之分 ， 一般来说 ， 更加优 化 的运行方式可获得较高的表 面光泽度 。
２２ 石材磨 抛 的基本 方法及磨 头结构 －
是上层是树脂起到连接作刖 ， 中问是防震橡胶 ， 下部是金属和金刚 石混合层。 捌艏麝具比传统磨具加Ｔ质量好， 加工效率高， 现在广泛 应用在石材磨抛线上。 但现有磨具不能解决对凹凸不平石材表而的 高效牢抛光处理 ， 而这项Ｔ 只得交给于工抛光处理 作
图 １异型石材数控加工中心基本结构图
ＴＩ ＲＺ是源于前苏联 ， 建立在专利基础上的一门科学创造方法
１ 引言
磨抛加 Ｉ ： 通常是对石材加 Ｉ的最后 一 道工序。进行这道工序 的结果， 将使装饰石材表面具有最大的反射光线能力， 并具有良好 的光滑度， 使 材 有的花纹色泽最大限度地 显示出来。磨抛加工
主要 的磨 具 包括金 刚石 磨具和树 脂磨 具 ， 刚石磨具 主要结 构 主要 金
机 械 设 计 与 制 造
ｌ８ ０ 文章 编 号 ：０ １ ３ ９ （０ ２０ — １ ８ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）３ ００ — ２
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ
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Ｍａ ｕ Biblioteka Baidu ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ
第 ３期 ２１ ０ ２年 ３月
异型石材加 工 中心磨抛砂轮创新改造设计研 究 术
它成功地揭示 了发 明创新的背后所遵循的内在规律和原理Ｉ ” 。 所研究加Ｔ 中心具有 ８个独立 的运动轴和 １ ０个伺服控制 学 ， Ｒ Ｚ是解决发 明问题的完整算法 ， Ｔ Ｉ 是 ＲＺ中最强有力的Ｔ具 ， 电机 ， 采用八轴 双五联动数控技术 ， 配有石材车削（ 锯切 ） 加工和 Ａ Ｉ ＲＺ有多个版本 ， ＲＺ ５是最具有代表性 的版本。 Ａ Ｉ８ 雕铣 （ 磨削 ）ｌ ｉ Ｊ ． 复合 Ｉ Ｊ］ １－ ： 作头部件 ， 能同时实现对石材制 品的车 Ａ Ｉ 削、 、 雕铣 磨削加 能实现对石材回转体异型制品和三维立体制
肖 楠 张 陈 郭维城 郭 桦 ０
（沈阳工程 学院 机械 工程系 ， 阳 １０ ３ ）（大连理 工大学 机械 工程学 院 ， 连 １６ ２ ） ’ 沈 １ １６ 大 １０ ４
Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｐ ｌ ｈ ｎ ｉ ｄｎ ｅ ｌｏｒ ｒｅ ｕ ａ ｓ ａｒ ｈ ｏ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｏｉ ｉｇ ｇｒ ｉｇ ｗｈ ｅ ｒ ｇ ｌ ｒ ｓ ｎ ｆ ｉ ｓ ｏ ｅ ｎ ｍｅ ｉａ ｃ ｉ ｉｇ ｃ ｎ ｅ ｔｎ ｕ ｒ ｌ ｃ ｍａ ｈ ｎｎ ｅ ｔ ｒ
２石材数控机床磨抛砂轮现状
现行的石材磨削主要 是在 连续磨 削机上装有 多个磨头 ， 每
品的双五轴联动加Ｔ。由＿石材特有 的加＿工 艺特 性， ｒ Ｔ 在加工中 ２１磨抛加 工的种类及 材料 ． 心对石材加工过程中直接对复杂 曲面石材进行磨抛可以提 高加 Ｔ叶心的使用功能 ， ｌ 同时可以大大的提高生产效率 。下面应用技 个磨头装有可拆卸的模块。 对石材的磨光和抛光并不像切削石材 术创新方法中 Ａ Ｉ８ Ｒ Ｚ ５算法对现有砂轮进行改进设计 ， 来解决此 时有很大的切削力 ，所 以使用的磨料品种就相对 比较多一些 ， 按 问题。 ， 亍 了材移拧＿ Ｌ心 本结构图 ， Ｊ Ｉｆ ｊ Ｉ ｝ ｆ 如图 １ 所示 。 照天然和人造分为两大类 ， 如表 １ 所示 。这些材料都可以作为磨
表 １磨抛石材的磨料种类
磨料分类 合并磨料 天然 磨料 磨料品种 石英砂 、 石榴石 、 ， 刚玉 等 刚玉系列 、 碳化物系列、 硬质合金系列 、 其他氧化 人造磨料 物磨料系列 超硬磨料 天然磨料 天 然金 刚 石 人造 金 刚 石 、 造 立方 氮 化 硼 人 人造磨料
（Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉｅ ｒｎ ， ｌ ｎ Ｕ ｉｅｓｔ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｄａｉｎ １ ６ ２ Ｃｈｎ ） ｏｌ ｅｏ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｇｎ ｅｉｇ Ｄａｉ ｎｖ ｒｉ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｌ １ ０ ４， ｉａ ｅ Ｅ ａ ｙ ａ
中图分 类 号 ： Ｈ１ ， Ｖ ５ ． 文献 标识 码 ： Ｔ ６ Ｔ ７ ４４ Ａ
石材磨抛常用方法是用粘结磨料 ， 即把金刚石 、 碳化硅或 自 刚玉微粉作磨料与结合剂 ，以烧结 、电镀或者粘结的方法制成磨 块。 固定到磨盘上制成抛光磨头。 小磨块一般用沥青或硫磺等材料
第 ３期
料在磨具 中使用 。
肖 楠等： 异型石材｝ ． 中心磨抛砂轮 创新改造设 计研 究 ｓＹ ￣－ －
１９ ０
晶粒石材 比大 晶粒石材易于抛光 。 ２抛光磨头进给速率的影响 ： （）
抛光磨头进给速率对抛光质量影响很大， 研究表明， 随着抛光磨头 进给速率 的提高 ， 石材表面光泽度会下降 ， 但进给速率过低则会加
★ 来稿 日期 ： １－ ５ １ ★基金项 同：十 一 国家科技支撑 划项 目（０ ６ Ａ １Ｂ ７ ， ２ ０—０ ０１ “ 五” ２０ Ｂ Ｊ２ ０ ）建设部科学研究项 目（０ ９ ｋ — ）沈阳工程学院 ２ １ ２０ 一 ８ ４ ， ０ ０年 科研基金重点培育团队项 目（ Ｇ Ｄ １０ ）沈阳建筑大学省级十～五重点实验室开放基金课题（ ２０ Ｏ ） Ｌ Ｔ 一０８ ， Ｊ ０ ７ ９ ｘ
（ ｅ ａｔ ｅ ｔ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇＳ ｅｙ ｎ ｓｔｔ ｏ ｎ ｉｅｒ ｇＳ ｅ ｙ ｎ １ １ ６ Ｃ ｉａ ‘ ｐ ｒ ｎ ｏ ｈ ｎｃ ｇｎ ｅｉ ，ｈ ｎａ ｇＩ ｔｕｅ ｆ ｇｎｅｉ ，ｈ ｎ ａ ｇ１ ０ ３ ， ｈｎ ） Ｄ ｍ Ｍｅ ａＥ ｎ ｎｉ Ｅ ｎ
快磨头磨损和降低生产效率。３抛光磨头的运行方式对抛光的影 （） 响： 抛光磨头 的运行方式要和粗磨 、 细磨磨头 的运行方式 配合进
行。 磨头运行方式有纵向横 向和疏密程度之分 ， 一般来说 ， 更加优 化 的运行方式可获得较高的表 面光泽度 。
２２ 石材磨 抛 的基本 方法及磨 头结构 －
是上层是树脂起到连接作刖 ， 中问是防震橡胶 ， 下部是金属和金刚 石混合层。 捌艏麝具比传统磨具加Ｔ质量好， 加工效率高， 现在广泛 应用在石材磨抛线上。 但现有磨具不能解决对凹凸不平石材表而的 高效牢抛光处理 ， 而这项Ｔ 只得交给于工抛光处理 作
图 １异型石材数控加工中心基本结构图
ＴＩ ＲＺ是源于前苏联 ， 建立在专利基础上的一门科学创造方法
１ 引言
磨抛加 Ｉ ： 通常是对石材加 Ｉ的最后 一 道工序。进行这道工序 的结果， 将使装饰石材表面具有最大的反射光线能力， 并具有良好 的光滑度， 使 材 有的花纹色泽最大限度地 显示出来。磨抛加工
主要 的磨 具 包括金 刚石 磨具和树 脂磨 具 ， 刚石磨具 主要结 构 主要 金
机 械 设 计 与 制 造
ｌ８ ０ 文章 编 号 ：０ １ ３ ９ （０ ２０ — １ ８ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）３ ００ — ２
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第 ３期 ２１ ０ ２年 ３月
异型石材加 工 中心磨抛砂轮创新改造设计研 究 术
它成功地揭示 了发 明创新的背后所遵循的内在规律和原理Ｉ ” 。 所研究加Ｔ 中心具有 ８个独立 的运动轴和 １ ０个伺服控制 学 ， Ｒ Ｚ是解决发 明问题的完整算法 ， Ｔ Ｉ 是 ＲＺ中最强有力的Ｔ具 ， 电机 ， 采用八轴 双五联动数控技术 ， 配有石材车削（ 锯切 ） 加工和 Ａ Ｉ ＲＺ有多个版本 ， ＲＺ ５是最具有代表性 的版本。 Ａ Ｉ８ 雕铣 （ 磨削 ）ｌ ｉ Ｊ ． 复合 Ｉ Ｊ］ １－ ： 作头部件 ， 能同时实现对石材制 品的车 Ａ Ｉ 削、 、 雕铣 磨削加 能实现对石材回转体异型制品和三维立体制
肖 楠 张 陈 郭维城 郭 桦 ０
（沈阳工程 学院 机械 工程系 ， 阳 １０ ３ ）（大连理 工大学 机械 工程学 院 ， 连 １６ ２ ） ’ 沈 １ １６ 大 １０ ４
Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｐ ｌ ｈ ｎ ｉ ｄｎ ｅ ｌｏｒ ｒｅ ｕ ａ ｓ ａｒ ｈ ｏ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｏｉ ｉｇ ｇｒ ｉｇ ｗｈ ｅ ｒ ｇ ｌ ｒ ｓ ｎ ｆ ｉ ｓ ｏ ｅ ｎ ｍｅ ｉａ ｃ ｉ ｉｇ ｃ ｎ ｅ ｔｎ ｕ ｒ ｌ ｃ ｍａ ｈ ｎｎ ｅ ｔ ｒ
２石材数控机床磨抛砂轮现状
现行的石材磨削主要 是在 连续磨 削机上装有 多个磨头 ， 每
品的双五轴联动加Ｔ。由＿石材特有 的加＿工 艺特 性， ｒ Ｔ 在加工中 ２１磨抛加 工的种类及 材料 ． 心对石材加工过程中直接对复杂 曲面石材进行磨抛可以提 高加 Ｔ叶心的使用功能 ， ｌ 同时可以大大的提高生产效率 。下面应用技 个磨头装有可拆卸的模块。 对石材的磨光和抛光并不像切削石材 术创新方法中 Ａ Ｉ８ Ｒ Ｚ ５算法对现有砂轮进行改进设计 ， 来解决此 时有很大的切削力 ，所 以使用的磨料品种就相对 比较多一些 ， 按 问题。 ， 亍 了材移拧＿ Ｌ心 本结构图 ， Ｊ Ｉｆ ｊ Ｉ ｝ ｆ 如图 １ 所示 。 照天然和人造分为两大类 ， 如表 １ 所示 。这些材料都可以作为磨
表 １磨抛石材的磨料种类
磨料分类 合并磨料 天然 磨料 磨料品种 石英砂 、 石榴石 、 ， 刚玉 等 刚玉系列 、 碳化物系列、 硬质合金系列 、 其他氧化 人造磨料 物磨料系列 超硬磨料 天然磨料 天 然金 刚 石 人造 金 刚 石 、 造 立方 氮 化 硼 人 人造磨料
（Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉｅ ｒｎ ， ｌ ｎ Ｕ ｉｅｓｔ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｄａｉｎ １ ６ ２ Ｃｈｎ ） ｏｌ ｅｏ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｇｎ ｅｉｇ Ｄａｉ ｎｖ ｒｉ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｌ １ ０ ４， ｉａ ｅ Ｅ ａ ｙ ａ
中图分 类 号 ： Ｈ１ ， Ｖ ５ ． 文献 标识 码 ： Ｔ ６ Ｔ ７ ４４ Ａ
石材磨抛常用方法是用粘结磨料 ， 即把金刚石 、 碳化硅或 自 刚玉微粉作磨料与结合剂 ，以烧结 、电镀或者粘结的方法制成磨 块。 固定到磨盘上制成抛光磨头。 小磨块一般用沥青或硫磺等材料
第 ３期
料在磨具 中使用 。
肖 楠等： 异型石材｝ ． 中心磨抛砂轮 创新改造设 计研 究 ｓＹ ￣－ －
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晶粒石材 比大 晶粒石材易于抛光 。 ２抛光磨头进给速率的影响 ： （）
抛光磨头进给速率对抛光质量影响很大， 研究表明， 随着抛光磨头 进给速率 的提高 ， 石材表面光泽度会下降 ， 但进给速率过低则会加
★ 来稿 日期 ： １－ ５ １ ★基金项 同：十 一 国家科技支撑 划项 目（０ ６ Ａ １Ｂ ７ ， ２ ０—０ ０１ “ 五” ２０ Ｂ Ｊ２ ０ ）建设部科学研究项 目（０ ９ ｋ — ）沈阳工程学院 ２ １ ２０ 一 ８ ４ ， ０ ０年 科研基金重点培育团队项 目（ Ｇ Ｄ １０ ）沈阳建筑大学省级十～五重点实验室开放基金课题（ ２０ Ｏ ） Ｌ Ｔ 一０８ ， Ｊ ０ ７ ９ ｘ