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1、 2011届毕业设计说明书 金刚石工具加工陶瓷砖过程模拟仿真摘要 陶瓷抛光砖作为一种复合多晶材料，种类繁多，成分复杂，具有耐磨、高硬度、薄脆和耐热冲击性差等特点，金刚石工具作为加工陶瓷砖的一种非常重要的工具，在抛光生产线上被广泛应用，由于金刚石工具在使用的过程中存在易磨损，脱落等问题，所以为了能系统研究金刚石工具，希望有一台多功能试验机能够进行大量的实验。本设计根据已有的磨削实验机传动系统，动力系统等的基本数据和二维图纸进行三维建模模拟仿真，使用Pro/ENGINEER软件模拟仿真组合实验机床动作。包括四个部分，磨边轮机组，锯切机组，滚筒机组和工作台机组，通过模拟仿真使机床每个功能都可以独立演
2、示，把机床的动作表达清楚。关键词：模拟仿真，建模，多功能组合机床，陶瓷抛光机The process of machining ceramic tile with Diamond-tool simulation simulation AbstractDiamond-tool is extensively used on the polishing production-line,as an important tool of machining polished ceramic tiles. As a compound polycrystalline material,polished cera
3、mic tiles have the characteristics of wide variety of kind, complex component,wear resistance,high hardness and brittleness (very thin piece).as a grinding edge of ceramic tiles tool on the polishing production-line, diamond cup wheel is important. This article describes the use of Pro/ENGINEER simu
4、late the action of ceramic tile machine . The action include four parts:Including sawing nits, milling round units,Drum units and table units . In this paper, I would make the three-dimensional modeling for the ceramic tile machine according with the transmission system and the basic data . Than mak
5、e each function of the machine tool can be demonstrated independent and make every-action lightly with the Pro/ENGINEER simulation module .KEY WORDS: simulation , modeling, A combined machine with several function, polished ceramic tile 目录1 引言.11.1 陶瓷抛光砖.1 1.2 金刚石工具.41.3 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径).61
6、.4 本课题的研究目的和意义.62 Pro/ENGINEER简介. 82.1 Pro/ENGINEER的相关介绍. 82.2 本课题所使用到的Pro/ENGINEER功能.93 试验机加工过程模拟仿真.113.1 陶瓷加工试验机.123.2 工作台的动作实现.13 3.2.1 动力传动的实现.133.2.2 工作台的实现.153.3 磨边轮的实现.193.3.1 磨边轮机组的各个零件图(图3.15-3.21). 193.3.2 升降动作.233.3.3 横向动作.253.4 锯切的动作实现.263.4.1 锯切机组.273.4.2 升降动作与横向动作.273.5 滚筒的动作实现.283.5.1
7、 滚筒机组.283.5.2 升降动作.293.5.3 动力传递.30总结.32参考文献.33致谢.341 引言随着建筑业的发展和人民生活水平的提高，对高档装饰材料的需求量逐年增多，地面和墙面装饰材料种类越来越多，有水磨石、大理石、花岗石、地板砖、木地板、PVC板等，但目前使用最多的是陶瓷抛光砖。陶瓷抛光砖主要用于装饰墙面和地面，并己成为国内外应用最广的建筑装饰材料，陶瓷墙地砖主要包括外墙砖和饰面地板砖。由于抛光砖的成型和烧结工艺越来越成熟，近年来已经在很大范围内替代了需要开采和磨削加工的天然石材，成为现代建筑装修工程中应用最为广泛的陶瓷制品之一。据可靠数据显示，我国的建筑卫生陶瓷的产量已连续9
8、年稳居世界第一，由此可见，建筑陶瓷的发展有着广阔的前景和重要的经济意义1.1 陶瓷抛光砖 作为陶瓷砖典型代表的陶瓷抛光砖，是指以粘土、长石、石英或以粘土、长石（瓷石）、滑石等为主要原料，经球磨、喷雾造粒、采用先进的大吨位压机（800-2500t）高温辊道窑快速烧成（1250-1260）以及色泥混合等一系列技术，经过抛光加工而成，其装饰效果类似天然大理石，理化性能优于天然大理石，具有通体均匀鲜艳的色彩，柔和莹润的镜面光泽以及光而不滑的独特优点，而且产品种类丰富，可根据用户需求专门提供。抛光砖作为一种复合多晶材料，它的主要晶相组成成分为莫来石、石英、玻璃相和气孔，从表面到内部质地、色彩完全相同，经
9、久如新，具有花色品种多，选择余地大等优点，因此具有高强度、抗冻、抗折、耐磨、耐腐蚀、低膨胀系数、热稳定性好、美观等特点，尤其是具有一定的规整外形尺寸和平整性，所以现在已成为世界上应用最广的一种高档次的建筑陶瓷装饰材料，被广泛应用于商场、医院、宾馆、影院、图书馆、居室等建筑的装饰中 图1.1陶瓷砖分类 陶瓷抛光砖是经过辊道窑高温烧成的，烧成后可能存在变形、隐裂纹、尺寸偏差大、板坯表面不平、不直和弯曲大等多种缺陷。所以对于砖的棱边尺寸要通过金刚石磨边轮的加工达到尺寸要求，对表面经过刮光校平、磨削、抛光使其能够达到光滑如镜的效果。图1.2所示为陶瓷抛光砖机械加工工艺。图1.2 陶瓷抛光砖加工工艺流程
10、 1.磨边和倒棱角工序：磨边工序用于去除陶瓷砖棱边烧结成型的余量，是获得较高精度的成品尺寸和棱边质量的工序，并确保产品的四边垂直，达到棱边尺寸的要求。倒棱角工序是对砖坯进行45倒角，以免后续工序中碰裂玻化砖的棱边，或者损伤金刚石磨块，降低加工废品率和提高加工设备的安全及寿命系数；另外对成品的美观和安全性来说，倒棱角也是必不可少的。 磨边与倒棱角工序用到的金刚石磨边轮直接安装在高速运转电机轴上，如图1.3所示，1.4为倒角装置。磨边轮是在其金属圆盘基体上焊接通过高温、高压烧结的金刚石粉末混合剂节块而成的，节块环状分布在金属圆盘面最大直径处，以获得最高的线速度；节块间留有间隔以便排屑。图1.3金刚
11、石工具图1.4 磨边倒角装置 2.刮光校平工序：因为抛光砖在辊道窑中经过高温烧结会出现不同程度的变形和表面硬化，此工序是通过一组金刚石浓度和粒度不同的金刚石滚轮的磨削加工，将陶瓷抛光砖校正出一个较平整的平面，并磨去一定厚度的硬化层和余量，以提高抛光工序磨块的工作效率、质量和使用寿命等。滚轮是一个在直径和长度方向上，把金刚石节块按螺旋升角为40左右的螺旋线焊接在金属圆柱体上而成的（图1.4所示），金刚石滚轮与陶瓷砖之间是一种线接触，这样保证滚轮在旋转过程中始终与陶瓷砖保持连续接触，不会间断，保证磨削过程的平稳性，在同一条螺旋线方向上相邻的刀头之间有一微小间隙，这一间隙起着通过冷却液的作用。螺旋线一般为5条，金刚石滚轮的规格是根据刮平机和所要刮平的抛光砖尺寸确定，目前主要分为 300mm，500mm，600mm，800mm，1000mm，1200mm等长度不同的滚轮。通过刮平定厚使得抛光砖能够通过抛光达到所要求的表面质量。在此工序刮平效果好，则抛光砖表面光洁度就高；反之，则不仅消耗后续工序的碳化硅抛光磨具，而且陶瓷抛光砖的表面光洁度也很低。所以滚轮质量的好坏对抛光砖的最终质量起着举足轻重的作用。
