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腳輪支架拋光效果的判別
發(fā)表時間:2012/7/18 0:06:08
一、前言
物件表面腳輪拋光處理，我們袓先幾千年前就創(chuàng)造了一套精粹的腳輪拋光手藝。從大量出土文物的青銅器、玉器、金銀器等表面，可以證明當(dāng)時只有經(jīng)過了腳輪拋光處理，才能使物件表面光滑、亮锃、更加美麗。
隨著時代的進(jìn)步、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今要求表面進(jìn)行腳輪拋光處理的范圍更為廣泛，從生活用具和裝飾品，發(fā)展到機(jī)械制造、電子元件、航空航天器材和塑料、木材、石材、非金屬材料和金屬材料等，對表面腳輪拋光處理都有不同要求。為此，許多人將表面腳輪拋光處理稱為“工業(yè)產(chǎn)品的美容師”。腳輪拋光處理已是一種專門技術(shù)，由于它涉及物理、化學(xué)、金相、材料結(jié)構(gòu)和加工方式等多種學(xué)科，現(xiàn)已形成了一種邊緣科學(xué)。近年來，國外推出了多種新型腳輪拋光材料和先進(jìn)的腳輪拋光設(shè)備，國內(nèi)也涌現(xiàn)了很多腳輪拋光材料和腳輪拋光設(shè)備的生產(chǎn)廠商，并有更多從事腳輪拋光的加工工廠，但對腳輪拋光技術(shù)作深入研究的不多，尤其對腳輪拋光后效果的判別，缺乏科學(xué)依據(jù)，大都是靠經(jīng)驗和目測。必美宜公司于二OO四年開始對這方面進(jìn)行試驗研究，累積了一些經(jīng)驗，現(xiàn)作簡略介紹，供同行參考。
二、腳輪拋光技術(shù)
目前，物件表面腳輪拋光較多的是用手工腳輪拋光。它是在低轉(zhuǎn)速的腳輪拋光輪上，先涂上適量的腳輪拋光臘，再調(diào)高拋輪轉(zhuǎn)速，對物件表面進(jìn)行拋磨。物件表面腳輪拋光處理，必備條件為腳輪拋光輪、腳輪拋光臘及腳輪拋光機(jī)。腳輪拋光輪的尺寸、材料、結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速(相對的線速度)，和腳輪拋光臘的特性及物件本身的材料和表面形狀，操作者熟練程度，都將直接影響腳輪拋光性能和腳輪拋光效果。
目前表面腳輪拋光處理，常分粗拋(Cutting)、中拋(Cut & Colouring)、精拋(Colouring)、超精光拋(Super Colouring)和超鏡光拋(Super Mirror Finishing)。為此，物件腳輪拋光處理要達(dá)到上述不同效果，選用何種型號的腳輪拋光輪，配合何種特性的腳輪拋光臘，采用怎樣的工藝參數(shù)和流程，才能獲得最經(jīng)濟(jì)、最有效的腳輪拋光效果，這就是腳輪拋光技術(shù)。
為了提高腳輪拋光效率和節(jié)省人力，市場上已有多種型式或型號的自動腳輪拋光機(jī)。如圓盤式自動腳輪拋光機(jī)、往復(fù)平面直線形自動腳輪拋光機(jī)、鋁/不銹鋼板材雙軸自動腳輪拋光機(jī)、管材自動腳輪拋光機(jī)等。目前，較先進(jìn)的自動腳輪拋光有用機(jī)械手操作的和機(jī)器人操作的腳輪拋光設(shè)備。自動腳輪拋光機(jī)一般是用液態(tài)臘或?qū)Ｓ玫哪_輪拋光臘進(jìn)行拋磨。
三、腳輪拋光材料
手工腳輪拋光主要材料為腳輪拋光臘和腳輪拋光輪。目前腳輪拋光臘按其所含的磨料分類，大致可分為：
1. 硅藻土類(Tripoli)
2. 石英粉類(Silica)
3. 氧化鋁類(Alumina Oxide)
4. 氧化鉻類(Green Chrome Oxide)
固體腳輪拋光臘如果按其效果來分，可分為粗拋臘、中拋臘、精拋臘、超精光臘、超鏡光臘等五種，但國內(nèi)商業(yè)上，又習(xí)慣用顏色來分，如黃臘、紫臘、青臘、小白臘等。至今國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的規(guī)定，均是由各生產(chǎn)廠自己命名或編號。目前，市場上可能有近千種不同牌號，真是五花八門，其形狀、尺寸、顏色、質(zhì)量各不相同。所以腳輪拋光技術(shù)的第一關(guān)，是如何選定腳輪拋光臘。
腳輪拋光輪，除了按不同規(guī)格、尺寸，如內(nèi)外直徑、厚度、層數(shù)、最高轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向等規(guī)定外，按材料和形狀大致可分為：
1. 布輪類
它用棉布、白紡布、牛仔布、彩色雜布等布料制作。其結(jié)構(gòu)形狀有：波浪式(Cotton Wave Buff)、褶皺式(Ventilated Pleat Buff)、手指式(Finger Cotton Buff)等布輪。另外，還有風(fēng)布輪(Ventilated Cotton Buff)、平面牛仔布輪(Cotton Piece Buff)、平面彩布輪(Cotton Piece Buff)、扣布輪(Cotton Loose Buff)、袋形布輪(Cotton Pocket Section Buff)等，目前國外有幾種新的結(jié)構(gòu)形式拋輪，例如外徑1米褶皺式特大布輪，它用于機(jī)器人腳輪拋光設(shè)備上。
2. 麻輪類
它用麻布制作。其結(jié)構(gòu)形狀有：平面純麻輪(Plain Sisal Buff)、斜紋麻輪(Bias Sisal Buff)、U-波麻輪(U-Wave Sisal Buff)、波狀麻輪(Corrugated Sisal Buff)、褶皺麻輪(Ventilated Pleat Sisal Buff)、風(fēng)麻輪(Ventilated Sisal Buff)、手指麻輪(Finger Sisal Buff)、平面夾布麻輪(Twill Sisal Sewn Disc)、纖維麻輪(Fabric Sisal Buff)、組釘麻輪(Sisal Sewn Disc)等。
3. 麻繩輪類
它用麻繩制作。有麻繩輪(Sisal Cord Buff)、麻繩風(fēng)輪(Ventilated Sisal Cord Buff)、鋼心麻繩輪(Sisal Cord Buff / MC)等。
4. 不織布輪類
它用不同磨料、人造纖維和黏合劑壓制而成，商業(yè)上也稱尼龍輪。現(xiàn)有尼龍片輪(Non-Woven Flap Brush)、尼龍風(fēng)輪(Ventilated Non-Woven Buff)和各種異形尼龍輪。近年來，許多生產(chǎn)廠商采用碳化硅、氧化鋁等磨料和各種特殊纖維，制成各種型號的不織布腳輪拋光輪，適用于多類物件的腳輪拋光。
四、腳輪拋光效果的判別
腳輪拋光處理后，表面效果的判別一直是一個難題。我們于2004年開始研究一種模擬試驗方法。設(shè)計試制了一臺半自動腳輪拋光性能試驗機(jī)，它設(shè)有無級調(diào)節(jié)拋輪轉(zhuǎn)速和試片橫向往復(fù)移動速度等自動控制系統(tǒng)及試片相對在拋輪上壓力的調(diào)節(jié)裝置。試片可用不同材料制成，其規(guī)格為100mm X 80mm X 1mm厚的板材。不同的腳輪拋光臘和拋輪對不同材料的試片如不銹鋼、鋁板、黃銅板、塑料板，可在試驗機(jī)上進(jìn)行模擬的腳輪拋光性能試驗。通過試驗，用精密的光澤度儀、粗糙度儀等設(shè)備，對試片進(jìn)行測試，并根據(jù)測得的光澤度、粗糙度、切削能力以及上臘量、上臘率等數(shù)據(jù)，判別其腳輪拋光效果。
近年來，通過不同拋輪和臘組合的千余次試驗，證明試驗機(jī)測得數(shù)據(jù)重復(fù)性較好，可以依此判別其腳輪拋光效果。現(xiàn)將取得成果的幾種試驗簡介如下。
1. Pme光澤度的分級
腳輪拋光效果的判別以光澤度和粗糙度為主要數(shù)據(jù)。為此，首先制定了本公司的光澤度分級準(zhǔn)則。見圖一：
圖一 PME腳輪拋光光澤度分級圖
其評級方法為：例如，當(dāng)腳輪拋光后試片表面光澤度測得為A=980gu，查圖一可知，它在4級與5級之間，因其級差為50gu，經(jīng)計算：(1).980 – 950 = 30gu；(2).30 ÷ 50 = 0.6級，可知A = 980gu相對Pme分級為：4級 + 0.6級 = 4.6級。
光澤度分級有了依據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計分析，制訂了粗、中、精等檔次拋磨后應(yīng)達(dá)到的光澤度范圍和對應(yīng)的粗糙度，見圖二：
圖二 各檔拋磨要求達(dá)到的光澤度、粗糙度范圍
2. 腳輪拋光臘質(zhì)量驗收準(zhǔn)則
有了分級準(zhǔn)則就可編制腳輪拋光臘質(zhì)量驗收準(zhǔn)則，其方法是對本公司生產(chǎn)的腳輪拋光臘，按每批抽樣一條進(jìn)行腳輪拋光性能測試，累積大量數(shù)據(jù)后，進(jìn)行分析統(tǒng)計求得標(biāo)準(zhǔn)偏差和最高、最低值，依此制訂該產(chǎn)品的腳輪拋光性能驗收準(zhǔn)則。
3.不同材料的腳輪拋光工藝試驗
有了腳輪拋光效果判別的依據(jù)，就可研究不同產(chǎn)地材料的腳輪拋光工藝，推薦需用的拋輪、腳輪拋光臘及腳輪拋光工藝最佳組合方案。我們在試驗機(jī)上作過中國、芬蘭、日本、韓國等多個國家生產(chǎn)的S304、S316及S410不銹鋼材料及幾個國家生產(chǎn)的銅及鋁材的腳輪拋光工藝試驗。以不銹鋼S316為例，經(jīng)過試驗已取得腳輪拋光效果達(dá)到粗拋、中拋、及精拋要求的最佳工藝方案。
a.粗拋試驗。用不同拋輪、臘條、轉(zhuǎn)速、試片壓力、往復(fù)趟數(shù)等組合成18種工藝，通過試驗達(dá)到PME粗拋要求 (即PME 2~5級) 的，有三種最佳組合方案，見圖三：
b. 中拋試驗。另用18種工藝試驗，達(dá)到PME中拋要求(即PME5~7級)的有3組最佳方案，見表一。
試片產(chǎn)地
腳輪拋光臘
工藝編號
光澤度 gu
粗糙度 µm
中國 S316
G22
中拋-18
1083.0
0.024
芬蘭 S316
FG22
中拋-14
1111.0
0.022
日本 S316
FG9
中拋-13
1130.0
0.027
c. 精拋試驗：用16種工藝試驗，達(dá)到PME精拋要求（即PME7~8級）有三種最佳工藝方案，見表二。
試片產(chǎn)地
腳輪拋光臘
工藝編號
光澤度 gu
粗糙度 µm
中國 S316
W12
精拋-5
1154
0.017
芬蘭 S316
W38
精拋-12
1171
0.019
日本 S316
W12
精拋-16
1180
0.016
通過這種試驗，我們掌握了這套最佳方案的選取方法。目前，我們可以根據(jù)客戶的不同要求，經(jīng)過設(shè)計、試驗，可以有把握地推薦不同材料的最佳組合腳輪拋光工藝。
4.新原料、新產(chǎn)品的腳輪拋光效果的判別
在試驗機(jī)上，可以分別對研制的新材料、新產(chǎn)品的腳輪拋光輪或腳輪拋光臘進(jìn)行腳輪拋光性能試驗，從而判別其腳輪拋光效果是否達(dá)到預(yù)期要求。最近本公司對原生產(chǎn)的一種腳輪拋光臘，擬改用一種國內(nèi)試制的新原料，經(jīng)過四次改進(jìn)，用最后一次試制的原料制成的臘條，經(jīng)測試其腳輪拋光性能和腳輪拋光效果已基本符合原腳輪拋光臘的要求（見表三），從而可判定新原料試制是成功的。
順序
項 目
原腳輪拋光臘樣本
試制的樣本
備 注
1
光澤度gu
鏡面底試片
1139
1142
砂紋底試片
1043
1059
2
粗糙度 µm
0.013
0.012
3
切削能力 µm
0.060
0.061
4
上臘量 g/次
0.9
1.0
5
供臘量 g/次
1.1
1.1
6
上臘率 %
81.8
90.9
五.小結(jié)
經(jīng)過近年來對腳輪拋光性能測試、腳輪拋光效果判別的研究，已試制成功一臺腳輪拋光性能試驗機(jī)，相應(yīng)地編制了一套計算和測試方法；初步提出了腳輪拋光效果的分級準(zhǔn)則和粗、中、精拋等檔次的劃分范圍；為產(chǎn)品質(zhì)量驗收，新產(chǎn)品試制和不同材料的新工藝組合，探索出一套可行的試驗和判別的依據(jù)。現(xiàn)雖已取得一些成績，但仍需不斷地改進(jìn)和完善，待此套腳輪拋光效果判別的技朮成熟后，可供同行應(yīng)用。至于在腳輪拋光加工現(xiàn)場對不同形狀物件表面腳輪拋光后，如何測定其光澤度、粗糙度和判別其腳輪拋光效果和達(dá)到的級別，尚需作進(jìn)一步研究和探討
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