CN115070629A - 一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法以及抛光方法 - Google Patents
一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法以及抛光方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法以及抛光方法，抛光磨头的制备方法包括以下步骤：S1，选用两种金属棒，一种金属棒前端为圆柱型，另一种金属棒前端为球头型；两种金属棒前端均粘接一层橡胶层；S2，将高分子纤维布涂抹胶水，并将纤维布粘贴在带有橡胶层的金属棒前端，重复粘贴纤维布6‑10层，形成一个具有柔性基体的磨头；S3，将磨料混入海藻酸钠溶液中搅拌均匀，将柔性基体浸没在海藻酸钠溶液中，重复3‑5分钟后取出，海藻酸钠形成凝胶附着在柔性基体上；S4，将步骤S3中的柔性基体部位浸没于氯化钙溶液中固化2‑5h，取出后干燥24‑72h。本申请能够提高抛光质量和加工效率。
Description
技术领域
本申请涉及石材加工的技术领域，尤其是涉及一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法以及抛光方法。
背景技术
随着经济水平的不断发展，人们对于生活品质的要求也逐渐提高。石材作为人们日常生活中一种不可缺少的材料，具有高强度，耐磨性，以及种类和产源多等优点，可观赏性和实用性比较强。因此石材在建筑，装饰，工艺品等各种行业领域中的作用变得越来越广泛和重要。
石材本身的价值并不是特别高，但是当石材精雕细磨之后会有很高的艺术价值。因此，将石材加工成为工艺品已经成为整个石材行业经济发展的重要途径。对于石材工艺品来说，抛光是增加其美观程度，增大价值的重要环节。但是对于一些形状复杂石材制品，特别是其一些局部细节，通常具有曲率大，抛光面积相对较小，形状多样，曲面多有变化，有一定的加工难度等特点。目前我国石材行业的抛光加工主要是手工抛光和半自动化抛光，使用的抛光工具种类和功能比较单一。现有的工具与传统的加工方式结合，在加工复杂形状石材时，贴合曲面能力不强，且加工效率低下，工具能够使用时限较短，消耗大，同时产品的质量往往取决于工人的熟练程度，良品率得不到有效保证，限制了整个行业的快速向前发展。
发明内容
本申请的目的是提供一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法以及抛光方法，以解决抛光质量无法保证、抛光效率低的问题。
一方面，采用如下的技术方案：
一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法，包括以下步骤：
S1，选用两种金属棒，一种金属棒前端为圆柱型，另一种金属棒前端为球头型；两种金属棒前端均粘接一层橡胶层；
S2，将高分子纤维布涂抹胶水，并将纤维布涂有胶水的一侧粘贴在带有橡胶层的金属棒前端，重复粘贴纤维布6-10层，纤维布包裹在金属棒前端，形成一个具有柔性基体的磨头；
S3，将磨料混入海藻酸钠溶液中搅拌均匀，将柔性基体浸没在海藻酸钠溶液中，并间隔20-40s旋转一次柔性基体，重复3-5分钟后取出，海藻酸钠形成凝胶附着在柔性基体上，使用刮刀将柔性基体上的凝胶修平整；
S4，将步骤S3中的柔性基体部位浸没于氯化钙溶液中固化2-5h，取出后干燥24-72h，得到一种带有圆柱型柔性基体的抛光磨头，以及另一种带有球头型柔性基体的抛光磨头。
可选的，磨料包括金刚石、碳化硅、氧化铝颗粒中的至少一种，粒径为3μm-40μm。
可选的，纤维布厚度为0.2-0.5mm，柔性基体的厚度为2-3mm。
可选的，金属棒的长度为60-80mm，直径为4-5mm。
另一方面，采用如下的技术方案：
一种抛光方法，使用上述制备的抛光磨头，包括以下步骤：
S1，在三维软件中建立一个具有复杂曲面的待抛光三维模型，选用石材毛坯，用该三维模型雕刻一个待抛光件，测出待抛光区域的粗糙度；
S2，将圆柱型与球头型的两种抛光磨头数据以及待抛光件的数据导入CAM软件中；根据曲率变化程度将待抛光件模型分为四个类型的区域：凸面、凹面、平面以及近似平面；圈定抛光区域，其中凸面和凹面区域在选择工具时采用球头型磨头；平面与近似平面区域在选择工具时采用圆柱型磨头；
S3，设置抛光间距以及磨头转速，进行仿真和实际加工，加工后测出抛光区域的表面粗糙度。
综上所述，本申请包括以下有益效果：
1.通过制备带有圆柱型柔性基体的抛光磨头与带有球头型柔性基体的抛光磨头，能够对具有复杂曲面的待抛光区域进行分区抛光；有效提高抛光质量与加工效率。
附图说明
图1是本实施例中带有圆柱型柔性基体的抛光磨头示意图；
图2是本实施例中带有球头型柔性基体的抛光磨头示意图；
图3是本实施例中待抛光件的模型示意图；
图4是本实施例中采用带有圆柱型柔性基体的抛光磨头进行抛光示意图；
图5是本实施例中采用带有球头型柔性基体的抛光磨头进行抛光示意图；
图6是本实施例中汉白玉石材模型抛光前的粗糙度；
图7是本实施例中汉白玉石材模型采用金刚石磨料抛光后的粗糙度；
图8是本实施例中寿山石模型抛光前的粗糙度；
图9是本实施例中寿山石模型采用氧化铝磨料抛光后的粗糙度。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法，包括以下步骤：
S1，选用两种金属棒，一种金属棒前端为圆柱型，另一种金属棒前端为球头型；两种金属棒前端均粘接一层橡胶层；
S2，将高分子纤维布涂抹胶水，并将纤维布涂有胶水的一侧粘贴在带有橡胶层的金属棒前端，重复粘贴纤维布6-10层，纤维布包裹在金属棒前端，形成一个具有柔性基体的磨头；
S3，将磨料混入海藻酸钠溶液中搅拌均匀，将柔性基体浸没在海藻酸钠溶液中，并间隔20-40s旋转一次柔性基体，重复3-5分钟后取出，海藻酸钠形成凝胶附着在柔性基体上，使用刮刀将柔性基体上的凝胶修平整；
S4，将步骤S3中的柔性基体部位浸没于氯化钙溶液中固化2-5h，取出后干燥24-72h，得到一种带有圆柱型柔性基体的抛光磨头，以及另一种带有球头型柔性基体的抛光磨头。
其中，金属棒选用钢棒，金属棒的长度为60-80mm，直径为4-5mm。磨料包括金刚石、碳化硅、氧化铝颗粒中的至少一种，粒径为3μm-40μm。纤维布厚度为0.2-0.5mm，柔性基体的厚度为2-3mm。两种钢棒前端均通过环氧树脂胶水环绕粘接一层橡胶。橡胶层厚度在0.5-1mm。橡胶层能够在柔性基体与钢棒中间起到一个缓冲作用，有效的延长工具的使用寿限。
在本实施例中，制备带有圆柱型柔性基体的磨头时，选用高分子纤维布的厚度为0.2mm，将其裁剪成宽度为20mm的条状，后通过胶水粘贴在钢棒前端的橡胶层上，缠绕粘贴纤维布多层后，纤维布总体厚度达到2mm，按压纤维布使其牢牢贴合，即可得到一个包裹着柔性基体的磨头。
从机械加工的角度来看，以汉白玉与寿山石为例，对于汉白玉石材而言，可以选用金刚石磨料；对于寿山石而言，可选择氧化铝磨料。根据所要达到的抛光精度，在适当范围内选择的小粒径磨料能够达到较高的抛光精度。
将粒径为4μm左右的金刚石磨料倒入制备好的海藻酸钠溶液中并搅拌均匀，柔性基体浸没在海藻酸钠溶液中，间隔30s旋转一次磨头，使溶液能够充分覆盖并深入纤维布内，重复动作3分钟后取出，并用刮刀将柔性基体表面上的涂层修理平整，最后将柔性基体部位浸没在氯化钙溶液中固化2h，取出干燥24h后即可得到带有圆柱型柔性基体的抛光磨头。
在制备带有球头型柔性基体的磨头时，选用厚度为0.3mm的高分子纤维布层层粘贴包裹在钢棒球头的橡胶层上，纤维布总体厚度达到3mm，按压纤维布使其牢牢贴合，得到一个包裹柔性基体的磨头。再将其浸没在混有金刚石磨料的海藻酸钠溶液中，间隔30s旋转一次磨头，使溶液能够充分覆盖并深入纤维布内，重复动作5分钟后取出，并用刮刀将柔性基体表面上的涂层修理平整，最后将柔性基体部位浸没在氯化钙溶液中固化3h，取出干燥48h后即可得到带有球头型柔性基体的抛光磨头。球头型柔性基体的厚度大于圆柱型柔性基体，使得球头型磨头在加工时具有较强的曲面适应能力，可以有效贴合曲率变化大的曲面，加工过程中能够有效保证曲面抛光的进度。
本申请实施例公开一种抛光方法，包括以下步骤：
S1，在三维软件中建立一个具有复杂曲面的待抛光三维模型，选用石材毛坯，用该三维模型雕刻一个待抛光件，测出待抛光区域的粗糙度；
S2，将圆柱型与球头型的两种磨头数据以及待抛光件的数据导入CAM软件中；根据曲率变化程度将待抛光件模型分为四个类型的区域：凸面、凹面、平面以及近似平面；其中，凸面与凹面分为曲率变化程度较大的类别；平面与近似平面分为曲率变化程度较小的类别；并圈定各个待抛光区域，其中凸面和凹面区域在选择工具时采用球头型磨头；平面与近似平面区域在选择工具时采用圆柱型磨头；
S3，设置抛光间距以及磨头转速，进行仿真和实际加工，加工后测出抛光区域的表面粗糙度。
以汉白玉、寿山石为例，根据实际情况中抛光效率以及抛光精度，当选用汉白玉石材作为待抛光件时，两种磨头均可采用粒径为4μm的金刚石磨料；设置抛光间距为0.5mm，主轴转速为4000r/min。当选用寿山石作为待抛光件时，两种磨头均可采用粒径为6μm的氧化铝磨料；设置抛光间距为0.3mm，主轴转速3000r/min。
通过圆柱型柔性基体磨头对平面与类似平面进行抛光，针对曲率变化较小或没有变化的抛光区域；球头型柔性基体磨头对凹面与凸面进行抛光，针对曲率变化程度较大的抛光区域；如此，能够将抛光件上各个区域通过对应的磨头进行分区抛光，提高加工质量与效率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，选用两种金属棒，一种金属棒前端为圆柱型，另一种金属棒前端为球头型；两种金属棒前端均粘接一层橡胶层；
S2，将高分子纤维布涂抹胶水，并将纤维布涂有胶水的一侧粘贴在带有橡胶层的金属棒前端，重复粘贴纤维布6-10层，纤维布包裹在金属棒前端，形成一个具有柔性基体的磨头；
S3，将磨料混入海藻酸钠溶液中搅拌均匀，将柔性基体浸没在海藻酸钠溶液中，并间隔20-40s旋转一次柔性基体，重复3-5分钟后取出，海藻酸钠形成凝胶附着在柔性基体上，使用刮刀将柔性基体上的凝胶修平整；
S4，将步骤S3中的柔性基体部位浸没于氯化钙溶液中固化2-5h，取出后干燥24-72h，得到一种带有圆柱型柔性基体的抛光磨头，以及另一种带有球头型柔性基体的抛光磨头。
2.根据权利要求1所述的一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法，其特征在于：磨料包括金刚石、碳化硅、氧化铝颗粒中的至少一种，粒径为3μm-40μm。
3.根据权利要求1所述的一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法，其特征在于：纤维布厚度为0.2-0.5mm，柔性基体的厚度为2-3mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于复杂曲面石材的抛光磨头制备方法，其特征在于：金属棒的长度为60-80mm，直径为4-5mm。
5.一种抛光方法，其特征在于：使用权利要求1-4任意一项所述的抛光磨头制备方法所制备的抛光磨头，包括以下步骤：
S1，在三维软件中建立一个具有复杂曲面的待抛光三维模型，选用石材毛坯，用该三维模型雕刻一个待抛光件，测出待抛光区域的粗糙度；
S2，将圆柱型与球头型的两种抛光磨头数据以及待抛光件的数据导入CAM软件中；根据曲率变化程度将待抛光件模型分为四个类型的区域：凸面、凹面、平面以及近似平面；圈定抛光区域，其中凸面和凹面区域在选择工具时采用球头型磨头；平面与近似平面区域在选择工具时采用圆柱型磨头；
S3，设置抛光间距以及磨头转速，进行仿真和实际加工，加工后测出抛光区域的表面粗糙度。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220920 |