不銹鋼薄壁材料小家電工件機械拋光工藝

　　目前國內研究機構對不銹鋼薄壁 材料小家電自動(dòng)化拋光技術(shù)的研究較少,且現有的少數設備具有限制性,還不能普遍應 用于小家電拋光行業(yè)。國內生產(chǎn)企業(yè)主要還是釆用手工拋光方式,存在拋光質(zhì)量和生產(chǎn) 效率低、污染嚴重、勞動(dòng)力短缺等問(wèn)題,嚴重制約了該生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。 在不銹鋼薄壁材料小家電中,電熱水壺因其形狀相對復雜,具有典型性,因此,本 文主要以電熱水壺拋光為研究對象,結合電熱水壺工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)背景,針對現有設備的 不足,研究了一套適合不銹鋼薄壁材料工件拋光的高效自動(dòng)化機械拋光技術(shù),并研發(fā)出 了相應的機械拋光機床和自動(dòng)化控制系統。這一研究對改善我國不銹鋼薄壁材料小家電 拋光及同類(lèi)型家用器具產(chǎn)品行業(yè)普遍依賴(lài)手工方式的現狀具有重要意義。

　　一,針對不銹鋼工件建立表面材料去除率理論模型及工件表面粗糙度模型,為自 動(dòng)化機械拋光工藝提供了理論依據。

　　(1)、運用彈塑性力學(xué)和磨粒磨削等理論建立了工 件表面材料去除率模型,從微觀(guān)角度揭示了磨粒和相關(guān)工藝參數與材料去除率之間的關(guān) 系。模型表明,材料去除率與磨具旋轉的切線(xiàn)速度、工件圓周線(xiàn)速度、工件進(jìn)給速度和 法向拋光壓力等參數成正比,和磨具粒度大小、組織號等成非線(xiàn)性關(guān)系。

　　(2)、基于回 歸分析和iH交試驗的方法建立了工件表面粗糙度和拋光工藝參數之間的關(guān)系模型,模型 表明:加工表面粗糙度隨法向拋光壓力、工件圓周線(xiàn)速度和進(jìn)給速度的增大而增大,隨 磨具旋轉切線(xiàn)速度的增大而減小。運用數學(xué)仿真和試驗驗證的方法進(jìn)行研究分析,仿真 和試驗有良好的一致性,證明了這兩種建模方法的正確性,對自動(dòng)化機械拋光工藝的合理規劃具有指導意義。

　　第二,為滿(mǎn)足高效拋光的要求,提出了一種多工位多磨具自動(dòng)化機械拋光技術(shù),能 夠分別對工件外表面和內表而進(jìn)行拋光,關(guān)鍵技術(shù)包括多工位多磨具拋光機床的結構設 計、多工位姿態(tài)同步調整裝置設計、工件夾具設計,并基于這一技術(shù)設汁了相應的多工 位多磨具機械拋光機床的自動(dòng)化控制系統。根據實(shí)際生產(chǎn)加工中磨具需要自適應工件形 狀,提出了一種基于示教法的拋光刀位數據生成方法,用于自動(dòng)化拋光系統中。

　　第三、結合現行拋光工藝,提出了一套適合于不銹鋼薄壁材料小家電自動(dòng)化機械拋 光的工藝方法。針對工件表面形狀特征進(jìn)行分片規劃,設計了自動(dòng)化機械拋光方案,采 用螺旋式拋光路徑作為拋光刀具的軌跡,并研究了刀具軌跡數據計算方法。通過(guò)一系列 試驗,并結合現行拋光經(jīng)驗,提出了一套適合小家電自動(dòng)化機械拋光的粗拋、半精拋、 精拋的工藝流程。

　　第四、在保證工件拋光質(zhì)量的前提下,盡可能提高加工效率,對自動(dòng)化機械拋光工 藝參數進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗研究。用正交試驗的方法,分別以材料去除率和表面粗糙度值為目 標,得到了在給定實(shí)驗條件下的比較好工藝參數組合。實(shí)驗表明工件表面材料去除率與法 向拋光壓力、磨具切線(xiàn)速度、工件圓周線(xiàn)速度和工件進(jìn)給速度成正比,表面粗糙度與法 向拋光壓力、工件圓周線(xiàn)速度和進(jìn)給速度成正比,與磨具切線(xiàn)速度成反比。

　　第五、基于以上的研究,利用選取的比較好工藝參數組合,在多工位多磨具機械拋光 機床上對電熱水壺進(jìn)行批量拋磨實(shí)驗,實(shí)驗表明,拋光后的工件表面拋光質(zhì)量均勻,粗 糙度值較低,達到企業(yè)質(zhì)量要求,生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保無(wú)污染,加工效率較手工提高3倍,證 實(shí)了多工位多磨具自動(dòng)化機械拋光方法的正確性和優(yōu)越性。