探究不锈钢保温杯自动化机械抛光技术

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嘉兴市华鼎保温科技有限公司浙江嘉兴 314000

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摘要：抛光流程是不锈钢保温杯制造流程中最关键的一个工艺组成部分，目前大多使用人工方法。经过对人工抛光流程的深入研究，已开发并制造出可模拟人工抛光流程的不锈钢保温杯自动抛光试验机系统，并导出了该流程中的相关表达式。应用正交实验设计抛光实验活动。实验结果表明，在恰当的抛光工艺设计参数下，不锈钢保温杯试验机可以在自动化技术的支持下完成抛光工作，同时所得到的抛光质量较为理想，这一试验机的应用为后续开发全自动抛光设备打下了重要基础。

关键词：不锈钢保温杯；抛光工艺；自动化；正交实验

在人类的生活中，传统日常用具的材料包括瓷器、陶器等，随着工业技术水平的持续增高，民众的生活水平有了较为明显的改善，相关日常用品也在不断更新换代，尤其是不锈钢材质的产品在日常用品中较为多见。以常见的不锈钢保温杯为例，其主要是用于满足民众健康、快捷用水需求，具备保温性优、节能、构造简洁、操作简单、安全卫生、使用寿命较长等优点。现在很多公司在生产制造不锈钢材质的产品时采用的抛光方法都是手工方法，最大的问题是产品质量不稳定、效益下降，还会产生环境污染等不良现象。要想增强竞争性，使不锈钢保温杯得到更大范围的普及，在抛光技术方面需要有所改进。本次论文探讨的正是研究能够适应不锈钢保温杯生产制造企业的抛光设备，并以设备为基础，利用先进的工艺技术，实现抛光流程的自动化目标。这样可使抛光工作效率得以增强，质量得以进一步提高，同时还可以降低周边环境污染程度，使不锈钢产品制造企业从低效的手工抛光中解脱了出来。

一、抛光技术简介

现在，国外也针对复杂曲面的抛光工艺进行了不少的探索，并且获得了一些进展，抛光工作也开始逐步走向智能化、网络化、半自动化。不过，就实践成果而言，主要面对的工件仍然是自由面体和光学镜片，并且使用了机器人的抛光方法，该方式的应用，会使得抛光范围很小，且无法严格要求作业效率的提高。不锈钢保温杯的生产数量较多，且要求生产速度要快，在这样的要求下，上述抛光方式显然并不具有较为突出的适用性。同时，专门用于保温杯的自动抛光工艺仍是以常规的手动抛光为依据，还存在着相当大的技术方面的不足。所以，探索出一种专门应用于生产不锈钢保温杯自动化机械抛光技术，也十分有必要。

抛光工艺是指利用细磨粒和软质工具，对零件内、外部表面进行光饰的工艺。其主要目的在于消除上道工序的工艺痕迹，如：刀疤、麻点、毛刺等，从而改善保温杯的外表光洁度，得到更平滑、明亮的表面。在一般情况下，抛光过程只能在铸件外表上完成少量磨除，对铸件的整体外观和尺寸所产生的影响作用十分微弱。抛光不但可以美化铸件的外表，同时还可以提高铸件外表的耐磨性、抗蚀性，且还可以获得某些特定性质。抛光过程既可以看作铸件的最后一个生产加工步骤，又可以作为铸件镀膜前的外表预处理环节。抛光的效果对不锈钢保温杯的稳定性有着较大的影响意义，选用正确的抛光技术和抛光手段对改善制品的品质有很大作用。

二、工艺设计原理

抛光过程较为复杂，当前并没有专门、一致的理论作为依据来对抛光的本质加以阐述。为了更好地对抛光流程加以分析、控制，可以利用简化模型展开分析，普林斯顿的材料去除率模型较为出名，可以采用这一模型来反映抛光效率和工艺参数的关联。

倘若保温杯外廓曲线上的一段如上图所示，则θ与f'（X）的关系如式（2）所示。

在实际使用时，应逐段解析摩擦力矩M磨的方向。另外，还必须注意分析气动操作的滞后性，对电气比例阀所下达的控制指令必须有相应的提前时间，以确保气缸的动作和抛光动作一致。而超前时间也必须经过试验加以计算获得。

三、抛光试验机的设计

（一）结构设计

不锈钢保温杯抛光试验机除上料必须手动以外，全部抛光流程均可通过自动化技术加以实现，同时通过对PLC编程的调整，各种技术参数都可以很简单地完成相应的调节。如图2所显示，为不锈钢保温杯抛光试验机的各部产品说明。

（二）控制系统设计

试验机通过PLC加以管理、控制。该控制系统的硬件设备主体为汇川H-3232MTQ系列PLC1台和汇川高频率仿真量输出模组1块。操作过程为：夹紧→靠近准备抛光→起始抛光→抛光完毕→终止。本控制装置主要的优点是，可以在抛光过程中随着时间的变化自行调整操作力矩。

总结

由于不锈钢保温杯的抛光工艺中一般采取了人工机械抛光的加工方式，已严重影响了不锈钢制品生产速度的发展。而人工抛光模式又存在着工作效率低、抛光质量不稳定的弊端，已严重威胁抛光工作者的身心健康。因此经过对人工机械抛光程序的深入研究，人们提出了自动化试验机，并导出了相关表达式。试验结果表明，该试验机除不可自动上料、下料外，其余的抛光程序均可自动进行，并达到了良好的抛光效率，这也表明研制出全自动的不锈钢保温杯抛光设备是具有可行性的。另外，还采用正交试验技术探讨了不同技术参数对抛光质量的影响。

参考文献：

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