一种金属壶抛光工艺
技术领域
本发明涉及金属制品抛光工艺领域,尤其涉及金属壶的机械化抛光工艺领域。
背景技术
目前行业内的金属壶精抛都是手工作业,这是因为金属壶不规则的弧形表面很难采用机械自动化精抛工艺来实现精抛。手工作业的缺点显而易见:劳动强度高、劳动安全难以控制、效率低下、成本高、车间工作环境难以管控、品质及报废量难以管控、对手抛作业工人的身体健康影响很大且易导致肺衰竭等职业病,并且手工作业的抛光技术主要依赖于抛光工人的工作经验。针对手工作业存在的种种缺点,很多企业或者个人都在积极寻求替代的好方法。
发明创造内容
本发明旨在提供一种金属壶的自动化精抛工艺,以解决上述由于不规则表面所带来的手工作业而产生的一系列问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种金属壶抛光工艺,其特征在于:所述金属壶由夹具夹住,并沿抛光轨道移动,依次与抛光轮相切并通过抛光轮,抛光轮设置在抛光轴上并在抛光轴的带动下自动对金属壶进行抛光,同时抛光浆系统自动对抛光面喷浆;抛光过程中夹具及抛光轴的运动以及抛光浆系统的喷浆由可编程控制程序进行控制;
所述抛光过程包括如下步骤:
(1)壶身的壶嘴以下区域抛光:金属壶由夹具带动、抛光轮由抛光轴带动分别绕各自的中心轴旋转;同时金属壶由夹具带动上下浮动或抛光轮由抛光轴带动上下浮动;
(2)壶嘴高度所对应的壶身区域和壶嘴两侧面抛光:金属壶由夹具带动绕金属壶中心轴做定位旋转运动,金属壶旋转角度大于0°小于360°;抛光轮由抛光轴带动绕抛光轮的中心轴旋转,同时金属壶或抛光轮上下浮动。本发明中,所述的“定位旋转运动,金属壶旋转角度大于0°小于360°”指的是:在金属壶上指定两点作为定位点,两定位点在水平面上的投影点分别与金属壶中心轴在水平面上的投影点连线,形成一个大于0°小于360°的夹角,金属壶只能在这夹角范围内做旋转运动。例如定位点分别为S1和S2,定位点在水平面上的投影分别为S1′和S2′,金属壶中心轴在水平面上的投影为O,S1′和O连线,S2′和O连线,形成一个大于0°小于360°的夹角∠S1′O S2′,金属壶只能在OS1′和OS2′所形成的夹角范围内做旋转运动。
(3)壶身的壶嘴以上区域抛光:金属壶由夹具带动、抛光轮由抛光轴带动分别绕各自的中心轴旋转;同时金属壶由夹具带动上下浮动或抛光轮由抛光轴带动上下浮动;
所述任一步骤不分先后次序,且连续或交错进行一次或一次以上。
其中:所述步骤(1)~(2)中抛光轮倾斜设置,步骤(3)中抛光轮水平或者接近水平设置。
所述步骤(2),抛光轮与金属壶接触时的接触轮面的运动方向为向上。
所述金属壶由夹具带动上下浮动或者抛光轮由抛光轴带动上下浮动的频率为每秒2次或者以上。
所述金属壶由夹具带动的上下浮动或者抛光轮由抛光轴带动的上下浮动为同轴心上下浮动。
所述抛光工艺能够用于镜面抛光或者哑光抛光。
所述抛光过程在完成上述步骤(1)~(3)之后,还包括整体清洁步骤:镜面抛光时,金属壶与抛光轮相切,金属壶由夹具带动、抛光轮由抛光轴带动分别绕各自的中心轴旋转;同时金属壶由夹具带动上下浮动或抛光轮由抛光轴带动上下浮动;所述抛光轮水平或者接近水平设置,抛光轮的切线速度为3600英尺/分钟~8500英尺/分钟;哑光抛光时,金属壶与抛光轮相切,金属壶由夹具带动、抛光轮由抛光轴带动分别绕各自的中心轴旋转;抛光轮的切线速度为1130英尺/分钟~2400英尺/分钟。
所述抛光过程在完成整体清洁步骤后,还包括刻印步骤:金属壶与抛光轮相切,金属壶由夹具带动、抛光轮由抛光轴带动分别绕各自的中心轴旋转。
其中,镜面抛光时,步骤(1)、(2)、(3)中的抛光轮的切线速度为3600英尺/分钟~11300英尺/分钟,所述清洁步骤中,抛光轮的切线速度为3600英尺/分钟~8500英尺/分钟。哑光抛光时,步骤(1)、(2)、(3)及清洁工序中的抛光轮的切线速度为1130英尺/分钟~2400英尺/分钟。
所述步骤(1)中抛光轮的轮面工作区域为第一和第三象限,或第二和第四象限;所述步骤(2)中,在对壶嘴一侧进行抛光时,抛光轮轮面工作区域为第一和第三象限,在对壶嘴另一侧进行抛光时,抛光轮轮面工作区域为第二和第四象限。
本发明的有益效果为:采用这种自动化抛光工艺,可以克服现有手工作业抛光带来的种种问题,工人只需把金属壶放到夹具上,检查抛光设备是否正常,然后按下“自动启动”按钮,抛光过程开始直至刻印结束。利用自动化工艺,可以大大减轻工人的劳动强度,工人的人身安全得到了极大的保障;同时车间劳动环境得到全面改善,粉尘减少,从而保障了工人的身心健康;而且,自动化工艺使得抛光质量及抛光技术不用再依赖于工人的熟练程度,效率高,质量好,抛光过程变得易于管理及控制;并且,自动化工艺还使得废品率大大降低、产量大大提高、可以减少抛光工人的数量,从而可以降低水壶精抛成本。
附图说明
图1为本发明水壶抛光区域划分示意图;
图2为本发明一种实施例的流程示意图;
图3为图2所示实施例的抛光设备位置布置示意图(图3中金属壶上下方的方块代表上下夹具,阴影部分代表抛光轮。)
图4为抛光轮的轮面工作区域为第一和第三象限时的相限图(以抛光轮圆形为坐标O点)。
图5为抛光轮的轮面工作区域为第二和第四象限时的相限图(以抛光轮圆形为坐标O点)。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。
镜面抛光具体实施方式如下:
参见图1至图3,抛光轨道为椭圆形状布置,将金属壶放到从金属壶上方和下方对其进行夹紧闭合的夹具上(即上下闭合的夹具),按下与抛光设备联机的主机上的PLC界面的“自动启动”按钮,夹具带着金属壶沿着预设轨道运动到步骤1壶身A区域(即壶身的壶嘴以下区域)抛光的位置,夹具和抛光轴做旋转运动,带动金属壶和抛光轮也做旋转运动,同时,抛光轴带动抛光轮以每秒2次的频率在壶身A区域高度h1范围内上下浮动,抛光轮与壶身A区域保持相切,对壶身A区域进行抛光,抛光轮的切线速度为3600~11300英尺/分钟,抛光轮倾斜设置,抛光轮的轮面工作区域为第一和第三象限(如附图4所示),或者抛光轮的轮面工作区域为第二和第四象限(如附图5所示),这样有效地解决了规则的抛光轮不能应用于弧形表面抛光之间存在的矛盾。此工序完成设定的抛光时间后,壶身A区域抛光第一道工序完成,进入壶身A区域抛光第二道工序,第二道工序和第一道工序的工艺条件相同。
壶身A区域抛光两道工序完成后,进入步骤(2)壶嘴侧面D及壶嘴高度所对应的壶身B区域抛光的位置。抛光轮倾斜设置,抛光轴带动抛光轮做旋转运动,同时,抛光轴带动抛光轮以每秒2次的频率在壶嘴高度h2对应的壶身范围内上下浮动;夹具带动金属壶做顺时针旋转运动,以壶嘴距离壶身最远的点S1在竖直方向上画一直线,该线在金属壶上的投影F即是壶嘴侧面D和侧面E的分界线,也是金属壶运动的起点位置,该起点位置可由可编程控制程序设定或电子感应定位系统设定,金属壶由该位置开始旋转,抛光轮从壶嘴侧面D距离壶身最远的位置开始抛光,随着金属壶的旋转,抛光轮依次对壶嘴侧面D及壶嘴高度所对应的壶身B区域抛光。金属壶旋转运动到壶嘴侧面E的上边缘与壶身连接的点S2时,即抛光轮抛光到此位置时,为金属壶顺时针旋转运动的终点位置,该终点位置也是由可编程控制程序设定或电子感应定位系统设定,此时,金属壶停止顺时针旋转,然后逆时针旋转回到起点位置S1,该抛光工序结束。在该工序中,抛光轮的轮面工作区域为第一、三象限,抛光轮的切线速度为3600~11300英尺/分钟,抛光轮与产品接触时的接触轮面的运动方向为向上。
重复进行工艺条件完全相同的步骤(2)的第二道工序。
步骤(2)结束后,进入步骤(3)第一道工序位置,对壶身C区域(即壶口边缘或壶身的壶嘴以上区域)进行抛光,抛光轮接近水平设置,夹具和抛光轴分别带动金属壶和抛光轮旋转运动,抛光轴带动抛光轮以每秒2次的频率在壶嘴之上的壶口边缘的高度h3范围内上下浮动,抛光轮的切线速度为3600~11300英尺/分钟,此工序完成设定的抛光时间后,该抛光工序结束,进入工艺条件完全相同的步骤(3)的第二道工序。
步骤(3)结束后,对金属壶壶嘴的另一面重新进入步骤(2)。即在壶嘴侧面E面及壶嘴高度对应的壶身B区域抛光位置,抛光轮倾斜设置,抛光轮的轮面工作区域为第二、四象限,夹具带动金属壶做逆时针旋转运动,金属壶运动的起点位置为投影F所对应的位置,抛光轮从壶嘴侧面E距离壶身最远的位置S1开始抛光,随着金属壶的旋转,抛光轮依次对壶嘴侧面E和壶嘴高度所对应的壶身B区域抛光。金属壶旋转到壶嘴侧面D的上边缘与壶身连接的点S3时,即抛光轮抛光到此位置时,为金属壶逆时针旋转的终点位置,此时,金属壶停止逆时针旋转运动,然后顺时针旋转运动到起点位置S1,其他工艺条件与步骤(2)相同,并且也需要重复进行完全相同的工序。
进入下一步(步骤4)整体清洁步骤时,抛光轮水平设置,夹具和抛光轴分别带动金属壶和抛光轮做旋转运动,同时,抛光轴带动抛光轮或夹具带动金属壶以每秒2次的频率在壶身高度范围内上下浮动,抛光轮的切线速度为3600~8500英尺/分钟,此工序完成设定的工作时间后,完成清洁工序。
步骤5为最后刻印步骤,夹具和抛光轴分别带动金属壶和抛光轮做旋转运动,夹具旋转设定的工作时间后,如附图3中所示,在金属壶表面留下刻痕,刻印完成,金属壶整个抛光工艺完成。
前面所述的具有上下浮动功能的抛光轴或夹具均为同轴心上下浮动,夹具与夹具之间为电磁感应自动定位,抛光过程抛光设备上的抛光浆系统根据程序设定内容自动喷浆。抛光设备与主机联机,抛光过程中的工艺通过主机上的PLC程序控制,实现金属壶精抛的全自动化工艺。抛光设备由夹具、抛光轴、抛光轮及抛光浆系统组成,为现有技术,在此不再对其具体结构进行累述。
哑光抛光具体实施方式如下:
步骤(1)、(2)、(3)及清洁工序中的抛光轮切线速度为1130~2400英尺/分钟,在清洁工序中,抛光轴或者夹具均不上下浮动,其余未述部分同镜面抛光工艺。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,故不能以此限定本发明实施的范围,即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,例如步骤顺序的变化、步骤2中金属壶旋转运动起点位置和终点位置的变化、抛光轮开始对金属壶抛光的起始位置和终止位置的变化等,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。