CN104827254B - 玻璃瓶罐口模模具自动化精加工工艺 - Google Patents
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Abstract
玻璃瓶罐口模模具自动化精加工工艺，采用自动装夹定位辅助装置对两个半模组合成的玻璃模具端面自动找平找正，通过双主轴车铣中心配备桁架机械手一套，机械手配带有转换机构的两套机械手手指，在一台加工设备上同时完成玻璃瓶罐口模模具精加工的车、铣、钻孔、刻字多道加工工序。本发明工艺创新性的在自动化加工工艺中增加了自动装夹辅助工序，解决了两个半圆模合在一起模具工件的自动装夹定位问题，使玻璃瓶罐类结构的模具可以实现全自动机械化生产，大幅提高生产效率，减少劳动力及工人劳动强度，降低生产成本的同时由于采用先进的机床设备和自动化加工工艺，也提高了产品的精度和一致性。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃瓶罐口模模具加工技术领域，具体涉及一种玻璃瓶罐口模模具自动化精加工工艺。
背景技术
玻璃瓶罐口模模具是玻璃模具的重要组成部分，是玻璃瓶罐瓶口部分的成型模具。玻璃瓶罐瓶口的尺寸和成型质量直接关系到瓶盖能否顺利拧（扣）紧及瓶罐的密封性。目前国内的玻璃模具生产厂家，在玻璃模具特别是口模模具的加工中，普遍都是采用分多道加工工序，利用多台不同设备，由多名技术工人逐步加工完成。这种口模模具加工工艺，存在很大的弊端。由于玻璃瓶罐成型工艺的需要，玻璃瓶罐口模模具和成型模、初型模一样都是两个半圆的结构组合在一起，成型时闭合，取出时打开。机械加工时为了保证工件的同心度，要将两个半模合在一起加工。这种运用多台机械设备，分多道加工工序，经多名技术工人逐一加工完成的加工工艺，由于工件需流转多道工序、重复多次装夹，将造成误差累积的增大，难以保证工件的对称性和同心度。同时由于加工时间长并多次转序，过程中易出现磕碰，而且对于工人的操作技术水平要求很高，工人劳动强度大，但成品率低。这种传统的玻璃模具加工工艺已经落后，不适于现在快速发展的模具加工行业，急需创新改善和提高。
发明内容
本发明提供了一种玻璃瓶罐口模模具自动化精加工工艺，以解决现有技术存在的加工精度和一致性差、加工时间长和工作效率低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种玻璃瓶罐口模模具自动化精加工工艺，采用自动装夹定位辅助装置对两个半模组合成的玻璃模具端面自动找平找正，通过双主轴车铣中心配备桁架机械手一套，机械手配带有转换机构的两套机械手手指，在一台加工设备上同时完成玻璃瓶罐口模模具精加工的车、铣、钻孔、刻字多道加工工序，具体工艺步骤如下：
1）粗加工口模毛坯准备：将用普通设备提前粗加工好的口模毛坯按合缝线与料道行进方向垂直的方向，整齐摆放在托盘式上料料道仓内；
2）机械手准备：按口模工件外形尺寸选择安装快换插接式机械手手指；按具体口模工件尺寸、编号等加工信息编写机械手运行程序；
3）机械手上料：机械手从供料仓抓取口模毛坯，送至车铣加工中心并安放在一轴卡盘的卡爪内；卡爪夹紧，机械手松开，后退并离开；
4）自动装夹辅助定位：自动装夹定位辅助装置顶部的活动压紧盘和活动压紧柱自动过来顶住口模工件端面并施压，卡爪放松夹紧力度，将口模工件的两个端面压平后，卡爪自动夹紧，自动装夹定位辅助装置退回原位；
5）车铣中心一轴加工部分：用不同型号的车刀先加工口模外形和口模与行列式制瓶机抱钳配合处各部位尺寸，再加工口模与口环、套筒配合处各部位尺寸，口模与口环配合处尺寸要求在最小公差范围内；
6）车铣中心一、二轴刚性对接：车铣中心的一、二轴转速同步，完成口模工件的刚性对接，将加工完一面的口模工件转到机床二轴，以完成对于另一端面及内腔等各部位尺寸的加工，要求必须刚性对接，以保证口模工件的同心度和端面的平整，无错缝；
7）车铣中心二轴加工部分：精车口模毛坯另一个端面、外圆各部位尺寸，精车口模与初模配合的燕尾处尺寸；加工口模型腔各部位尺寸；然后机床自动调用铣削刀具，加工口模端面排气槽、燕尾处防夹缺口及端面刻字；换钻削功能，钻散热孔；首件加工的口模燕尾与初型模配合处要与验块尺寸一致；
8）机械手交接上、下料：机械手至供料仓，抓取下一付口模毛坯，回来从机床二轴上自动取下已加工好的工件，并将新的口模毛坯安装在一轴的卡盘上；然后退出机床，将已加工好的工件送至下料物流仓，完成整套循环动作，并如此循环下去，直至完成口模工件的批量加工；
9）质检：吹净残留切削液，清除毛刺、金属残渣等；
10）终检入库：进行全尺寸检验，确定合格后入库。
本发明工艺创新性的在自动化加工工艺中增加了自动装夹辅助工序，解决了两个半圆模合在一起模具工件的自动装夹定位问题，使玻璃瓶罐类结构的模具可以实现全自动机械化生产，大幅提高生产效率，减少劳动力及工人劳动强度，降低生产成本的同时由于采用先进的机床设备和自动化加工工艺，也提高了产品的精度和一致性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明工艺的工艺流程图。
具体实施方式
如图所示，一种玻璃瓶罐口模模具自动化精加工工艺，采用自动装夹定位辅助装置对两个半模组合成的玻璃模具端面自动找平找正，通过双主轴车铣中心配备桁架机械手一套，机械手配带有转换机构的两套机械手手指，在一台加工设备上同时完成玻璃瓶罐口模模具精加工的车、铣、钻孔、刻字多道加工工序，具体工艺步骤如下：
1）粗加工口模毛坯准备：将用普通设备提前粗加工好的口模毛坯按合缝线与料道行进方向垂直的方向，整齐摆放在托盘式上料料道仓内；内腔未加工，外圆及端面留2mm加工余量。
2）机械手准备：按口模工件外形尺寸选择安装快换插接式机械手手指，为防止夹伤口模，在机械手手指上粘贴聚四氟乙烯导轨贴片；按具体口模工件尺寸、编号等加工信息编写机械手运行程序；
3）机械手上料：机床呼叫机械手，机械手自动到供料仓抓取口模毛坯，行进到机床气动门上方，气动门自动打开，同时吹屑装置自动向机床一轴吹不小于0.7Mpa的压缩空气，消除卡盘上的残留铁屑；机械手臂下降至与主轴平行高度，横向移动将工件放入已自动张开的一轴卡盘卡爪内，卡爪夹紧后机械手放松，后退并向上离开车床；
4）自动装夹辅助定位：因在自动化加工工艺中不能像原工艺一样，将两半口模毛坯合在一起手动直接找正装夹，机械手的机械手指也不能保证抓取的口模工件不产生错位和偏差，所以也就不能保证通过机械手手指安装在机床卡盘卡爪内的口模毛坯工件的位置精度，为此本发明特别针对两个半圆模合在一起的口模类工件，研发出了装夹辅助装置，并在自动化加工工艺中增加了自动装夹辅助定位工序。当机械手将工件安装在机床第一主轴上并退出后，安装在刀盘上的装夹辅助装置，自动过来顶在口模毛坯工件的端面上，并向其端面施加不小于2kg/㎝²的轴向压力，此时一轴卡盘卡爪自动稍微放松对毛坯工件的夹持力度，压力促使毛坯工件在卡爪内向一轴方向径向滑动，直至毛坯内侧端面与卡盘的端面紧密配合后，卡盘卡爪自动夹紧，从而实现了两半圆状的口模毛坯的双侧端面自动找平；
5）车铣中心一轴加工部分：机床按编好的程序自动选用刀具，先精车口模毛坯外形各部尺寸，然后加工口模与行列式制瓶机抱钳配合处各部位尺寸，再加工口模内径中与口环、套筒配合处各部位尺寸。口模与口环配合处尺寸要求在±0.03mm公差范围内；
6）车铣中心一、二轴刚性对接：口模工件在机床一轴侧加工完毕后，第一主轴自动低速旋转（例如30转/min），第二主轴与第一主轴保持转速同步，相向移动至一轴口模工件处张开卡爪，并夹紧口模工件，待二轴卡盘卡爪夹紧工件后，一轴卡盘卡爪自动松开，然后第二主轴后退至加工位置完成对于工件的刚性交接。因口模毛坯是由两个具有阴阳止口的半圆，组合成一个整圆的结构，且具有提前设定好的方向性，为了保证两个半圆的合缝面位置不出现偏差及口模毛坯两个端面的平整性，在机床一、二轴交换工件时必须要进行准确的刚性交接；以免因两个半圆合缝位置偏差造成加工报废，甚至出现机床撞刀等其他严重后果；
7）车铣中心二轴加工部分：机床按编好的程序自动选用刀具精车口模毛坯的另一个端面、外圆各部位尺寸，精车口模与初模配合的燕尾处尺寸；加工此端面口模型腔各部位尺寸；然后机床自动调用铣削刀具，铣加工口模端面排气槽、燕尾处防夹缺口及端面刻字；再调用钻削功能，换钻削刀具钻口模散热孔。首件加工的口模燕尾与初型模配合处要按客户需求与验块尺寸一致，如使用国产行列式制瓶机的客户一般要求公差尺寸，而使用国外进口的如美国埃姆哈特行列式制瓶机的客户，要求口模燕尾与初型模配合处为公差尺寸的过盈配合。
8）机械手交接上、下料：口模工件在机床第二主轴完成所有加工工序后，机床呼叫机械手至供料仓，用其中一付机械手指抓取下一付口模毛坯，回到机床气动门上方，气动门自动打开，机械手下降至与主轴平行位置；此时机械手抓取的口模毛坯垂直向下，转换机构上的另一付机械手指朝向机床第二主轴方向。机械手从机床二轴上自动取下已加工好的工件，后退并上升一定高度，机械手上的转换机构从下向上向一轴方向旋转，使成品工件向下，毛坯工件与一轴成水平方向。此时吹屑装置自动向一轴卡盘吹不小于0.7Mpa的压缩空气，清除卡盘上的残留铁屑，然后机械手下降至与一轴平行高度，横向移动并将新的口模毛坯放入已自动张开的一轴卡盘卡爪内，卡爪夹紧，机械手后退并退出机床，并将已加工好的工件送至下料物流仓；等机械手退出机床后气动门自动关闭，装夹辅助定位装置再次自动过来完成口模毛坯工件的双侧端面自动找平，使毛坯内侧端面与卡盘的端面紧密配合后，卡盘卡爪自动夹紧后，自动装夹辅助装置退回原位，重新开始在第一主轴上的加工工序，如此已完成整套循环动作，并继续循环下去，直至完成口模工件的大批量加工；
9）质检：用不小于0.7Mpa以上的压缩空气吹净残留切削液、金属残渣等，清除毛刺；
10）终检入库：用允许误差为±0.015mm/150mm的高精度数显卡尺，并配合专用的进口量规、量具全面检测口模各部位尺寸，合格后转入成品库。
本发明针对玻璃瓶罐模具中口模模具加工过程的结构与性能要求，进行加工工艺技术公关及为实现精加工自动化的工艺技术开发。在研究口模模具结构与性能要求的基础上，分析两个半圆模合在一起的如玻璃模具及玻璃模具口模类工件，在自动化加工生产线中所遇到的装夹定位难点，创新性的在自动化加工工艺中增加了自动装夹辅助工序，解决了两个半圆模合在一起模具工件的自动装夹问题；并通过研究工件结构、工艺流程、工序内容等多方面的数据分析和采集，建立了玻璃瓶罐口模模具自动化加工新工艺；本发明通过生产工艺革新，将计算机信息技术与生产现场控制技术有机地融合到玻璃模具的自动化生产加工中，提高了生产效率，降低了制造成本，同时也提高了加工精度及设备的利用率。
Claims (1)
1.一种玻璃瓶罐口模模具自动化精加工工艺，其特征是采用自动装夹定位辅助装置对两个半模组合成的玻璃模具端面自动找平找正，通过双主轴车铣中心配备桁架机械手一套，机械手配带有转换机构的两套机械手手指，在一台加工设备上同时完成玻璃瓶罐口模模具精加工的车、铣、钻孔、刻字多道加工工序，具体工艺步骤如下：
（1）粗加工口模工件准备：将用普通设备提前粗加工好的口模工件按合缝线与料道行进方向垂直的方向，整齐摆放在托盘式上料料道仓内；
（2）机械手准备：按口模工件外形尺寸选择安装快换插接式机械手手指；按具体口模工件尺寸、编号加工信息编写机械手运行程序；
（3）机械手上料：机械手从上料料道仓抓取口模工件，送至双主轴车铣中心并安放在一轴卡盘的卡爪内；卡爪夹紧，机械手松开，后退并离开；
（4）自动装夹辅助定位：自动装夹定位辅助装置顶部的活动压紧盘和活动压紧柱自动过来顶住口模工件端面并施压，卡爪放松夹紧力度，将口模工件的两个端面压平后，卡爪自动夹紧，自动装夹定位辅助装置退回原位；
（5）车铣中心一轴加工部分：用不同型号的车刀先加工口模外形和口模与行列式制瓶机抱钳配合处各部位尺寸，再加工口模与口环、套筒配合处各部位尺寸，口模与口环配合处尺寸要求在最小公差范围内；
（6）车铣中心一、二轴刚性对接：车铣中心的一、二轴转速同步，完成口模工件的刚性对接，将加工完一面的口模工件转到车铣中心二轴，以完成对于另一端面及内腔各部位尺寸的加工，要求必须刚性对接，以保证口模工件的同心度和端面的平整，无错缝；
（7）车铣中心二轴加工部分：精车口模工件另一个端面、外圆各部位尺寸，精车口模与初模配合的燕尾处尺寸；加工口模型腔各部位尺寸；然后机床自动调用铣削刀具，加工口模端面排气槽、燕尾处防夹缺口及端面刻字；换钻削功能，钻散热孔；首件加工的口模燕尾与初型模配合处要与验块尺寸一致；
（8）机械手交接上、下料：机械手至上料料道仓，抓取下一付口模工件，回来从车铣中心二轴上自动取下已加工好的工件，并将新的口模工件安装在一轴的卡盘上；然后退出机床，将已加工好的工件送至下料物流仓，完成整套循环动作，并如此循环下去，直至完成口模工件的批量加工；
（9） 质检：吹净残留切削液，清除毛刺、金属残渣；
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