目前國內研究機構對不銹鋼薄壁 材料小家電自動化拋光技術的研究較少,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。國內生產企業主要還是釆用手工拋光方式,存在拋光質量和生產 效率低、污染嚴重、勞動力短缺等問題,嚴重制約了該生產行業的發展。 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,結合電熱水壺工業實際生產背景,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化機械拋光技術,并研發出 了相應的機械拋光機床和自動化控制系統。這一研究對改善我國不銹鋼薄壁材料小家電 拋光及同類型家用器具產品行業普遍依賴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 動化機械拋光工藝提供了理論依據。

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

　　(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、工件圓周線速度和進給速度的增大而增大,隨 磨具旋轉切線速度的增大而減小。運用數學仿真和試驗驗證的方法進行研究分析,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,對自動化機械拋光工藝的合理規劃具有指導意義。

　　第二,為滿足高效拋光的要求,提出了一種多工位多磨具自動化機械拋光技術,能 夠分別對工件外表面和內表而進行拋光,關鍵技術包括多工位多磨具拋光機床的結構設 計、多工位姿態同步調整裝置設計、工件夾具設計,并基于這一技術設汁了相應的多工 位多磨具機械拋光機床的自動化控制系統。根據實際生產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化機械拋 光的工藝方法。針對工件表面形狀特征進行分片規劃,設計了自動化機械拋光方案,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。通過一系列 試驗,并結合現行拋光經驗,提出了一套適合小家電自動化機械拋光的粗拋、半精拋、 精拋的工藝流程。

　　第四、在保證工件拋光質量的前提下,盡可能提高加工效率,對自動化機械拋光工 藝參數進行優化實驗研究。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,得到了在給定實驗條件下的比較好工藝參數組合。實驗表明工件表面材料去除率與法 向拋光壓力、磨具切線速度、工件圓周線速度和工件進給速度成正比,表面粗糙度與法 向拋光壓力、工件圓周線速度和進給速度成正比,與磨具切線速度成反比。

　　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行批量拋磨實驗,實驗表明,拋光后的工件表面拋光質量均勻,粗 糙度值較低,達到企業質量要求,生產過程環保無污染,加工效率較手工提高3倍,證 實了多工位多磨具自動化機械拋光方法的正確性和優越性。