雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口的自動(dòng)化生產(chǎn)研究

陳明

（廣東皓明陶瓷科技有限公司，潮州 515642）

1 前言

在進(jìn)行雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口生產(chǎn)期間，通過(guò)采用自動(dòng)化生產(chǎn)的方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陶瓷生產(chǎn)流程的改革和創(chuàng)新，還能提高手工操作效率和效果，從根本上解決產(chǎn)品質(zhì)量缺陷問(wèn)題，使得產(chǎn)品尺寸精確度得以大幅度提高，同時(shí)，還能提高產(chǎn)品的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為促使雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口生產(chǎn)向自動(dòng)化、數(shù)字化方向不斷發(fā)展提供重要的技術(shù)支持。所以，加強(qiáng)對(duì)雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)顯得尤為重要。

2 現(xiàn)狀概況

雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口主要是指在組裝處理陶瓷瓶口與外蓋的基礎(chǔ)上[1]，確保瓶口呈現(xiàn)出緊密咬合、嚴(yán)絲合縫等特點(diǎn)，從而取得良好的防偽效果?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)陶瓷瓶口在進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)期間，所采用的成型工藝主要包含以下兩種，一種是注漿成型工藝，另一種是滾壓成型工藝。

為了保證陶瓷瓶口修整質(zhì)量，相關(guān)人員要采用濕坯修整的方式，將坯件含水率最小值、最大值分別設(shè)置為13%、19%，但這種處理方式存在一定弊端：首先，會(huì)增加坯件含水率，導(dǎo)致設(shè)備在實(shí)際加工期間，容易出現(xiàn)變形問(wèn)題，此外，還降低了設(shè)備加工尺寸精確度。其次，設(shè)備在實(shí)際加工期間，主要運(yùn)用了石膏模具制作的方式，導(dǎo)致設(shè)備加工尺寸難以有效統(tǒng)一，導(dǎo)致模具使用率不斷降低。最后，全手工操作生產(chǎn)模式過(guò)于落后，嚴(yán)重影響了陶瓷瓶口加工效率和效果，同時(shí)，還增加了手工操作誤差，導(dǎo)致陶瓷瓶口尺寸難以有效控制，這對(duì)設(shè)備加工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，不利于后期陶瓷瓶口封裝工作開(kāi)展。

3 工藝控制

為了進(jìn)一步地提高雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)水平，相關(guān)人員要嚴(yán)格按照如圖1所示的陶瓷瓶口生產(chǎn)工藝控制流程，對(duì)陶瓷瓶口進(jìn)行科學(xué)化生產(chǎn)[2]，只有這樣，才能保證所生產(chǎn)的陶瓷瓶口具有光滑平整特點(diǎn)，使得陶瓷瓶口表現(xiàn)出較高的實(shí)用性和可靠性。

圖1 雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口生產(chǎn)工藝控制流程

3.1 泥漿制備

在進(jìn)行泥漿制備中，首先，相關(guān)人員要嚴(yán)格按照如表1所示的原材料質(zhì)量百分比混合比例，使用瓷土、粘土、長(zhǎng)石、木節(jié)土等多種坯用原料，對(duì)瓶口專(zhuān)用泥漿進(jìn)行科學(xué)化配制。

表1 原材料質(zhì)量百分比混合比例

3.2 噴霧造粒

通過(guò)將送漿泵壓力最小值、壓力最大值分別設(shè)置為2kg/cm2、3kg/cm2，向噴霧干燥設(shè)備的攪拌桶內(nèi)傳輸上述所制作好的泥漿，并使用攪拌棒，對(duì)其進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。此外，通過(guò)將泥漿最小濃度值、最大濃度值分別設(shè)置為54°Be、60°Be，并利用噴霧干燥塔的噴霧造粒處理功能，將噴霧溫度最小值、溫度最大值分別設(shè)置為180℃、280℃，從而獲得所需要的干粉顆粒，并對(duì)其進(jìn)行裝袋以備后期使用。

3.3 干壓成型

通過(guò)向干壓成型機(jī)所對(duì)應(yīng)的模架上安裝和固定相應(yīng)的硬質(zhì)合金模，并采用分樣篩分離方式，完成對(duì)所需粒徑干粉的精細(xì)化分離，干粉顆粒直徑最小值為0.1mm，最大值為0.5mm，含水率被控制在1%以下。稱(chēng)量并取出5kg干粉，并將其添加到干壓成型機(jī)料斗內(nèi)，多工位瓶口加工設(shè)備正式運(yùn)行后[3]，干粉會(huì)在第一時(shí)間內(nèi)自動(dòng)進(jìn)入到陶瓷瓶口模具中，通過(guò)利用干壓成型機(jī)，可以將產(chǎn)量控制為10～13件/分鐘，從而完成對(duì)半成品的生產(chǎn)。

3.4 精密加工

3.4.1 設(shè)備介紹

多工位瓶口加工設(shè)備主要是由多工位模塊、自動(dòng)夾緊和松卸模塊、夾緊器模塊、自動(dòng)傳送裝置模塊、定位自轉(zhuǎn)裝置模塊、固定雙刀加工裝置模塊等部分組成[4]，該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化生產(chǎn)水平高、加工操作規(guī)范等特點(diǎn)，該設(shè)備通過(guò)利用夾緊器的頂桿作用，確保夾緊器能夠更好地執(zhí)行裝料、卸料、夾緊等多個(gè)動(dòng)作。多工位瓶口加工設(shè)備模塊示意圖如圖2所示。

圖2 多工位瓶口加工設(shè)備模塊示意圖

（1）多工位模塊

多工位模塊所用到的工位回轉(zhuǎn)盤(pán)裝置數(shù)量達(dá)到12個(gè)。通過(guò)將12個(gè)夾緊器統(tǒng)一安裝和固定到回轉(zhuǎn)盤(pán)上，方便回轉(zhuǎn)盤(pán)利用自動(dòng)坯件裝置的傳送功能[5]，并按照逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，從而形成公轉(zhuǎn)模式。

（2）自動(dòng)夾緊和松卸模塊

自動(dòng)夾緊和松卸模塊在實(shí)際設(shè)計(jì)中，主要利用夾緊器的凸輪作用，確保頂桿沿著從下到上的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，通過(guò)利用頂桿上部錐體，不斷降低空心軸上部的壓力，確保橡膠圈直徑呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢(shì)，從而達(dá)到松卸工件的目的。當(dāng)頂桿遠(yuǎn)離凸輪位置時(shí)，會(huì)處于懸空狀態(tài)，頂桿上部的錐體在夾緊器彈簧彈力的作用下會(huì)出現(xiàn)由上向下運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，此時(shí)，空心軸上部的壓力會(huì)呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)，導(dǎo)致橡膠圈直徑不斷增加，從而形成夾緊工件模式。

（3）夾緊器模塊

夾緊器模塊主要是由空心銷(xiāo)軸、彈簧、小角輪、調(diào)節(jié)螺母等部分組成，其中，空心銷(xiāo)軸上端設(shè)置相應(yīng)的外圈，并將該外圈錐度設(shè)置為1:10，外圈被劃分為四片，此外，通過(guò)有效地增加外圈的摩擦力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外圓橡膠圈的有效收縮。另外，通過(guò)將外錐面頂桿設(shè)置到空心銷(xiāo)軸內(nèi)部，并使用螺紋，對(duì)頂桿尾部進(jìn)行固定，同時(shí)，將壓縮彈簧安裝和固定到頂桿尾部，此外，通過(guò)對(duì)螺桿上的螺母進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整和控制，可以為彈簧提供較大的彈力。當(dāng)頂桿與凸輪之間距離較大時(shí)，內(nèi)外錐面接觸力會(huì)呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)。

（4）自動(dòng)傳送裝置模塊

自動(dòng)傳送裝置模塊主要是渦輪箱、夾緊器、調(diào)速電機(jī)等部分組成。其中，轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)借助調(diào)速電機(jī)的作用力可以正常、穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)將其工位運(yùn)轉(zhuǎn)速率設(shè)置為20個(gè)/分鐘，確保轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到最佳狀態(tài)。此外，通過(guò)采用人工操作的方式，向夾緊器安裝和固定未加工的工件裝，并利用夾緊器，取下加工好的工件，從而最大限度地提高工件加工水平。在這一過(guò)程中，轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)呈現(xiàn)出運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)、不停機(jī)等特點(diǎn)，從而保證工件自動(dòng)傳送效果。

（5）定位自轉(zhuǎn)裝置模塊

定位自轉(zhuǎn)裝置模塊主要是由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)皮帶、小角輪、端面凸輪等部分組成。夾緊器通過(guò)利用轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)力會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到所設(shè)置好的區(qū)域，通過(guò)將小角輪與傳動(dòng)皮帶進(jìn)行有效的結(jié)合，確保夾緊器旋轉(zhuǎn)速度最小值、最大值分別達(dá)到8000轉(zhuǎn)/分、10000轉(zhuǎn)/分，當(dāng)夾緊器離開(kāi)所設(shè)置好的區(qū)域后，夾緊器上所固定的小角輪會(huì)自動(dòng)遠(yuǎn)離傳動(dòng)皮帶，此時(shí)，夾緊器會(huì)在第一時(shí)間內(nèi)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

（6）固定雙刀加工裝置模塊

固定雙刀加工裝置模塊主要是由刀架、合金刀兩個(gè)部分組成，同時(shí)，沿著X、Y、Z三維坐標(biāo)軸，對(duì)刀架進(jìn)行科學(xué)化調(diào)整，確保調(diào)整后的刀架完全滿(mǎn)足不同尺寸的工件。通過(guò)將兩個(gè)合金刀角度設(shè)置為45°，可以有效地降低設(shè)備加工時(shí)的切削力，使得工件表面的光潔度得以大幅度提高。當(dāng)工件進(jìn)入到所設(shè)置好的區(qū)域內(nèi)，通過(guò)利用夾緊器，可以對(duì)所需工件進(jìn)行自動(dòng)化夾緊處理，確保工件呈現(xiàn)出高速化旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，此外，在轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)下，工件會(huì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)過(guò)合金刀具，確保工件精密加工水平得以顯著提升。

3.4.2 聯(lián)運(yùn)機(jī)制

在制定聯(lián)運(yùn)機(jī)制期間，首先，要對(duì)多個(gè)加工設(shè)備電源進(jìn)行有效連接，確保各個(gè)設(shè)備電源能夠有效地接通，同時(shí)，還要對(duì)電動(dòng)機(jī)所用到的皮帶進(jìn)行傳動(dòng)處理他，并采用啟動(dòng)傳送裝置的方式，對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速處理，以達(dá)到多工位帶動(dòng)目的。轉(zhuǎn)盤(pán)平均每分鐘以30個(gè)工位的速度，呈現(xiàn)出逆時(shí)針公轉(zhuǎn)狀態(tài)，此外，還要采用調(diào)速電機(jī)的方式，調(diào)整工件的加工速度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件加工速度的科學(xué)化調(diào)整和控制。通過(guò)向多工位回轉(zhuǎn)盤(pán)安裝和固定需要加工的工件，可以確保夾緊器處于松卸狀態(tài)。陶瓷瓶口坯件如圖3所示。

圖3 陶瓷瓶口坯件

4 技術(shù)指標(biāo)

為了更好地驗(yàn)證本文提出陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)方案的有效性和可靠性，相關(guān)人員要從精度參數(shù)、效率對(duì)比、外觀(guān)質(zhì)量三個(gè)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)所生產(chǎn)的陶瓷瓶口進(jìn)行檢驗(yàn)。

4.1 精度參數(shù)

該陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)方案在實(shí)際運(yùn)用中，主要用到了多工位加工機(jī)制，通過(guò)利用該機(jī)制，將坯件放置到輥道窯中，然后，以“1200℃”溫度，對(duì)其進(jìn)行燒成處理，發(fā)現(xiàn)制品的尺寸精度達(dá)到了-0.2mm～0.2mm。

4.2 效率對(duì)比

本文所提出的雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)工藝具有較高的自動(dòng)化控制程度，有效地提高了陶瓷瓶口生產(chǎn)效率，其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)手工操作6倍。

4.3 外觀(guān)質(zhì)量

通過(guò)運(yùn)用本文所提出的陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)工藝控制方案，可以有效地避免陶瓷瓶口出現(xiàn)劃痕、裂紋、粘粒等問(wèn)題，促使瓶口內(nèi)外表面變得更加光滑、平整。

5 結(jié)論

綜上所述，本文所提出的雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)方案取得了良好的應(yīng)用效果，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)模式的改革和創(chuàng)新，還能有效地拓展高端陶瓷瓶口的發(fā)展空間，促使自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，這表明該陶瓷瓶口自動(dòng)化生產(chǎn)方案具有較高的可靠性和可行性，完全符合實(shí)際應(yīng)用需求，相關(guān)人員在進(jìn)行雙向鎖扣防偽陶瓷瓶口生產(chǎn)期間，為了保證陶瓷瓶口生產(chǎn)質(zhì)量，避免陶瓷瓶口內(nèi)外表面出現(xiàn)劃痕、裂紋、粘粒等問(wèn)題，相關(guān)人員要重視對(duì)本文陶瓷瓶口生產(chǎn)方案的運(yùn)用。