第十一章-滾壓成形機(jī)械

第八章滾壓成形機(jī)械8.1概述8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)8.3其它滾壓成形機(jī)8.1概述成形：將泥料制成一定形狀和尺寸的坯體以供燒成用的工藝過(guò)程。目前陶瓷工業(yè)使用的主要成形方法有：１）可塑法：擠坯成形、旋壓成形、滾壓成形；２）注漿法：利用模型具有吸水能力，用泥漿澆注成形的方法；３）壓制法：將一定含水量的粉狀物料裝入剛性模型和彈性軟模內(nèi)，通過(guò)施加壓力壓制成坯體的，有干壓成形和等靜壓成形。

8.1概述旋壓成形將塑性泥團(tuán)置于模型中,利用型刀與旋轉(zhuǎn)著的模型之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在型刀的擠壓和刮削作用下將泥料在模型的工作表面延展開(kāi)來(lái)，從而獲得一定形狀的坯體的成形方法。泥料的含水率一般為23％～26％，具有較好的可塑性，一般用于回轉(zhuǎn)形產(chǎn)品的成形。適用于產(chǎn)品品種多、批量小的生產(chǎn)單位，坯體致密度較差，在干燥過(guò)程中易出現(xiàn)變形、開(kāi)裂等缺陷，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率較低。

8.1概述旋坯機(jī)深件旋坯機(jī)8.1概述滾壓成形利用滾壓頭和模型各自繞定軸旋轉(zhuǎn)，將投放在模型內(nèi)的塑性泥料延展壓制成坯體，而坯體的外形和尺寸完全取決于滾壓成形方法和滾壓頭與模面所形成的“空腔”。滾壓成形的優(yōu)點(diǎn)：

1）坯體致密，強(qiáng)度高，不易變形。

2）產(chǎn)品規(guī)格一致，生產(chǎn)率高，勞動(dòng)強(qiáng)度較低。

3）不需要很高的操作技術(shù)，便于組成生產(chǎn)線。8.1概述滾壓成形所用機(jī)械設(shè)備稱(chēng)為滾壓成形機(jī)。所完成的動(dòng)作有：送模、投泥、滾壓成形（切邊）、出模坯。1）根據(jù)成形方法不同分：陽(yáng)模滾壓成形：坯體的陽(yáng)面（使用面）對(duì)著模型，成形坯體的質(zhì)量較高，陽(yáng)面能隨模型刻印花紋而印出裝飾花紋，適于扁平形狀的盤(pán)類(lèi)制品成形。陰模滾壓成形：坯體的陰面（非使用面）對(duì)著模型，適于制作深型空心坯體，如深杯、碗、湯盆等。8.1概述2）根據(jù)成形時(shí)滾頭是否加熱分冷滾壓：成形在常溫下進(jìn)行，滾壓頭不加熱，采用聚四氟乙烯冷壓取得良好效果。熱滾壓：滾壓頭加熱并保持在一定的溫度（90～120℃）而成形，熱滾頭與濕泥接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣膜而防止粘泥，降低滑動(dòng)阻力，坯體滾壓面較光滑，勞動(dòng)條件差，電耗大。3）根據(jù)成形時(shí)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方式的不同分固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)與往復(fù)工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)等。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，生產(chǎn)率高，操作維修方便，應(yīng)用廣泛，但由于工人的取模、放模、投泥等操作與滾壓成形操作在同一工作位置進(jìn)行，安全性稍差。一、構(gòu)造和工作原理在機(jī)架的正面固裝著主軸的軸承座，主軸的底部裝有空套在軸上的三角帶輪和摩擦離合器，模座固定在主軸的頂部，機(jī)架頂面裝有支承滾頭架的支座，滾頭架與支座之間以鉸鏈聯(lián)接，使之能繞支座擺動(dòng)。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)滾頭軸的左右、前后位置及其傾斜角度均可調(diào)節(jié)，松開(kāi)螺釘6，擰動(dòng)捏手7，可調(diào)左右位置；松開(kāi)螺栓8，轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿5，可調(diào)前后位置；松開(kāi)螺母1，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母2，可調(diào)節(jié)傾斜角度。在機(jī)架上并排有兩套相同的主軸和滾頭部件，按一定的順序交替作業(yè)。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)主軸和凸輪軸是由同一電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的,主軸由電機(jī)經(jīng)三角帶傳動(dòng)及摩擦離合器驅(qū)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)蝸桿傳動(dòng)帶動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)。在空套于蝸桿軸13上的三角帶輪與蝸桿軸之間裝有滾珠活動(dòng)聯(lián)軸器12，聯(lián)軸器由手柄操縱。主軸上摩擦離合器的閉合與分離由凸輪軸上相應(yīng)的凸輪3控制，滾頭架的擺動(dòng)由凸輪4控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)雙頭滾壓成形機(jī)8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)450雙頭滾壓機(jī)工作循環(huán)圖8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)二、主要參數(shù)1、主軸轉(zhuǎn)速影響因素有：

1）產(chǎn)量。滾壓成形必須保證一定的壓延次數(shù)，故轉(zhuǎn)速過(guò)低，滾壓時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)量低。

2）石膏模型的吸水能力較強(qiáng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速低滾壓時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，模面單面吸水，泥料可塑性降低，影響產(chǎn)品質(zhì)量，也容易產(chǎn)生脫模而粘頭。

3）模型的固定可靠性。主軸轉(zhuǎn)速高時(shí)，啟動(dòng)和制動(dòng)慣性力大，模座與模型間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，使接觸面磨損，降低配合精度，以至發(fā)生跳動(dòng)或脫模。8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)4）主軸系統(tǒng)不發(fā)生振動(dòng)。

5）成形時(shí)，泥坯粘附于模型而隨模型轉(zhuǎn)動(dòng)，受到離心力的作用，為使成形順利進(jìn)行，坯體不應(yīng)脫離模面而產(chǎn)生粘頭，也不應(yīng)撕裂飛泥。原則：在保證產(chǎn)品質(zhì)量、成形順利的前提下，盡量采用較高的轉(zhuǎn)速。通常產(chǎn)品直徑小，主軸轉(zhuǎn)速高；直徑大，轉(zhuǎn)速低，陰模成形的轉(zhuǎn)速比陽(yáng)模成形要高些。8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)2、轉(zhuǎn)速比滾頭轉(zhuǎn)速n2與主軸轉(zhuǎn)速n1之比稱(chēng)為轉(zhuǎn)速比i=n2/n1。滾頭與坯體間的相對(duì)滑動(dòng)速度為

坯體與滾頭的線速度8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)一般使?jié)L頭的線速度低于坯體的線速度，二者速度相差過(guò)小，則坯體表面不夠光滑，滾頭粘泥的可能性增加；二者的速度相差如果過(guò)大，則成形過(guò)程接近于旋壓，坯體易產(chǎn)生應(yīng)力，致密度也較差，容易變形、開(kāi)裂。實(shí)際采用：陽(yáng)模滾壓i=0.6～0.9，陰模滾壓i=0.3～0.7。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)3、滾頭傾角滾頭中心線與主軸中心線之間的夾角φ稱(chēng)為滾頭傾角，φ的大小將影響滾頭的形狀尺寸、排泥間隙大小及泥料所受作用力等。在滾壓成形時(shí)，泥料向周邊運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為排泥。當(dāng)φ越小，排泥間隙（R-r）越小，滾壓機(jī)負(fù)荷加重，但成形壓力大，坯體較致密。滾頭傾角減小，壓力增大，模型與泥料粘附力增大，泥料不易脫離模型，粘泥可能性小。滾頭傾角應(yīng)根據(jù)泥料性質(zhì)、產(chǎn)品形狀和尺寸確定，通常為15～30°。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)4、生產(chǎn)能力與功率考慮設(shè)備的保養(yǎng)、調(diào)整及故障排除等非工作時(shí)間，實(shí)際生產(chǎn)能力為

ε為停頓系數(shù)，一般取ε=0.75～0.85；工作循環(huán)時(shí)間t與產(chǎn)品的種類(lèi)和泥料的性質(zhì)有關(guān)，一般t=(6～12)s。滾壓成形機(jī)需要的功率只能采用類(lèi)比法確定。由實(shí)際生產(chǎn)可知，單頭滾壓機(jī)的主軸電機(jī)功率一般為（0.6～1.1）KW，滾頭電機(jī)功率一般為（0.2～0.5）KW。產(chǎn)品尺寸大，泥料水分少，主軸轉(zhuǎn)速高，主軸功率較大，反之較小。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)5、模型在模座中的固定要求定位準(zhǔn)確，裝夾牢靠。成形時(shí)，模型借助于與模座間的摩擦力由主軸帶動(dòng)。方法有：1）模型與模座使用錐面配合，在模座的配合面上有橡膠圈，定位較準(zhǔn)確，摩擦力較大，配合面錐角為8～15°；2）真空吸模固定。在模座中抽成真空，利用大氣壓力把模型壓在模座上，應(yīng)裝有將模型頂離模座結(jié)構(gòu)，模型轉(zhuǎn)速可較高，防止?jié)L頭粘泥有一定作用。

模座8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)三、滾頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1）滾頭作圓弧運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛，由于坯體中心至周邊離支點(diǎn)的距離不等，滾頭中心比邊緣的行程大，中心部分排泥阻力比邊緣部分小，使邊緣的致密性比中心部分大，不適于底面寬大的大盤(pán)等制品，滾頭擺動(dòng)一般用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)2）滾頭作圓弧運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)后再作側(cè)向擺動(dòng)。滾頭需要兩個(gè)支點(diǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但坯體承壓均勻，致密性也較均勻，多用于成形尺寸較大的盤(pán)類(lèi)制品。3）滾頭作垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。兩種組合方式：一種是滾頭兼作垂直和水平運(yùn)動(dòng)，一種是滾頭只作垂直升降，水平運(yùn)動(dòng)由主軸完成。適用于深度大、口徑小的產(chǎn)品陰模成形，如用滾頭上下擺動(dòng)，滾頭和坯體會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，成形無(wú)法進(jìn)行。滾頭的升降運(yùn)動(dòng)分為在上止點(diǎn)停留、快速下降、慢速下降、在下止點(diǎn)停留、慢速上升、快速上升等幾個(gè)動(dòng)作。8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)四、滾壓頭的設(shè)計(jì)（一）滾頭材料的選擇滾頭材料性能要求：1）切削加工性好；2）耐磨性好，以保證使用壽命；3）用作熱滾頭的材料，要有較大的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容，對(duì)于不加熱的滾頭，要求材料的粘附性小，以防滾頭粘泥；4）材料來(lái)源廣，價(jià)格便宜。

常用的滾頭材料有灰鑄鐵、碳素鋼、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和鑄鋁等?；诣T鐵的切削加工性好，粘附性小，但耐磨性不高；塑料的粘附性最小，是冷滾的好材料，缺點(diǎn)是硬度低，耐磨性差，滾頭表面易劃傷，價(jià)格較高；鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大，但耐磨性不好，經(jīng)表面熱處理后耐磨性可以提高，國(guó)外用其作為熱滾頭材料。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)（二）滾頭工作輪廓的設(shè)計(jì)滾壓成形時(shí)，滾頭的工作表面可以看作是坯體成形表面的軸向截面曲線繞滾頭軸線回轉(zhuǎn)所得的曲面。由于滾頭中心為尖點(diǎn)，磨損后不能修復(fù)，且坯體中心部位容易產(chǎn)生缺陷，實(shí)際使用的滾頭輪廓軸線應(yīng)平移距離約0.5mm～3㎜左右。對(duì)于陰模滾壓滾頭，為使余泥順利排出，應(yīng)沿滾頭根部輪廓線的切線，將滾頭長(zhǎng)度增加10㎜左右；對(duì)于陽(yáng)模滾壓滾頭，其外徑應(yīng)比其回轉(zhuǎn)面的最大直徑適當(dāng)大一些，以保護(hù)回轉(zhuǎn)面。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)（三）滾頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高滾頭的表面精度，有利于獲得光滑的坯體表面，一般滾頭Ra值在1.25～5μm之間較為合適。滾頭與滾頭軸的聯(lián)接方式有：1）螺紋聯(lián)接：滾頭以其本身的內(nèi)螺紋直接旋在滾頭軸端部，適用于尺寸不大的金屬滾頭。2）法蘭聯(lián)接：滾頭軸端部裝有一個(gè)法蘭盤(pán)，滾頭用螺釘或夾緊圈固定在法蘭盤(pán)上來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接，可用于尺寸較大的滾頭。滾頭與滾頭軸要求一定的同軸度，滾頭孔與滾頭軸頸的配合為H7/k6或H7/js6。

8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)滾頭與滾頭軸的聯(lián)接8.2固定工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)五、滾壓成型使用及常見(jiàn)缺陷開(kāi)始成形操作，將泥料對(duì)準(zhǔn)模型中心投入，注意泥料與模型底部之間的氣體是否排盡。對(duì)第一個(gè)坯體進(jìn)行檢查，主要檢查坯體各部位的厚度是否均勻，坯體質(zhì)量是否合格，表面是否光滑。如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，直到坯體質(zhì)量合格為止。滾頭粘泥防止方法有：1、減小泥料與滾頭間粘附力降低滾頭轉(zhuǎn)速；減小泥料含水量；采用粘附性低的材料制造滾頭（氟塑料）；滾頭加熱或涂油；保持滾頭表面有適當(dāng)?shù)拇衷锒取?、增大泥料與模型間的粘附力減小滾頭傾角；成形時(shí)從模座中抽吸真空，通過(guò)真空模型將泥料吸住；陰模成形時(shí)，泥料與模型的粘附力較大。

8.3其它滾壓成形機(jī)一、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)1、構(gòu)造和工作原理通常只有一個(gè)滾頭，用4～6個(gè)工位的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)移送模型。8.3其它滾壓成形機(jī)當(dāng)帶有泥料的模型由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)送到成形工位時(shí)，在圓柱凸輪的作用下，主軸上升，把工作臺(tái)中模型頂起，同時(shí)錐形摩擦離合器閉合，主軸旋轉(zhuǎn)，在主軸上升的過(guò)程中，泥料在滾頭的壓延下逐漸形成坯體，然后主軸下降，離合器分離，主軸停止旋轉(zhuǎn)，帶有坯體的模型落回到工作臺(tái)的模型支座中，工作臺(tái)轉(zhuǎn)位，開(kāi)始另一次成形操作。8.3其它滾壓成形機(jī)2、性能特點(diǎn)

1）工作臺(tái)是轉(zhuǎn)盤(pán)式的，只作間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使送模、投泥、滾壓操作、出模坯等工序動(dòng)作分開(kāi)在不同的地方，操作安全。

2）滾頭作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

3）采用端面圓柱凸輪直動(dòng)從動(dòng)桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主軸垂直升降，實(shí)現(xiàn)模坯相對(duì)于滾頭的靠離動(dòng)作。由于不在成形工位取放模型，操作時(shí)間較寬裕，操作安全可靠，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較差。8.3其它滾壓成形機(jī)二、往復(fù)工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)1、構(gòu)造和工作原理往復(fù)工作臺(tái)式滾壓成形機(jī)采用單頭、陰模熱滾成形，主要用于生產(chǎn)盤(pán)類(lèi)制品。滾壓機(jī)的放、取模型及成形操作在不同工位進(jìn)行，當(dāng)帶有泥料的模型被送到成形工位時(shí)，在圓柱凸輪的作用下，主軸上升，把工作臺(tái)中的模型頂起，同時(shí)錐形摩擦離合器閉合，滾頭在圓柱凸輪的作用下，向下擺動(dòng)，泥料在滾頭的壓延下形成坯體。接著滾頭向上擺動(dòng)，主軸下降，離合器分開(kāi)，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。工作臺(tái)在液壓油缸的推動(dòng)下移動(dòng)一個(gè)預(yù)定的行程，開(kāi)始下一次成形操作。2、性能特點(diǎn)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作比較安全。

8.3其它滾壓成形機(jī)三、深杯滾壓成形機(jī)在滾壓成形過(guò)程中，滾頭與模型之間既有垂直的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又有水平的相對(duì)位移，以順利實(shí)現(xiàn)進(jìn)給與抬離。主軸的升降運(yùn)動(dòng)由液壓驅(qū)動(dòng)，當(dāng)液壓油進(jìn)入油缸7右側(cè)時(shí)，活塞桿通過(guò)齒條-齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)凸輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸座升起。8.3其它滾壓成形機(jī)深杯滾壓成形機(jī)附錄資料：不需要的可以刪除33《機(jī)械制造工藝與裝備》模塊六

機(jī)床夾具課題一對(duì)機(jī)床夾具的認(rèn)識(shí)34課題一對(duì)機(jī)床夾具的認(rèn)識(shí)知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)正確認(rèn)識(shí)機(jī)床夾具機(jī)床夾具的功能和作用機(jī)床夾具的分類(lèi)機(jī)床夾具的組成35一.課題分析機(jī)械制造總的原則是高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本，而機(jī)床夾具是確保質(zhì)量和效率的重要因素。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)總數(shù)的85％左右，在生產(chǎn)中大量應(yīng)用機(jī)床夾具是生產(chǎn)的必然。而現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q

代，所以正確認(rèn)識(shí)機(jī)床夾具對(duì)現(xiàn)代制造業(yè)的作用和現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向是十分重要的。36二.相關(guān)知識(shí)

在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證工件的加工精度，使之相對(duì)于機(jī)床、刀具占有確定的位置，并能迅速、可靠地夾緊工件，以接受加工或檢測(cè)的工藝裝備稱(chēng)為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱(chēng)夾具。（1）基本概念1、機(jī)床夾具的功能和作用37機(jī)床夾具的主要功能：是使工件定位和夾緊。定位——使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達(dá)到工序所規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求。夾緊——工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過(guò)程中保持正確位置不變。安裝——工件從定位到夾緊的整個(gè)過(guò)程。38找正安裝法：按工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT(mén)劃出的線痕作為找正依據(jù)，用劃針或指示表，逐個(gè)地找正工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置，然后將工件夾緊。（2）工件的安裝方法39專(zhuān)用夾具安裝法：靠專(zhuān)用夾具保證工件相對(duì)于刀具及機(jī)床所需的位置，并使其夾緊。401、保證加工精度，并使之穩(wěn)定2、縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低成本3、擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍4、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低技術(shù)要求5、便于變更工位、引導(dǎo)刀具或進(jìn)行仿形加工。（3）機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用411）銑鍵槽夾具（4）夾具應(yīng)用實(shí)例422）鉆孔工件孔位示意圖43鉆床夾具44用夾具裝夾工件的特點(diǎn)

1、工件在夾具中的正確定位，是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的；

2、夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置，工件通過(guò)夾具對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置；

3、通過(guò)夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。45

1）通用夾具：指結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，且具有一定通用性的機(jī)床附件；

2）專(zhuān)用夾具：針對(duì)某一種工件的某一工序的加工要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造的夾具。

3）成組專(zhuān)用（可調(diào)）夾具：采用成組加工工藝，將工件按形狀、尺寸和工藝的共性分組，再為每組工件設(shè)計(jì)組內(nèi)通用的專(zhuān)用夾具

4）組合夾具：是一種模塊化的夾具，由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝成的專(zhuān)用夾具

5）隨行夾具：自動(dòng)線夾具，既擔(dān)負(fù)裝夾任務(wù)，又擔(dān)負(fù)沿自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)。（1）按夾具的通用特性分類(lèi)2、機(jī)床夾具的分類(lèi)46

按夾具夾緊動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類(lèi)。

1）手