第十一章-滚压成形机械.ppt

第八章滚压成形机械,8.1概述8.2固定工作台式滚压成形机8.3其它滚压成形机,8.1概述,成形：将泥料制成一定形状和尺寸的坯体以供烧成用的工艺过程。目前陶瓷工业使用的主要成形方法有：）可塑法：挤坯成形、旋压成形、滚压成形；）注浆法：利用模型具有吸水能力，用泥浆浇注成形的方法；）压制法：将一定含水量的粉状物料装入刚性模型和弹性软模内，通过施加压力压制成坯体的，有干压成形和等静压成形。,8.1概述,旋压成形将塑性泥团置于模型中,利用型刀与旋转着的模型之间的相对运动，在型刀的挤压和刮削作用下将泥料在模型的工作表面延展开来，从而获得一定形状的坯体的成形方法。泥料的含水率一般为2326，具有较好的可塑性，一般用于回转形产品的成形。适用于产品品种多、批量小的生产单位，坯体致密度较差，在干燥过程中易出现变形、开裂等缺陷，劳动强度大，生产率较低。,8.1概述,旋坯机,深件旋坯机,8.1概述,滚压成形利用滚压头和模型各自绕定轴旋转，将投放在模型内的塑性泥料延展压制成坯体，而坯体的外形和尺寸完全取决于滚压成形方法和滚压头与模面所形成的“空腔”。滚压成形的优点：1）坯体致密，强度高，不易变形。2）产品规格一致，生产率高，劳动强度较低。3）不需要很高的操作技术，便于组成生产线。,8.1概述,滚压成形所用机械设备称为滚压成形机。所完成的动作有：送模、投泥、滚压成形（切边）、出模坯。1）根据成形方法不同分：阳模滚压成形：坯体的阳面（使用面）对着模型，成形坯体的质量较高，阳面能随模型刻印花纹而印出装饰花纹，适于扁平形状的盘类制品成形。阴模滚压成形：坯体的阴面（非使用面）对着模型，适于制作深型空心坯体，如深杯、碗、汤盆等。,8.1概述,2）根据成形时滚头是否加热分冷滚压：成形在常温下进行，滚压头不加热，采用聚四氟乙烯冷压取得良好效果。热滚压：滚压头加热并保持在一定的温度（90120）而成形，热滚头与湿泥接触时会产生气膜而防止粘泥，降低滑动阻力，坯体滚压面较光滑，劳动条件差，电耗大。3）根据成形时工作台运动方式的不同分固定工作台式滚压成形机、回转工作台式滚压成形机与往复工作台式滚压成形机等。,8.2固定工作台式滚压成形机,结构简单紧凑，生产率高，操作维修方便，应用广泛，但由于工人的取模、放模、投泥等操作与滚压成形操作在同一工作位置进行，安全性稍差。一、构造和工作原理在机架的正面固装着主轴的轴承座，主轴的底部装有空套在轴上的三角带轮和摩擦离合器，模座固定在主轴的顶部，机架顶面装有支承滚头架的支座，滚头架与支座之间以铰链联接，使之能绕支座摆动。,8.2固定工作台式滚压成形机,滚头轴的左右、前后位置及其倾斜角度均可调节，松开螺钉6，拧动捏手7，可调左右位置；松开螺栓8，转动螺杆5，可调前后位置；松开螺母1，转动螺母2，可调节倾斜角度。在机架上并排有两套相同的主轴和滚头部件，按一定的顺序交替作业。,8.2固定工作台式滚压成形机,主轴和凸轮轴是由同一电机带动旋转的,主轴由电机经三角带传动及摩擦离合器驱动，同时通过蜗杆传动带动凸轮轴旋转。在空套于蜗杆轴13上的三角带轮与蜗杆轴之间装有滚珠活动联轴器12，联轴器由手柄操纵。主轴上摩擦离合器的闭合与分离由凸轮轴上相应的凸轮3控制，滚头架的摆动由凸轮4控制，从而实现自动操作。,8.2固定工作台式滚压成形机,双头滚压成形机,8.2固定工作台式滚压成形机,450双头滚压机工作循环图,8.2固定工作台式滚压成形机,二、主要参数1、主轴转速影响因素有：1）产量。滚压成形必须保证一定的压延次数，故转速过低，滚压时间长，产量低。2）石膏模型的吸水能力较强，当转速低滚压时间长时，模面单面吸水，泥料可塑性降低，影响产品质量，也容易产生脱模而粘头。3）模型的固定可靠性。主轴转速高时，启动和制动惯性力大，模座与模型间会产生相对滑动，使接触面磨损，降低配合精度，以至发生跳动或脱模。,8.2固定工作台式滚压成形机,4）主轴系统不发生振动。5）成形时，泥坯粘附于模型而随模型转动，受到离心力的作用，为使成形顺利进行，坯体不应脱离模面而产生粘头，也不应撕裂飞泥。原则：在保证产品质量、成形顺利的前提下，尽量采用较高的转速。通常产品直径小，主轴转速高；直径大，转速低，阴模成形的转速比阳模成形要高些。,8.2固定工作台式滚压成形机,2、转速比滚头转速n2与主轴转速n1之比称为转速比i=n2/n1。滚头与坯体间的相对滑动速度为,坯体与滚头的线速度,8.2固定工作台式滚压成形机,一般使滚头的线速度低于坯体的线速度，二者速度相差过小，则坯体表面不够光滑，滚头粘泥的可能性增加；二者的速度相差如果过大，则成形过程接近于旋压，坯体易产生应力，致密度也较差，容易变形、开裂。实际采用：阳模滚压i=0.60.9，阴模滚压i=0.30.7。,8.2固定工作台式滚压成形机,3、滚头倾角滚头中心线与主轴中心线之间的夹角称为滚头倾角，的大小将影响滚头的形状尺寸、排泥间隙大小及泥料所受作用力等。在滚压成形时，泥料向周边运动称为排泥。当越小，排泥间隙（R-r）越小，滚压机负荷加重，但成形压力大，坯体较致密。滚头倾角减小，压力增大，模型与泥料粘附力增大，泥料不易脱离模型，粘泥可能性小。滚头倾角应根据泥料性质、产品形状和尺寸确定，通常为1530。,8.2固定工作台式滚压成形机,4、生产能力与功率考虑设备的保养、调整及故障排除等非工作时间，实际生产能力为为停顿系数，一般取=0.750.85；工作循环时间t与产品的种类和泥料的性质有关，一般t=(612)s。滚压成形机需要的功率只能采用类比法确定。由实际生产可知，单头滚压机的主轴电机功率一般为（0.61.1）KW，滚头电机功率一般为（0.20.5）KW。产品尺寸大，泥料水分少，主轴转速高，主轴功率较大，反之较小。,8.2固定工作台式滚压成形机,5、模型在模座中的固定要求定位准确，装夹牢靠。成形时，模型借助于与模座间的摩擦力由主轴带动。方法有：1）模型与模座使用锥面配合，在模座的配合面上有橡胶圈，定位较准确，摩擦力较大，配合面锥角为815；2）真空吸模固定。在模座中抽成真空，利用大气压力把模型压在模座上，应装有将模型顶离模座结构，模型转速可较高，防止滚头粘泥有一定作用。,模座,8.2固定工作台式滚压成形机,三、滚头的运动规律1）滚头作圆弧运动。简单、应用广泛，由于坯体中心至周边离支点的距离不等，滚头中心比边缘的行程大，中心部分排泥阻力比边缘部分小，使边缘的致密性比中心部分大，不适于底面宽大的大盘等制品，滚头摆动一般用凸轮机构实现。,8.2固定工作台式滚压成形机,2）滚头作圆弧运动到下止点后再作侧向摆动。滚头需要两个支点，结构复杂，但坯体承压均匀，致密性也较均匀，多用于成形尺寸较大的盘类制品。3）滚头作垂直运动和水平运动的复合运动。两种组合方式：一种是滚头兼作垂直和水平运动，一种是滚头只作垂直升降，水平运动由主轴完成。适用于深度大、口径小的产品阴模成形，如用滚头上下摆动，滚头和坯体会产生运动干涉，成形无法进行。滚头的升降运动分为在上止点停留、快速下降、慢速下降、在下止点停留、慢速上升、快速上升等几个动作。,8.2固定工作台式滚压成形机,四、滚压头的设计（一）滚头材料的选择滚头材料性能要求：1）切削加工性好；2）耐磨性好，以保证使用寿命；3）用作热滚头的材料，要有较大的导热系数和热容，对于不加热的滚头，要求材料的粘附性小，以防滚头粘泥；4）材料来源广，价格便宜。常用的滚头材料有灰铸铁、碳素钢、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和铸铝等。灰铸铁的切削加工性好，粘附性小，但耐磨性不高；塑料的粘附性最小，是冷滚的好材料，缺点是硬度低，耐磨性差，滚头表面易划伤，价格较高；铝的导热系数大，但耐磨性不好，经表面热处理后耐磨性可以提高，国外用其作为热滚头材料。,8.2固定工作台式滚压成形机,（二）滚头工作轮廓的设计滚压成形时，滚头的工作表面可以看作是坯体成形表面的轴向截面曲线绕滚头轴线回转所得的曲面。由于滚头中心为尖点，磨损后不能修复，且坯体中心部位容易产生缺陷，实际使用的滚头轮廓轴线应平移距离约0.5mm3左右。对于阴模滚压滚头，为使余泥顺利排出，应沿滚头根部轮廓线的切线，将滚头长度增加10左右；对于阳模滚压滚头，其外径应比其回转面的最大直径适当大一些，以保护回转面。,8.2固定工作台式滚压成形机,（三）滚头结构设计提高滚头的表面精度，有利于获得光滑的坯体表面，一般滚头Ra值在1.255m之间较为合适。滚头与滚头轴的联接方式有：1）螺纹联接：滚头以其本身的内螺纹直接旋在滚头轴端部，适用于尺寸不大的金属滚头。2）法兰联接：滚头轴端部装有一个法兰盘，滚头用螺钉或夹紧圈固定在法兰盘上来实现联接，可用于尺寸较大的滚头。滚头与滚头轴要求一定的同轴度，滚头孔与滚头轴颈的配合为H7/k6或H7/js6。,8.2固定工作台式滚压成形机,滚头与滚头轴的联接,8.2固定工作台式滚压成形机,五、滚压成型使用及常见缺陷开始成形操作，将泥料对准模型中心投入，注意泥料与模型底部之间的气体是否排尽。对第一个坯体进行检查，主要检查坯体各部位的厚度是否均匀，坯体质量是否合格，表面是否光滑。如发现问题应及时进行调整，直到坯体质量合格为止。滚头粘泥防止方法有：1、减小泥料与滚头间粘附力降低滚头转速；减小泥料含水量；采用粘附性低的材料制造滚头（氟塑料）；滚头加热或涂油；保持滚头表面有适当的粗燥度。2、增大泥料与模型间的粘附力减小滚头倾角；成形时从模座中抽吸真空，通过真空模型将泥料吸住；阴模成形时，泥料与模型的粘附力较大。,8.3其它滚压成形机,一、回转工作台式滚压成形机1、构造和工作原理通常只有一个滚头，用46个工位的回转工作台来移送模型。,8.3其它滚压成形机,当带有泥料的模型由回转工作台送到成形工位时，在圆柱凸轮的作用下，主轴上升，把工作台中模型顶起，同时锥形摩擦离合器闭合，主轴旋转，在主轴上升的过程中，泥料在滚头的压延下逐渐形成坯体，然后主轴下降，离合器分离，主轴停止旋转，带有坯体的模型落回到工作台的模型支座中，工作台转位，开始另一次成形操作。,8.3其它滚压成形机,2、性能特点1）工作台是转盘式的，只作间歇回转运动，使送模、投泥、滚压操作、出模坯等工序动作分开在不同的地方，操作安全。2）滚头作定轴转动。3）采用端面圆柱凸轮直动从动杆机构带动主轴垂直升降，实现模坯相对于滚头的靠离动作。由于不在成形工位取放模型，操作时间较宽裕，操作安全可靠，技术经济指标较差。,8.3其它滚压成形机,二、往复工作台式滚压成形机1、构造和工作原理往复工作台式滚压成形机采用单头、阴模热滚成形，主要用于生产盘类制品。滚压机的放、取模型及成形操作在不同工位进行，当带有泥料的模型被送到成形工位时，在圆柱凸轮的作用下，主轴上升，把工作台中的模型顶起，同时锥形摩擦离合器闭合，滚头在圆柱凸轮的作用下，向下摆动，泥料在滚头的压延下形成坯体