基于人工智能的自主磨抛系统
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3.2 磨抛工艺影响因素

模具磨抛后的表面质量会受到磨抛过程中磨抛工艺参数的影响,磨抛工艺参数包括磨抛对象、磨头材质、磨抛压力、磨抛转速、磨抛间距及磨抛工件曲面形状的影响。磨头材质一般包括木材、橡皮、油石、砂纸、砂步丝轮等,这些都广泛应用于各个领域,而且不管选择哪种抛光头介质,随着加工次数的增加,磨头都被消耗,加工效率也会逐次下降。磨抛工艺参数对磨抛工艺都有着十分重要的影响,必须根据不同的磨抛对象、产品的质量光滑度要求合理地选择对应的参数,才能达到最佳抛光效果,提高加工效率,降低加工成本。

1.磨抛磨头压力选择

磨抛磨头压力即磨头作用力,是在模具表面的法向作用力,作用力的大小直接影响着磨抛加工过程的速度和磨抛质量。若作用力较大,则一次性去除模具表面的杂质较多,但会影响表面的粗糙度。当作用力较小时,虽然能保证模具表面粗糙度,但磨抛效率会降低,增加了磨抛加工的时间,间接增加磨抛的成本。因此,磨抛作用力与模具表面的粗糙度是一对内在矛盾,一般只能根据实际磨抛任务中的需求和磨抛对象灵活选择磨抛磨头压力。

2.磨抛轨迹路线的间距

磨抛轨迹路线的间距选择决定着磨抛后模具内腔表面的粗糙度,由于磨抛磨头具有很强的磨抛能力,在不考虑其他影响因素的情况下,随着磨抛轨迹间距不断减少,磨抛磨头的每一次加工运动,模具内腔表面的粗糙度都会随之慢慢降低,而且磨抛轨迹间距越小,磨抛磨头磨抛加工的次数就越多,则相对应的模具内腔表面的粗糙度也下降越快,获得的表面粗糙度越高。当轨迹间距减小到一定程度时,模具内腔的粗糙度逐渐放慢直至不再发生变化。这样做既增加了磨抛加工的时间,又增加了磨抛的成本,因此在保证磨抛效果的情况下,合理地确定磨抛轨迹路线的间距也是至关重要的。

3.磨抛磨头主轴转速

磨抛磨头的主轴转速决定着磨抛加工过程的磨抛效率和磨抛后的模具质量,在磨抛过程中,磨抛磨头的主轴转速越大,表示磨抛速度越快,磨抛效率越高。对于模具表面的磨抛,通过对人工磨抛机的多次实验研究,若转速较小时磨抛效果不明显,在机器人磨抛过程中主轴转速至少取 1 500r/min 以上,但主轴的转速不宜过大,转速过大时磨抛加工过程会产生大量的热量,因来不及发散热量会使模具表面温度上升,从而会影响模具内腔表面的粗糙度,因此要合理选择转速。

4.磨抛磨头相对行走速度

磨抛磨头相对磨抛对象模具的相对行走速度大小也在一定程度上影响着磨抛的效率和加工后模具表面粗糙度。在加工过程中,加快磨抛头行走的相对速度无疑意味着提高磨抛加工的效率,因而要在保证模具表面粗糙度的前提下适当选择磨抛磨头相对行走的速度。

5.磨抛介质影响

现在制造业领域磨抛加工过程常用的磨抛介质主要有磨抛石、石棉、磨抛膏等。一般会根据磨抛加工对象组成结构来合理选择磨抛介质,这样不仅能提高磨抛加工的效率,最终磨抛后模具表面粗糙度也会更小。