陶瓷加工坯體修邊裝置的研發設計

陳鋒

摘 要：陶瓷制品在現代工業中廣泛應用，其制造過程中常常面臨著諸多挑戰，其中之一便是在批量生產中產生的表面瑕疵問題。傳統的陶瓷坯體制品制造過程中，泥料注入陶瓷坯體成型模具后，由于成型模具的復雜性以及其他因素，所生產的坯體往往存在表面不光滑、凸起等瑕疵。為了滿足產品的質量要求，通常需要對這些坯體進行修邊和打磨處理。本文研究了一種新型陶瓷加工用胚體修邊裝置，該裝置旨在解決傳統陶瓷坯體制品在批量生產中出現的表面瑕疵問題，通過提高機械化程度設計出一種高效而精準的坯體修邊裝置，以取代傳統手工打磨的方法，從而提高陶瓷加工的效率和產品質量。同時，為陶瓷批量生產提供了一種創新的解決方案，這一研究對于陶瓷制品行業具有重要的推廣和應用前景，有望成為未來陶瓷加工領域的新興技術。

關鍵詞：陶瓷加工；坯體修邊裝置；研發設計

1前言

傳統的手工打磨方式存在著明顯的機械化程度低、對操作人員技能要求高、易產生誤差等問題，為了克服這些問題，通過對陶瓷加工過程中的坯體修邊裝置進行了深入研究和設計。機械化自動化成為提高生產水平的必然趨勢，坯體修邊裝置設計旨在貼合這一趨勢，通過引入電動伸縮桿、螺旋桿、滑塊等關鍵組成部分，實現對坯體修邊過程的自動控制，這一創新的設計理念將為陶瓷制品行業帶來新的機遇，提升了陶瓷加工的技術水平。

2傳統陶瓷加工

2.1陶瓷坯體制品在批量生產中出現的表面瑕疵問題

傳統陶瓷坯體制品在批量生產中常常面臨著表面瑕疵問題，這些問題主要源于制造過程中的多種因素。制作陶瓷坯體通常需要使用成型模具，如果模具設計不當或者存在缺陷，會導致陶瓷坯體成型不規則，表面就會出現凹凸不平的瑕疵。陶瓷坯體的制作過程中使用的泥料質量不均勻或者含有雜質，容易在坯體表面形成顆粒導致表面不光滑。在陶瓷坯體的成型過程中，如果受到過大的振動或沖擊，容易導致坯體表面的不均勻沉積形成表面瑕疵。如果陶瓷坯體在干燥和燒結過程中的溫度控制不當，會一定程度上導致坯體收縮不均勻，表面會產生開裂或者變形。在傳統陶瓷制造中，手工操作對成品質量有很大的影響，操作人員的技術水平不一致會導致坯體表面的不規則處理，出現瑕疵。

2.2陶瓷加工的傳統方法和現狀

傳統陶瓷加工通常涉及多個工藝步驟，其中包括成型、燒結、釉面處理等。陶瓷的成型通常采用手工制作或使用成型模具，手工制作是一種傳統的方法，依賴工匠的技藝但容易受到操作人員技能水平的限制，成型模具的使用可以實現大規模的批量生產，但模具設計和制作需要一定的時間和成本。成型后的陶瓷坯體需要進行燒結，通過高溫處理使其硬化，傳統方法中，這一步驟通常需要嚴格的溫度和時間控制，以確保陶瓷坯體在燒結過程中獲得所需的物理性質。完成燒結后，陶瓷制品需要進行釉面處理以提高表面的光澤度和耐磨性，傳統的方法包括手工涂刷釉料，這需要熟練的技術，并且效率相對較低。傳統陶瓷加工中，最后一道工藝通常涉及手工修邊和打磨，工匠通過手工工具進行修邊，以確保陶瓷制品的邊緣光滑表面無瑕疵，這一步驟的效率受到操作者技能的制約，且容易引入人為誤差。傳統陶瓷加工方法在一定程度上實現了陶瓷制品的生產，但存在著一些問題，如生產效率低、產品一致性差、成本較高等。

2.3傳統陶瓷加工的局限性

機械化程度低是傳統陶瓷加工中存在的一個顯著問題，尤其在手持打磨這一環節。手持打磨是一項相對繁瑣和耗時的任務，操作人員需要逐個對陶瓷制品進行打磨，這不僅耗費大量人工勞動力，而且生產效率較低，無法滿足現代工業對高效生產的需求。手持打磨容易受到人為因素的影響，如操作者技能水平、疲勞度等，由于是手工操作難以保持一致的打磨力度和速度，會導致陶瓷制品的修邊效果不一致，甚至出現誤差。手持打磨要求操作員具有高水平的技能和經驗，對于新手或技能水平較低的操作員而言，可能難以保證打磨的質量，容易引入人為因素的變異。手持打磨無法實現自動化控制，難以應對大規模生產的需求，在現代制造業追求自動化和數字化的趨勢下，傳統的手工打磨方式顯得相對滯后。手持打磨存在一定的安全隱患，尤其是對于長時間操作的工人，使用機械化設備可以減少人為因素對工人的影響，提高工作安全性。在批量生產場景下，手持打磨的方式無法滿足大規模生產的需求，其限制了生產的規模和速度，增加了生產成本。

3坯體修邊裝置的結構及關鍵組成部分

新型陶瓷加工用坯體修邊裝置的設計包含了多個關鍵組成部分，這些部分協同工作以實現對陶瓷坯體的高效修邊（整體結構示意圖如下圖1所示）。底座提供了整個裝置的穩定支撐，是其他組件的基礎，承軸承載放置臺，使得放置臺可以旋轉，通過承軸的旋轉裝置可以實現對陶瓷坯體的整體旋轉運動。支架安裝在放置臺兩側，提供額外的支撐和穩定性，確保陶瓷坯體在修邊過程中的穩定性，第一電動伸縮桿通過伸縮運動，驅動修邊刀具進行左右運動，實現對陶瓷坯體邊緣的修邊。固定夾安裝在第一電動伸縮桿的一側，用于將陶瓷坯體牢固固定在放置臺上，確保修邊過程中的穩定性，立柱安裝在底座上，具有凹槽提供支持和引導運動的功能。凹槽位于立柱內部，用于引導和支持轉軸的運動，確保轉軸在垂直方向上的穩定運動，轉軸固定在凹槽底部，通過其他組件傳遞運動，帶動放置臺和陶瓷坯體的旋轉，螺旋桿通過電機的旋轉，驅動滑塊上下運動，通過滑塊的運動傳遞動力。滑在螺旋桿上做上下運動，通過與第二電動伸縮桿的連接，實現對修邊刀具的上下運動，第二電動伸縮桿通過伸縮運動，驅動修邊刀具進行上下運動，實現對陶瓷坯體的修邊。修邊刀具安裝在第二電動伸縮桿的一側，用于對陶瓷坯體進行修邊操作，確保修邊的精準度和效率。

4坯體修邊裝置的設計理念和創新點

4.1機械化程度提高的設計理念

引入電動伸縮桿、螺旋桿和滑塊等自動化組件，使坯體修邊過程實現了自動控制，減少了對人工操作的需求，提高了整個修邊過程的機械化程度。通過自動的上下和左右運動，系統能夠更穩定、準確地進行修邊，降低了人為因素的干擾，從而提高了效率和一致性。采用承軸、轉軸、螺旋桿等多軸協同運動的設計，實現了陶瓷坯體的多維度旋轉和修邊，這種多軸協同的設計提高了裝置的靈活性，使得修邊刀具可以更全面地覆蓋陶瓷坯體的表面，增強了修邊的全面性和精細度。通過承軸和轉軸的設計，實現了坯體在修邊過程中的全自動旋轉，這有助于確保修邊刀具均勻地作用于整個陶瓷坯體表面，提高了修邊的均勻性和一致性，全自動的坯體轉動也使得修邊過程更為高效，適應了大規模生產的需求。這些設計理念使得坯體修邊裝置不僅實現了自動化運動控制，還通過多軸協同運動和全自動化坯體轉動，提高了修邊的全面性、精細度和生產效率，其是朝著提高機械化程度的目標邁出的重要一步。

4.2打磨精準度和效率提高的創新點

引入第一電動伸縮桿和第二電動伸縮桿，通過伸縮運動分別驅動修邊刀具的左右和上下運動，這一自動化修邊刀具的設計實現了對陶瓷坯體修邊的高精準度控制，自動控制降低了人為因素的干擾，避免了手工操作可能引入的誤差，從而提高了修邊的精準度。通過螺旋桿的旋轉，驅動滑塊上下運動，滑塊與第二電動伸縮桿相連接，實現對修邊刀具的上下運動控制，這種協同運動的設計使得修邊刀具在垂直方向上的運動更加靈活，能夠更精細地調整修邊的深度，提高了修邊的精準度。引入內部的泥塊收集系統，通過通孔和收集箱的結構，方便收集修邊過程中掉下來的泥塊，這一創新點不僅提高了工作環境的整潔度，還減少了后續清理工作的時間，通過泥塊的自動收集提高了整體工作效率。設計注重機械化程度的提高，使得裝置更適應批量生產，適應了大規模生產的需求，這樣的創新點使得裝置更為經濟高效，適用于工業化生產環境。

5坯體修邊裝置的有益效果

5.1坯體修邊過程中的運作流程

一是，自動化流程。裝置啟動后，電動伸縮桿開始運動驅動修邊刀具的左右運動，同時，螺旋桿開始旋轉，通過滑塊的上下運動帶動修邊刀具的上下運動，第一電動伸縮桿和第二電動伸縮桿的協同工作使得修邊刀具實現復雜的自動化運動，覆蓋整個陶瓷坯體表面。修邊刀具的自動化運動控制降低了對操作人員的技能要求，使修邊過程更為穩定、精準，減少了人為因素對修邊精準度的影響。二是，全自動坯體轉動。承軸和轉軸的設計使得整個坯體在修邊過程中實現全自動旋轉，坯體的全自動轉動確保了修邊刀具能夠均勻地作用于整個陶瓷坯體表面，提高了修邊的均勻性和一致性，這種全自動的坯體轉動流程使修邊刀具能夠在不同方向上全面覆蓋，確保修邊的全面性和高效性。三是，自動泥塊收集。在修邊過程中，掉落的泥塊通過通孔進入泥塊收集系統，通孔的位置設計使得泥塊能夠被順利收集并通過收集箱進行存儲，當收集箱內泥塊滿時，操作人員可以方便地抽出收集箱，倒出泥塊然后將收集箱推回原位，提高了工作環境的整潔度，減輕了清理的負擔，從而提高了整體工作效率。

5.2機械運動帶動的修邊效果

通過電動伸縮桿的伸縮運動，修邊刀具實現左右運動，通過螺旋桿的旋轉和滑塊的上下運動，修邊刀具實現上下運動，這一機械運動帶動的設計實現了修邊刀具的高精準度控制，電動伸縮桿和螺旋桿的協同工作，使修邊刀具在水平和垂直方向上的運動更為精細、準確。

機械運動的精準性有助于確保修邊刀具對陶瓷坯體進行精確修邊，減少了手工操作引入的誤差，提高了修邊的一致性和精準度。多軸協同運動的設計，包括承軸、轉軸、螺旋桿等，使修邊刀具能夠更全面地覆蓋陶瓷坯體的表面，承軸和轉軸的旋轉帶動坯體全自動轉動，同時螺旋桿的旋轉帶動滑塊上下運動，確保修邊刀具能夠覆蓋坯體表面的各個部位，這種機械運動帶動確保了修邊的全面性，使得整個陶瓷坯體表面都能夠受到均勻的修整，提高了修邊的效果和質量。

5.3坯體轉動修邊過程中的穩定性提高

坯體在修邊過程中通過承軸和轉軸的全自動設計實現穩定的旋轉，承軸的設計提供了穩定的軸心支撐，轉軸的固定確保了坯體的平穩旋轉。這種全自動轉動的穩定性有助于確保修邊刀具均勻地作用于整個陶瓷坯體表面，避免了因不穩定運動導致的修邊不均勻現象。通過滑塊和電動伸縮桿的協同工作，確保了修邊刀具在運動過程中的穩定性，滑塊的上下運動由螺旋桿的旋轉帶動，電動伸縮桿的伸縮控制左右運動，使得修邊刀具的運動平穩且可控，這有助于避免修邊刀具在修邊過程中產生左右晃動，提高了修邊的效率和修邊刀具的使用壽命。

6結論

綜上所述，陶瓷加工用坯體修邊裝置在提高機械化程度、精準度和效率方面有顯著的創新成果，為陶瓷批量生產提供了可靠的解決方案。未來，需要進一步優化和改進該裝置，以滿足不同陶瓷加工需求，推動陶瓷加工技術的發展。

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