陶瓷加工坯体修边装置的研发设计

陈锋

摘 要：陶瓷制品在现代工业中广泛应用，其制造过程中常常面临着诸多挑战，其中之一便是在批量生产中产生的表面瑕疵问题。传统的陶瓷坯体制品制造过程中，泥料注入陶瓷坯体成型模具后，由于成型模具的复杂性以及其他因素，所生产的坯体往往存在表面不光滑、凸起等瑕疵。为了满足产品的质量要求，通常需要对这些坯体进行修边和打磨处理。本文研究了一种新型陶瓷加工用胚体修边装置，该装置旨在解决传统陶瓷坯体制品在批量生产中出现的表面瑕疵问题，通过提高机械化程度设计出一种高效而精准的坯体修边装置，以取代传统手工打磨的方法，从而提高陶瓷加工的效率和产品质量。同时，为陶瓷批量生产提供了一种创新的解决方案，这一研究对于陶瓷制品行业具有重要的推广和应用前景，有望成为未来陶瓷加工领域的新兴技术。

关键词：陶瓷加工；坯体修边装置；研发设计

1前言

传统的手工打磨方式存在着明显的机械化程度低、对操作人员技能要求高、易产生误差等问题，为了克服这些问题，通过对陶瓷加工过程中的坯体修边装置进行了深入研究和设计。机械化自动化成为提高生产水平的必然趋势，坯体修边装置设计旨在贴合这一趋势，通过引入电动伸缩杆、螺旋杆、滑块等关键组成部分，实现对坯体修边过程的自动控制，这一创新的设计理念将为陶瓷制品行业带来新的机遇，提升了陶瓷加工的技术水平。

2传统陶瓷加工

2.1陶瓷坯体制品在批量生产中出现的表面瑕疵问题

传统陶瓷坯体制品在批量生产中常常面临着表面瑕疵问题，这些问题主要源于制造过程中的多种因素。制作陶瓷坯体通常需要使用成型模具，如果模具设计不当或者存在缺陷，会导致陶瓷坯体成型不规则，表面就会出现凹凸不平的瑕疵。陶瓷坯体的制作过程中使用的泥料质量不均匀或者含有杂质，容易在坯体表面形成颗粒导致表面不光滑。在陶瓷坯体的成型过程中，如果受到过大的振动或冲击，容易导致坯体表面的不均匀沉积形成表面瑕疵。如果陶瓷坯体在干燥和烧结过程中的温度控制不当，会一定程度上导致坯体收缩不均匀，表面会产生开裂或者变形。在传统陶瓷制造中，手工操作对成品质量有很大的影响，操作人员的技术水平不一致会导致坯体表面的不规则处理，出现瑕疵。

2.2陶瓷加工的传统方法和现状

传统陶瓷加工通常涉及多个工艺步骤，其中包括成型、烧结、釉面处理等。陶瓷的成型通常采用手工制作或使用成型模具，手工制作是一种传统的方法，依赖工匠的技艺但容易受到操作人员技能水平的限制，成型模具的使用可以实现大规模的批量生产，但模具设计和制作需要一定的时间和成本。成型后的陶瓷坯体需要进行烧结，通过高温处理使其硬化，传统方法中，这一步骤通常需要严格的温度和时间控制，以确保陶瓷坯体在烧结过程中获得所需的物理性质。完成烧结后，陶瓷制品需要进行釉面处理以提高表面的光泽度和耐磨性，传统的方法包括手工涂刷釉料，这需要熟练的技术，并且效率相对较低。传统陶瓷加工中，最后一道工艺通常涉及手工修边和打磨，工匠通过手工工具进行修边，以确保陶瓷制品的边缘光滑表面无瑕疵，这一步骤的效率受到操作者技能的制约，且容易引入人为误差。传统陶瓷加工方法在一定程度上实现了陶瓷制品的生产，但存在着一些问题，如生产效率低、产品一致性差、成本较高等。

2.3传统陶瓷加工的局限性

机械化程度低是传统陶瓷加工中存在的一个显著问题，尤其在手持打磨这一环节。手持打磨是一项相对繁琐和耗时的任务，操作人员需要逐个对陶瓷制品进行打磨，这不仅耗费大量人工劳动力，而且生产效率较低，无法满足现代工业对高效生产的需求。手持打磨容易受到人为因素的影响，如操作者技能水平、疲劳度等，由于是手工操作难以保持一致的打磨力度和速度，会导致陶瓷制品的修边效果不一致，甚至出现误差。手持打磨要求操作员具有高水平的技能和经验，对于新手或技能水平较低的操作员而言，可能难以保证打磨的质量，容易引入人为因素的变异。手持打磨无法实现自动化控制，难以应对大规模生产的需求，在现代制造业追求自动化和数字化的趋势下，传统的手工打磨方式显得相对滞后。手持打磨存在一定的安全隐患，尤其是对于长时间操作的工人，使用机械化设备可以减少人为因素对工人的影响，提高工作安全性。在批量生产场景下，手持打磨的方式无法满足大规模生产的需求，其限制了生产的规模和速度，增加了生产成本。

3坯体修边装置的结构及关键组成部分

新型陶瓷加工用坯体修边装置的设计包含了多个关键组成部分，这些部分协同工作以实现对陶瓷坯体的高效修边（整体结构示意图如下图1所示）。底座提供了整个装置的稳定支撑，是其他组件的基础，承轴承载放置台，使得放置台可以旋转，通过承轴的旋转装置可以实现对陶瓷坯体的整体旋转运动。支架安装在放置台两侧，提供额外的支撑和稳定性，确保陶瓷坯体在修边过程中的稳定性，第一电动伸缩杆通过伸缩运动，驱动修边刀具进行左右运动，实现对陶瓷坯体边缘的修边。固定夹安装在第一电动伸缩杆的一侧，用于将陶瓷坯体牢固固定在放置台上，确保修边过程中的稳定性，立柱安装在底座上，具有凹槽提供支持和引导运动的功能。凹槽位于立柱内部，用于引导和支持转轴的运动，确保转轴在垂直方向上的稳定运动，转轴固定在凹槽底部，通过其他组件传递运动，带动放置台和陶瓷坯体的旋转，螺旋杆通过电机的旋转，驱动滑块上下运动，通过滑块的运动传递动力。滑在螺旋杆上做上下运动，通过与第二电动伸缩杆的连接，实现对修边刀具的上下运动，第二电动伸缩杆通过伸缩运动，驱动修边刀具进行上下运动，实现对陶瓷坯体的修边。修边刀具安装在第二电动伸缩杆的一侧，用于对陶瓷坯体进行修边操作，确保修边的精准度和效率。

4坯体修边装置的设计理念和创新点

4.1机械化程度提高的设计理念

引入电动伸缩杆、螺旋杆和滑块等自动化组件，使坯体修边过程实现了自动控制，减少了对人工操作的需求，提高了整个修边过程的机械化程度。通过自动的上下和左右运动，系统能够更稳定、准确地进行修边，降低了人为因素的干扰，从而提高了效率和一致性。采用承轴、转轴、螺旋杆等多轴协同运动的设计，实现了陶瓷坯体的多维度旋转和修边，这种多轴协同的设计提高了装置的灵活性，使得修边刀具可以更全面地覆盖陶瓷坯体的表面，增强了修边的全面性和精细度。通过承轴和转轴的设计，实现了坯体在修边过程中的全自动旋转，这有助于确保修边刀具均匀地作用于整个陶瓷坯体表面，提高了修边的均匀性和一致性，全自动的坯体转动也使得修边过程更为高效，适应了大规模生产的需求。这些设计理念使得坯体修边装置不仅实现了自动化运动控制，还通过多轴协同运动和全自动化坯体转动，提高了修边的全面性、精细度和生产效率，其是朝着提高机械化程度的目标迈出的重要一步。

4.2打磨精准度和效率提高的创新点

引入第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆，通过伸缩运动分别驱动修边刀具的左右和上下运动，这一自动化修边刀具的设计实现了对陶瓷坯体修边的高精准度控制，自动控制降低了人为因素的干扰，避免了手工操作可能引入的误差，从而提高了修边的精准度。通过螺旋杆的旋转，驱动滑块上下运动，滑块与第二电动伸缩杆相连接，实现对修边刀具的上下运动控制，这种协同运动的设计使得修边刀具在垂直方向上的运动更加灵活，能够更精细地调整修边的深度，提高了修边的精准度。引入内部的泥块收集系统，通过通孔和收集箱的结构，方便收集修边过程中掉下来的泥块，这一创新点不仅提高了工作环境的整洁度，还减少了后续清理工作的时间，通过泥块的自动收集提高了整体工作效率。设计注重机械化程度的提高，使得装置更适应批量生产，适应了大规模生产的需求，这样的创新点使得装置更为经济高效，适用于工业化生产环境。

5坯体修边装置的有益效果

5.1坯体修边过程中的运作流程

一是，自动化流程。装置启动后，电动伸缩杆开始运动驱动修边刀具的左右运动，同时，螺旋杆开始旋转，通过滑块的上下运动带动修边刀具的上下运动，第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的协同工作使得修边刀具实现复杂的自动化运动，覆盖整个陶瓷坯体表面。修边刀具的自动化运动控制降低了对操作人员的技能要求，使修边过程更为稳定、精准，减少了人为因素对修边精准度的影响。二是，全自动坯体转动。承轴和转轴的设计使得整个坯体在修边过程中实现全自动旋转，坯体的全自动转动确保了修边刀具能够均匀地作用于整个陶瓷坯体表面，提高了修边的均匀性和一致性，这种全自动的坯体转动流程使修边刀具能够在不同方向上全面覆盖，确保修边的全面性和高效性。三是，自动泥块收集。在修边过程中，掉落的泥块通过通孔进入泥块收集系统，通孔的位置设计使得泥块能够被顺利收集并通过收集箱进行存储，当收集箱内泥块满时，操作人员可以方便地抽出收集箱，倒出泥块然后将收集箱推回原位，提高了工作环境的整洁度，减轻了清理的负担，从而提高了整体工作效率。

5.2机械运动带动的修边效果

通过电动伸缩杆的伸缩运动，修边刀具实现左右运动，通过螺旋杆的旋转和滑块的上下运动，修边刀具实现上下运动，这一机械运动带动的设计实现了修边刀具的高精准度控制，电动伸缩杆和螺旋杆的协同工作，使修边刀具在水平和垂直方向上的运动更为精细、准确。

机械运动的精准性有助于确保修边刀具对陶瓷坯体进行精确修边，减少了手工操作引入的误差，提高了修边的一致性和精准度。多轴协同运动的设计，包括承轴、转轴、螺旋杆等，使修边刀具能够更全面地覆盖陶瓷坯体的表面，承轴和转轴的旋转带动坯体全自动转动，同时螺旋杆的旋转带动滑块上下运动，确保修边刀具能够覆盖坯体表面的各个部位，这种机械运动带动确保了修边的全面性，使得整个陶瓷坯体表面都能够受到均匀的修整，提高了修边的效果和质量。

5.3坯体转动修边过程中的稳定性提高

坯体在修边过程中通过承轴和转轴的全自动设计实现稳定的旋转，承轴的设计提供了稳定的轴心支撑，转轴的固定确保了坯体的平稳旋转。这种全自动转动的稳定性有助于确保修边刀具均匀地作用于整个陶瓷坯体表面，避免了因不稳定运动导致的修边不均匀现象。通过滑块和电动伸缩杆的协同工作，确保了修边刀具在运动过程中的稳定性，滑块的上下运动由螺旋杆的旋转带动，电动伸缩杆的伸缩控制左右运动，使得修边刀具的运动平稳且可控，这有助于避免修边刀具在修边过程中产生左右晃动，提高了修边的效率和修边刀具的使用寿命。

6结论

综上所述，陶瓷加工用坯体修边装置在提高机械化程度、精准度和效率方面有显著的创新成果，为陶瓷批量生产提供了可靠的解决方案。未来，需要进一步优化和改进该装置，以满足不同陶瓷加工需求，推动陶瓷加工技术的发展。

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