引言：目前市场上针对放风阀阀芯头还是以手动抛光为主。手动抛光不仅速度慢，而且还会消耗大量人力，同时对于抛光人员的技术也有很大的要求。抛光后的产品质量也会参差不齐、现在市场追求自动化程度越来越高，也急需一台自动化设备来完成对放风阀阀芯头的抛光工作。本文主要介绍一款针对放风阀阀芯的自动抛光机设备，解决放风阀阀芯头的抛光问题。设计这样的设备，其核心部分即抛光机构的设计极其重要，因此需要对抛光机构进行不断校准和完善机构，以达到抛光要求。

一、自动抛光机设计

本设计主要针对放风阀阀芯产品，其特点是体积小，形状特殊，所要抛光表面为圆弧形状。此设计包括上料，运料，抛光以及下料各环节，实现对放风阀阀芯头的全自动抛光、上料环节完成阀芯的自动上料，运料环节完成放风阀阀芯的工位转换，即从上料区到抛光区，以及到下料区，此环节采用气动手爪设计，其优点是简单，快速，稳定，抛光环节主要结构设计是针对抛光轮的安装设计，此结构是整个设备的关键部位，也决定批光质量的好坏。下料环节主要完成对抛光后的工件的整理，使得产品便干包装、全部环节都由可编程控制器讲行控制。

1、 上料机构设计

为使产品自动上料，可采取振动盘机构，在振动盘出口处放置传感器，设置上料区，等待气动手爪进行抓取。振动盘设计稳定快速，且应用广泛，此处针对放风阀阀芯这种小型工件，此设计合理简便。

2、 气动手爪机构设计

气动手爪机构主要完成运料工作、本机构包括手指气缸，薄型气缸，迷你气缸，滑动导轨以及各连接件。两手指气缸设计采用并联机构，其运动过程一致，在不同工位点进行相同动作，采用同一电磁阀控制。在夹取工件过程中，为防止留下刮痕，手指部分采用尼龙材料，增大接触面的摩擦力。在手指气缸夹取工件时，由于是双指机构，所以在运料过程中会出现旋转现象，为解决这一问题，本机构采用了手指气缸底部法兰固定以及螺纹过渡连接，使得运料过程中夹取更加稳定。履芯头的抛光过程共有三个工位点，分别是上料点，抛光点，下料点。由于采用并联机构，本设计将出现两点位置完成三个工位的工作过程。导轨除了引导作用外还具有支撑功能，其优点是在进行运料过程中整体机构平稳，不会出现偏移或者抖动现象。这样的设计便于控

制，且使得运料过程更加迅速，缩短运料时间，提高抛光效率。

3、 抛光轮机构设计

抛光轮机构是整个设备的关键部位，其包括砂轮，气动马达，同步带，迷你气缸，薄型气缸，导轨以及各连接件。本机构采用气动马达为动力源。同步带进行传动，以此带动砂轮进行高速旋转抛光工件、放风阀阀芯头是一个圆弧形状，在进行抛光过程中，需提据圆弧面不断的调节进给量以此来进行抛光曲面。所以抛光过程需要两个自由度，迷你气缸负责前后方向自由度，薄型气缸负责上下方向自由度。在抛光时，两个方向同时运动，使得抛光轮走出圆弧路线。整个抛光轮机构在导轨上运行，提高了稳定性和抛光精度。

4 、阀芯头夹持机构设计

放风阀阀芯头底部为圆柱形，所以在进行抛光过程中需要夹紧阀芯头底部。本设计采用弹簧夹头作为夹具，弹簧夹头安装在仪表车头上，通过气缸动作控制弹簧夹头的夹紧与松开。基于放风阀这个特定的工件，使它在抛光过程中工件不会出现倾斜现象，需要在弹簧夹头大径处做一平台为支撑面。弹簧夹头夹紧工件的同时还要由三相异步电机带动其旋转，这样可以使整个阀芯头抛光更加。完整。

5 、下料机构设计

在完成抛光环节后，气动手爪机构会将工件送至下料区，为使得排料整齐，将由旋转气缸带动刮条将工件进行整料。

6 、控制系统设计

控制系统全程采用可编程控制器，各传感器连接到控制器的输入端，输出端连接电磁阀，以及继电器。接触器控制三相异步电机的正反转。可编程控制器系统稳定，抗干扰能力强，操作更加方便。

二、抛光结构受力分析

抛光结构是整个自动抛光机的关键部位，抛光质量的好坏直接决定了整个设备。是否可以投入实际生产，而本设计将采用有限元分析，对此部分结构进行校核以及改进。抛光机构包括抛光轮，转动轴，同步带，气动马达，支撑板以及各连接件。抛光时，气动马达作为动力元件提供动力，经同步带传动，带动转动轴旋转，与转动轴同步的砂轮高速磨削工件。砂轮上单个磨粒的切削厚度固然很小，但是大量的磨粒同时对被磨金属层进行挤压、刻划和滑擦，加之磨粒的工作 角度又很不合理，因此总的磨削力很大。为便于测量和计算，将总磨削力分解为三个相互垂直的分力 Fx(轴向磨削力)、Fv(径向磨削力)、Fz(切向磨削力)。

所受磨削力有以下特点:

(1)径向磨削力Fv最大。这是因为磨粒的刃棱大都以负前角工作，而且刃棱钝化后，形成小的棱面增大了与工件的实际接触面积，从而使Fy增大。通常 Fv=(1.6~3.2)Fz。

(2)轴向磨削力Fx很小，一般可以不必考虑。

(3)磨削力随不同的磨削阶段而变化。

在初磨阶段，磨削力由小至大变化较大。

进入稳定阶段，工艺系统的弹性变形 达到一定程度，此时磨削力较为稳定;

光磨阶段实际磨削深度近趋于零，此时磨削力渐小。

磨削过程很复杂，影响磨削力的因素也很多，上述理论公式的精确度不高。目前一般采用实验方法来测定磨削力的大小。

此抛光机构由支撑板作为主要支撑元件，承受来自各元件的重力以及磨削时的磨削力，因此相对来说，支撑板结构需要很高的强度和抗弯矩能力。此支撑板设计采用工字型模型，受力如图4所示。

图中FZ，Fy--分别为支撑板所受切向和径向磨削力(N):F1，F2--分别为气动马达重力和下方薄型气缸的支撑力(N);F2，Mg--分别为砂轮部分重力和支撑板重力(N)。

从图中可以看出支撑板所受最大位移量为0.01534mm，而在核心部位的位移量为0.00767mm到0.00921mm之间，此变形量不会对实际抛光产生影响。

三、 结语

本自动抛光机实现了对放风阀阀芯头的自动抛光工作，从上料，运料，抛光以及下料，各个环节都是自动完成。全程由可编程控制器进行控制，方便快捷。整体机构设计合理完善，使得抛光质量较高，利于放风阀阀芯的批量生产，也使得此设计机构可用于生产实际。

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