气动技术在磨料磨具行业应用的探讨

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摘 要：本文介绍了气动的现状及发展趋势，并就气动技术在磨料磨具行业生产自动化方面的应用进行了探讨和具体说明。

关键词：气动技术 磨料磨具 自动化

中图分类号：TG7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0040-02

现在我国磨料磨具行业仍然在总体上处于较低水平阶段，企业间进行比较简单的低档次产品的重复生产和恶性低价竞争，产品的技术含量和附加值都比较低，即使是出口量较大的磨料产品，也往往是凭借廉价的资源和人工优势，在为国外先进磨具制造企业提供廉价的原材料。要改变我国磨料磨具行业的现状，我认为突破点在磨料磨具生产自动化，依靠自动化技术降低生产成本，提高生产效率和产品质量。而在自动化技术中，气动技术占有举足轻重的地位，因此气动技术在磨料磨具生产自动化中大有可为，将为我国磨料磨具行业的发展做出重要的贡献。

1 气动技术

气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。.

人类利用空气的能量完成各种工作的历史可以追溯到远古，但作为气动技术应用的雏形，大约开始于1776年John Wilkinson发明能产生1个大气压左右压力的空气压缩机。1880年，人们第一次利用气缸做成气动刹车装置，将它成功地用到火车的制动上。20世纪30年代初，气动技术被成功地应用于自动门的开闭及各种机械的辅助动作上。20世纪70年代初，随着工业机械化和自动化的发展，气动技术逐渐广泛应用在生产自动化的各个领域，形成现代气动技术。

在自动化技术中，气动技术占有举足轻重的地位，这是因为气动技术具有其独特的优点。

（1）气动装置结构简单、轻便、安装维护简单，压力等级低，使用安全。

（2）工作介质是取之不尽的空气，而且排气处理简单，不污染环境，成本低。

（3）可靠性高，使用寿命长。

（4）输出力以及工作速度的调节非常容易。气缸的动作速度一般为50～500mm/s，比液压和电气方式的动作速度快。

（5）利用空气的压缩性，可贮存能量，实现集中供气；可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应；可实现缓冲；对冲击负载和过负载有较强的适应能力；在一定条件下，可使气动装置有自保持能力。

（6）全气动控制具有防火、防爆、防潮的能力。与液压方式相比，气动方式可在高温场合使用。

（7）由于空气流动损失小，压缩空气可集中供应，远距离输送。

随着气动技术的广泛应用，小型化、集成化、组合化，智能化、精密化、高速化将成为气动技术的发展趋势。

2 磨料磨具的生产流程

磨料磨具的生产流程一般包括以下几步。

（1）配方的制定。

磨具的配方包括构成磨具的各种组份（磨料、结合剂、附加材料）的比例关系和磨具的成型密度。配方是磨具生产中的重要技术资料，它是配料、混料、成型等工序的工艺设计依据。从磨具的使用角度看，它基本决定了磨具的性能。

（2）配料。

配料是磨具生产的第一道工序，它的任务是按照规定称取磨料，分批装入盛砂容器，集中于配料箱内，送往混料间使用。结合剂和附加材料在混料时称取。配料称量不正确和各组分的规格不符合要求会造成产品质量不良，硬度不符。因此，配料是重要的工序之一。

（3）混料。

将磨料、润湿剂、结合剂、填料按照一定的程序，通过机械搅拌或人工混合，使润湿剂、结合剂和填料均匀地粘附在磨料上，制备成具有成型性能的混合料，这一过程称为混料。

（4）冷储。

磨料经过混料之后往往不会立即进行模压成型，根据配方不同，要进行时间不等的冷储。

（5）磨具成型。

冷储过后的成型料经过一定的方法使它成为具有一定形状、强度的磨具胚体，称为磨具的成型。

（6）磨具硬化。

成型后的树脂磨具经过加热处理，使之变成固定形状，有一定硬度、强度和耐热性能的磨具成品和半成品，这个过程称为硬化。

（7）机械加工。

机械加工是为了使磨具具有较精确的几何尺寸、必要的形状和平整的表面，同时也是为了除去磨具表面因热处理而形成的一层“硬皮”和粘附于表面的杂物。

（8）成品检查、包装。

成品检查包括外观、平衡、强度和硬度等项目的检查。检查合格后的产品打包、封装。

3 气动技术在磨料磨具生产自动化生产中的应用探讨

下面将根据以上磨料磨具的生产流程，分析了其中能够应用气动技术代替人工操作，提高产品质量和生产效率的步骤。

（1）气动技术在配料过程的应用。

人工配料存在称量不准、生产效率低的缺点，可以采用气动技术代替。具体细节是，制作一个具有压力传感器的料仓，在料仓底部装置两扇由气缸（由传感器信号控制）控制开合的门。这样，称料的过程就实现了自动化，避免了人工干预，提高了生产效率。

（2）气动技术在磨具成型和硬化之间过程的应用。

在大型的砂轮磨具成型后，不能再用人工搬运，这就要用到气动。制作成专用的单圆环或双圆环工具，内边是由气动驱动的橡胶圈，套在成型砂轮上，充气夹紧，然后由气动工具带动成型砂轮搬运到窑车上。这样就减少了磨具成型后人为因素造成的质量不良。

在树脂切割片的成型过程中，由于大部分采用流水线，需要很多的人力，在这里就可以采用气动技术代替人工操作。磨料的称量、加料参见第1条；模压成型后由气缸把成型的磨具顶出。

成型切割片需要穿串，即是用带底盘的芯轴把切割片和铝盘交替穿起来，然后才能装窑。这个工作就需要大量的人力。采用气动技术，我们可以采用由气缸带动的气动爪或者真空吸盘组合，带动切割片和铝盘的平移和升降运动，实现这一工作内容的自动化。

在切割片经过硬化炉硬化之后，同样需要把切割片和铝盘从芯轴上取下，分拣归类，这部分工作同样需要大量的人力。采用气动技术，我们可以采用由气缸带动的气动爪或者真空吸盘组合，带动切割片和铝盘的平移和升降运动，把切割片和铝盘整齐分类，放在不同的传输机上，切割片就直接送往包装区，如图1所示。

具体流程：混合输送机输送穿着切割片和铝盘的芯轴，到位后，两个真空吸盘组件由气缸带动向下运动，右边吸盘吸取铝盘，然后两组吸盘整体上升，向右运动，向下运动放下铝盘，这时左边吸盘吸取切割片，然后两组吸盘再上升，向左运动，到位后向下运动放下切割片。这样，就完成了分拣铝盘和切割片的一个循环，铝盘和切割片达到一定个数，被输送走，反复运动，就可以把铝盘和切割片整齐的分拣出来。

切割片的包装，把上个步骤送来的整齐叠放的切割片直接包装，在自动包装方面同样也可以用到气动技术。

4 结语

现在国内树脂磨具的生产设备普遍陈旧，劳动密集型、粗放型生产遍布全国，占用了大量的劳动力，而且生产效率底下。在人力成本迅速上升的今天，提高设备的自动化程度、提高劳动生产率已经刻不容缓。

以上结合磨料磨具的生产流程，然后再根据我国磨料磨具行业生产的现状，我们提出了把气动技术应用在树脂磨具生产过程中，能够减少人为因素造成的产品缺陷，解放劳动力，提高生产效率，把劳动密集型生产转变为科技密集型生产，再结合机电技术、传感技术就可以使磨料磨具的生产实现自动化。这对于我国磨料磨具行业的健康快速发展将会起到不可估量的作用。

参考文献

[1] 陈义辉，李敬民.树脂磨具制造[J].机械工业部机床工具工业局，1984.

[2] 郑红生.气压传动及控制[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3] 成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，2007.