抛丸机吊具的通用性设计以及抛丸器的布置



1 通过式抛丸清理机
1.1 通过式抛丸清理机介绍
抛丸清理机利用抛丸器高速旋转的叶轮将弹丸加速抛打至工件表面,对工件表面进行冲击、刮削,不但可以清理掉工件表面的型砂、氧化皮、锈蚀和污物等,还可以消除工件的表面应力,对工件表面进行抛丸强化,提高工件的抗疲劳强度,增加工件喷漆时的漆膜附着力,并较终达到提高整个工件表面及内在品质的目的。通过式抛丸清理机在铸造行业中应用广泛,它具有通用性强、生产效率高,以及能够抛打各种形状的铸件等特点。
1.2、 5810 通过式抛丸清理机工况
5810 通过式抛丸清理机为三工位悬链步进式抛丸清理机,其设计能力是满足一条班产 600 箱的造型生产线的铸件清理任务,每一工位有 3 个抛头,清理过程可实现每一工位 3 段正反转清理,大大提高了工件表面清理效果和清理效率。在抛打复杂铸件的内腔表面时,通过式抛丸机存在抛射死角的问题。
2 存在的问题
2.1 铸件内腔表面品质的影响半 轴 类 壳 体 件 内 腔 表 面 粗 糙 度 要 求 保证 R a ≤ 25 μm。 半 轴 壳 体 件 外 形 尺 寸 为:560×320/180(mm),其中内腔较小直径 90 mm。根据半轴壳体件内腔的特点,现有市场的抛丸设备(机械手夹爪式、履带滚筒式、步进式、积放链式等)无法满足内腔表面粗糙度 R a ≤25 μm的品质要求。
图 1 半轴壳体件毛胚图
图 2 半轴壳体件
2.2 通过式抛丸机技改前状况

在半轴类零件进入通过式抛丸机清理时,吊钩挂在铸件吊耳上,铸件成水平放置。如图 3 所示,这样铸件在抛打过程中大量的钢丸会存留在铸件内腔,钢丸无法排除,造成后期的抛丸不能直接打击内腔,铸件内腔表面品质无法达到品质要求。
图 3 铸件水平放置图
3 通过式抛丸清理机吊具的设计以及抛丸器布置
3.1 吊具的改进吊具设计原则:①半轴类铸件通过吊具更准确进入抛射区域,满足品质要求;②吊具设计可以挂不同铸件,提高吊具的适用性;③尽可能多挂铸件,提高生产效率;④摘挂铸件更安全方便;⑤吊钩、吊具的材质选用一些耐抛打材料制作。根据这一技术要求我们设计新的吊具:使用耐打材料制作圆环状母钩,圆周均布六个吊点,在吊点上配子钩挂半轴小头端,铸件呈垂直方向直立。图 4 为改进后的吊具示意图,可以看到,铸件成垂直悬挂,避免了抛打过程中钢丸留存在铸件内腔中。当挂第一个铸件倾斜一定角度时吊钩不会脱落,吊杆的高度根据不同品种铸件尺寸,抛丸器热区位置模拟计算而定。对于较大或较小尺寸的铸件通过改变吊钩的尺寸来保证抛射铸件覆盖问题。
3.2 抛丸器的布置

吊具的设计决定了抛丸器的布置。采用三工位九抛丸器的抛丸室,原通过式抛丸室抛丸器设计在一个平面形成一定夹角进行布置,即一个平面布置的两个抛丸器形成一定夹角在正面抛打铸件外表。在另一平面 ( 抛丸室顶部 ) 布置的抛丸器可垂直抛打铸件内腔,顶部抛丸器的方向与另一个平面布置的抛丸器成 90°的关系,这样抛丸器的散射区域覆盖两个铸件的内腔,同时利用自转快慢速度的调节更加精确抛打铸件的内腔表面,从而实现了铸件全方位的抛射。
图 4 铸件吊具示意图及样图

图 5 抛丸器布置图
4 改进后效果

通过对吊具及抛丸器布置的改进,半轴类零件内腔抛丸品质有了明显提升,能够满足 R a 25μm 表面粗糙度的要求(见图 6),另外抛丸时间由 40 分钟/ 组节约到 25 分钟 / 组,生产效率大大提升。
图 6 抛丸清理后的半轴壳体效果
5 结论

通过式抛丸室设计成功要结合清理零件的类型有针对性的设计,重点是抛丸器布局。吊具的设计会决定铸件内腔表面品质问题和生产效率。5810 抛丸室的创新设计满足了各品种铸件的各项工艺要求。通过式抛丸室顶置抛丸器在铸造行业*例这是一项重大创新,解决了通过式抛丸机在抛打一些形状复杂壳体件时抛射死角的技术难题,为通过式抛丸机广泛的应用提供了技术支撑。