拋丸機(jī)吊具的通用性設(shè)計(jì)以及拋丸器的布置

1 通過式拋丸清理機(jī)
1.1 通過式拋丸清理機(jī)介紹
拋丸清理機(jī)利用拋丸器高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸加速拋打至工件表面，對(duì)工件表面進(jìn)行沖擊、刮削，不但可以清理掉工件表面的型砂、氧化皮、銹蝕和污物等，還可以消除工件的表面應(yīng)力，對(duì)工件表面進(jìn)行拋丸強(qiáng)化，提高工件的抗疲勞強(qiáng)度，增加工件噴漆時(shí)的漆膜附著力，并較終達(dá)到提高整個(gè)工件表面及內(nèi)在品質(zhì)的目的。通過式拋丸清理機(jī)在鑄造行業(yè)中應(yīng)用廣泛，它具有通用性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高，以及能夠拋打各種形狀的鑄件等特點(diǎn)。
1.2、 5810 通過式拋丸清理機(jī)工況
5810 通過式拋丸清理機(jī)為三工位懸鏈步進(jìn)式拋丸清理機(jī)，其設(shè)計(jì)能力是滿足一條班產(chǎn) 600 箱的造型生產(chǎn)線的鑄件清理任務(wù)，每一工位有 3 個(gè)拋頭，清理過程可實(shí)現(xiàn)每一工位 3 段正反轉(zhuǎn)清理，大大提高了工件表面清理效果和清理效率。在拋打復(fù)雜鑄件的內(nèi)腔表面時(shí)，通過式拋丸機(jī)存在拋射死角的問題。
2 存在的問題
2.1 鑄件內(nèi)腔表面品質(zhì)的影響半 軸 類 殼 體 件 內(nèi) 腔 表 面 粗 糙 度 要 求 保證 R a ≤ 25 μm。 半 軸 殼 體 件 外 形 尺 寸 為：560×320/180（mm），其中內(nèi)腔較小直徑 90 mm。根據(jù)半軸殼體件內(nèi)腔的特點(diǎn)，現(xiàn)有市場(chǎng)的拋丸設(shè)備（機(jī)械手夾爪式、履帶滾筒式、步進(jìn)式、積放鏈?zhǔn)降龋o法滿足內(nèi)腔表面粗糙度 R a ≤25 μm的品質(zhì)要求。
圖 1 半軸殼體件毛胚圖
圖 2 半軸殼體件
2.2 通過式拋丸機(jī)技改前狀況

在半軸類零件進(jìn)入通過式拋丸機(jī)清理時(shí)，吊鉤掛在鑄件吊耳上，鑄件成水平放置。如圖 3 所示，這樣鑄件在拋打過程中大量的鋼丸會(huì)存留在鑄件內(nèi)腔，鋼丸無法排除，造成后期的拋丸不能直接打擊內(nèi)腔，鑄件內(nèi)腔表面品質(zhì)無法達(dá)到品質(zhì)要求。
圖 3 鑄件水平放置圖
3 通過式拋丸清理機(jī)吊具的設(shè)計(jì)以及拋丸器布置
3.1 吊具的改進(jìn)吊具設(shè)計(jì)原則：①半軸類鑄件通過吊具更準(zhǔn)確進(jìn)入拋射區(qū)域，滿足品質(zhì)要求；②吊具設(shè)計(jì)可以掛不同鑄件，提高吊具的適用性；③盡可能多掛鑄件，提高生產(chǎn)效率；④摘掛鑄件更安全方便；⑤吊鉤、吊具的材質(zhì)選用一些耐拋打材料制作。根據(jù)這一技術(shù)要求我們?cè)O(shè)計(jì)新的吊具：使用耐打材料制作圓環(huán)狀母鉤，圓周均布六個(gè)吊點(diǎn)，在吊點(diǎn)上配子鉤掛半軸小頭端，鑄件呈垂直方向直立。圖 4 為改進(jìn)后的吊具示意圖，可以看到，鑄件成垂直懸掛，避免了拋打過程中鋼丸留存在鑄件內(nèi)腔中。當(dāng)掛第一個(gè)鑄件傾斜一定角度時(shí)吊鉤不會(huì)脫落，吊桿的高度根據(jù)不同品種鑄件尺寸，拋丸器熱區(qū)位置模擬計(jì)算而定。對(duì)于較大或較小尺寸的鑄件通過改變吊鉤的尺寸來保證拋射鑄件覆蓋問題。
3.2 拋丸器的布置

吊具的設(shè)計(jì)決定了拋丸器的布置。采用三工位九拋丸器的拋丸室，原通過式拋丸室拋丸器設(shè)計(jì)在一個(gè)平面形成一定夾角進(jìn)行布置，即一個(gè)平面布置的兩個(gè)拋丸器形成一定夾角在正面拋打鑄件外表。在另一平面 ( 拋丸室頂部 ) 布置的拋丸器可垂直拋打鑄件內(nèi)腔，頂部拋丸器的方向與另一個(gè)平面布置的拋丸器成 90°的關(guān)系，這樣拋丸器的散射區(qū)域覆蓋兩個(gè)鑄件的內(nèi)腔，同時(shí)利用自轉(zhuǎn)快慢速度的調(diào)節(jié)更加精確拋打鑄件的內(nèi)腔表面，從而實(shí)現(xiàn)了鑄件全方位的拋射。
圖 4 鑄件吊具示意圖及樣圖

圖 5 拋丸器布置圖
4 改進(jìn)后效果

通過對(duì)吊具及拋丸器布置的改進(jìn)，半軸類零件內(nèi)腔拋丸品質(zhì)有了明顯提升，能夠滿足 R a 25μm 表面粗糙度的要求（見圖 6），另外拋丸時(shí)間由 40 分鐘/ 組節(jié)約到 25 分鐘 / 組，生產(chǎn)效率大大提升。
圖 6 拋丸清理后的半軸殼體效果
5 結(jié)論

通過式拋丸室設(shè)計(jì)成功要結(jié)合清理零件的類型有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是拋丸器布局。吊具的設(shè)計(jì)會(huì)決定鑄件內(nèi)腔表面品質(zhì)問題和生產(chǎn)效率。5810 拋丸室的創(chuàng)新設(shè)計(jì)滿足了各品種鑄件的各項(xiàng)工藝要求。通過式拋丸室頂置拋丸器在鑄造行業(yè)*例這是一項(xiàng)重大創(chuàng)新，解決了通過式拋丸機(jī)在拋打一些形狀復(fù)雜殼體件時(shí)拋射死角的技術(shù)難題，為通過式拋丸機(jī)廣泛的應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。