拋丸機吊具的通用性設計以及拋丸器的布置

1 通過式拋丸清理機
1.1 通過式拋丸清理機介紹
拋丸清理機利用拋丸器高速旋轉的葉輪將彈丸加速拋打至工件表面，對工件表面進行沖擊、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力，對工件表面進行拋丸強化，提高工件的抗疲勞強度，增加工件噴漆時的漆膜附著力，并較終達到提高整個工件表面及內在品質的目的。通過式拋丸清理機在鑄造行業中應用廣泛，它具有通用性強、生產效率高，以及能夠拋打各種形狀的鑄件等特點。
1.2、 5810 通過式拋丸清理機工況
5810 通過式拋丸清理機為三工位懸鏈步進式拋丸清理機，其設計能力是滿足一條班產 600 箱的造型生產線的鑄件清理任務，每一工位有 3 個拋頭，清理過程可實現每一工位 3 段正反轉清理，大大提高了工件表面清理效果和清理效率。在拋打復雜鑄件的內腔表面時，通過式拋丸機存在拋射死角的問題。
2 存在的問題
2.1 鑄件內腔表面品質的影響半 軸 類 殼 體 件 內 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），其中內腔較小直徑 90 mm。根據半軸殼體件內腔的特點，現有市場的拋丸設備（機械手夾爪式、履帶滾筒式、步進式、積放鏈式等）無法滿足內腔表面粗糙度 R a ≤25 μm的品質要求。
圖 1 半軸殼體件毛胚圖
圖 2 半軸殼體件
2.2 通過式拋丸機技改前狀況

在半軸類零件進入通過式拋丸機清理時，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存留在鑄件內腔，鋼丸無法排除，造成后期的拋丸不能直接打擊內腔，鑄件內腔表面品質無法達到品質要求。
圖 3 鑄件水平放置圖
3 通過式拋丸清理機吊具的設計以及拋丸器布置
3.1 吊具的改進吊具設計原則：①半軸類鑄件通過吊具更準確進入拋射區域，滿足品質要求；②吊具設計可以掛不同鑄件，提高吊具的適用性；③盡可能多掛鑄件，提高生產效率；④摘掛鑄件更安全方便；⑤吊鉤、吊具的材質選用一些耐拋打材料制作。根據這一技術要求我們設計新的吊具：使用耐打材料制作圓環狀母鉤，圓周均布六個吊點，在吊點上配子鉤掛半軸小頭端，鑄件呈垂直方向直立。圖 4 為改進后的吊具示意圖，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腔中。當掛第一個鑄件傾斜一定角度時吊鉤不會脫落，吊桿的高度根據不同品種鑄件尺寸，拋丸器熱區位置模擬計算而定。對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

吊具的設計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計在一個平面形成一定夾角進行布置，即一個平面布置的兩個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腔，頂部拋丸器的方向與另一個平面布置的拋丸器成 90°的關系，這樣拋丸器的散射區域覆蓋兩個鑄件的內腔，同時利用自轉快慢速度的調節更加精確拋打鑄件的內腔表面，從而實現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 改進后效果

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

通過式拋丸室設計成功要結合清理零件的類型有針對性的設計，重點是拋丸器布局。吊具的設計會決定鑄件內腔表面品質問題和生產效率。5810 拋丸室的創新設計滿足了各品種鑄件的各項工藝要求。通過式拋丸室頂置拋丸器在鑄造行業*例這是一項重大創新，解決了通過式拋丸機在拋打一些形狀復雜殼體件時拋射死角的技術難題，為通過式拋丸機廣泛的應用提供了技術支撐。