抛丸机抛丸清理机造型砂处理 DISA迪砂-抛丸机制造专家

工件表面的粘砂、氧化皮和小的飞边毛刺等，并得到一定的表面粗糙度的过程。瑞士+GF+鼠笼抛丸机是专为清理发动机缸体、缸盖铸件而设计的强力专用抛丸机，它具有抛丸量大、清理效率高、故障率低等特点，东风汽车公司铸造一厂自1986年从瑞士+GF+公司引进后，已经清理合格缸体超过150万件。虽然各种类型的抛丸机的基本原理相同，但+GF+鼠笼抛丸机有它独特的优点，经过我们多年的使用和维修，对生产过程中设备的调整、工艺的控制进行了一些探索和研究，得到了一定的经验。

1 主要特点

抛丸清理设备尽管种类较多，有滚筒式、履带式、转台式、吊钩式等，但其原理相同，主要结构如图1所示，一

般由抛丸器1、密封的室体2、弹丸循环系统3、丸砂分离系统4、弹丸捕捉系统5和除尘器6组成[11。瑞士+GF+鼠笼抛丸机与一般抛丸清理设备相比，具有以下特点。

1．1 抛丸机能力强．

瑞士+GF+鼠笼抛丸机有四台抛丸器，每台抛丸器的电机功率达30kW。每只抛头的最大抛丸量为480kg／

min，大大提高了清理效率。

1．2 下砂量自动控制

能够根据清理时抛丸室内是否有铸件确定打开或关闭下砂闸门，即在正常清理时下砂闸门完全打开，以保证

最大的清理效率，而在工件向前移动过程中，下砂闸门自动关闭，降低了对抛头、抛丸室体及钢丸本身的磨损。

1．3 清理效率高、表面质量好

整个设备共有10个鼠笼循环工作。全自动上下料方式，可使用0.6-2．5mm 的钢丸对发动机缸体、缸盖类零

件进行清理，最低循环时间为46s，铸件的表面粗糙度根据使用的钢丸粒度不同可达到Ral5．3-25um，东风汽车公司铸造一厂清理的神龙缸体和六缸缸体表面粗糙度稳定在R。10-25um。

2 设备调整

2．1 抛头的热点控制

抛头热点即钢丸抛射的主要区域，对工件的清理效率非常关键。在清理的过程中，高速旋转的叶片将钢丸加速到70～80m／s的速度，然后抛向被清理的工件。如果抛头的热点不在被清理的工件上，即使其它一切正常，也只是徒劳和消耗设备而已。+GF+鼠笼抛丸清理机的抛射速度为73m／s，在抛丸室内有两个工位，每个工位的抛射式样如图2所示。由于缸体具有复杂的内腔，+GF+鼠笼抛丸机每个工位的两个抛头旋向相反，这样可以更好地清理到铸件内腔热点的位置由定向套的开口方向来确定，而定向套的开口方向又与叶轮转速、叶片直径、钢丸粒度和定向套开口大小有关。在其它因素不变的情况下，定向套开口方向决定了抛头的热点，如图3所示。调整定向套的开口方向最好用试板法来确定。即在抛头前相当于工件的位置放置一块涂上颜色的钢板或木板，开动抛头电机运转至稳定转速，然后打开下砂闸门5-7s(时间太短，热点不明显；时间太长，热点模糊)，立即关掉下砂闸门，关掉机器并等抛头完全停止运转后检查试板，并根据检查的热点位置调整定向套，然后再检查调整，直到调整到理想状况为止。+GF+鼠笼抛丸机的定向套开口方向约为85。，并且带有刻度指示盘，便于更换定向套时参考，减少了调整时间。定向套、分丸轮、叶片的磨损、钢丸粒度的变化都会影响到热点的变化，因此，必须经常检查抛头热点。特别是正常生产过程中清理效率忽然下降，或清理时间延长，就必须检查抛头热点。

2．2 丸砂分离器

丸砂分离器的作用是将混入钢丸中的大块金属、砂子和粉尘分离出去，供给抛丸器洁净的钢丸。丸砂分离器被称为清理设备的大脑，它的状况好坏在很大程度上决定着清理成本。丸砂分离器不但要将钢丸中混入的大块金属分离出去，避免对抛头的毁坏，还要将清理过程中的粉尘吸走，保证工作环境的清洁，更重要的是分离出其中的砂子，降低对设备的磨损。研究表明[21，每增加2％的砂子，叶片、护板、定向套、分丸轮等易损件的磨损将增加一倍。洁净的钢丸对叶片的磨损是均匀的，而砂子对叶片的磨损主要表现为沟槽和波浪形。一个正常使用一个月的叶片，钢丸中含有20％的砂子，使用寿命只有3天时间。丸砂分离器的调整要保证钢丸在整个分离段上均匀分布，形成幕帘。要保证一定的、稳定的负压，将砂子和细小的钢丸(如小于0．2rnm)吸走，而将有用的钢丸保留下来。负压发生变化会引起分离效果的变化，因此要定期检查除尘器的状况，及时调整风量。如果钢丸不能形成幕帘，

就会造成空气短路，使钢丸中的砂子和粉尘不能分离干净。最好在靠近设备附近的除尘管路上设置弹丸捕捉器，将有用的钢丸沉降下来重新使用，以降低成本。分离出来的钢丸在进入抛丸器前要加过滤筛网去除混入钢丸中的铁块，否则，铁块进入高速旋转的抛头中，会对定向套、分丸轮或叶片造成彻底的破坏。

2．3 钢丸流量控制

要保证清理效率就必须保证进入抛丸器的钢丸足够多。虽然+GF+鼠笼抛丸机的额定抛丸量为480kg／min，但我们在检查电机的工作电流时，常常发现抛丸电机的实际工作电流在20～3oA之间，并没有达到Y200L-40kW 的电机56．8A的额定工作电流，造成了抛丸能力的浪费。抛丸电机达不到额定工作电流，主要是设计钢丸流量过小、钢丸在循环的某个环节中受阻或钢丸量减少，造成最终进入抛丸器的钢丸量减少。抛丸电流变小，要检查收集钢丸的螺旋给料器或溜槽是否破损、斗式提升机的提升斗是否缺少以及钢丸的量是否足够等。一定要保证有足够的钢丸，并保证钢丸的整个循环线路畅通无阻，尽可能地使电机的工作电流接近额定工作电流，以最大限度地发挥抛头的效率。每班清理完毕后，要把所有的钢丸全部提到料斗中，并补充钢丸至料斗满，为下一班生产做好准备。

3 清理过程中的工艺控制

3．1 钢丸粒度的选用和混合比的控制

钢丸粒度的选用主要根据所要求的铸件表面粗糙度来确定，铸件清理一般选用加．3-2．8mrn的钢丸口l。通常大的铸件选用较粗的钢丸，小的铸件选用较小的钢丸。钢丸的粒度还影响清理效率和表面粗糙度：在抛射速度一定时，钢丸的粒度越大，每个钢丸的冲击力大，清理效果越好，得到的表面粗糙度值越高，但钢丸的颗粒数有限，覆__盖率低，清理效率并非最高；钢丸的粒度越小，钢丸的冲击力越小，可以得到较低的表面粗糙度值，但单位体积内的钢丸数量多，覆盖率高。清理效率不但和冲击力有关还和覆盖率有关，我们在研究和生产中发现，级配钢丸的清理效率比同规格的单一粒度钢丸的清理效率要高lO％左右，且得到的表粗糙度较低[41。选用钢丸粒度时，在满足表面粗糙度要求前提下，尽可能选用较大的钢丸，以提高清理效率。最好使用级配钢丸。

级配钢丸由50％左右的名义尺寸的钢丸和逐渐变小的钢丸组成，兼顾了冲击力和覆盖率，可以得到最高的清理效率和较低的表面粗糙度(与单一粒度的钢丸相比)。我们在清理神龙轿车缸体时，原使用s550(~1．5mm)单一粒度的钢丸，请理时间为60s，表面粗糙度值为R。15~25ttm，而改用$460(1．2mm)的级配钢丸后，清理时间为55s，表面粗糙度值为R。12．5-20urn。

在生产过程中，每一个钢丸都是一个不断磨损变小的过程，因此每个钢丸的粒度都在不断发生变化。由于热点随钢丸的粒度的变化而变化(如图4所示)，为了保证热点不变，必须保证钢丸的混合比即级配不变。因为保证了热点正确，才能保证清理效率。在生产过程中，不但要经常用筛分的方法检查混合钢丸的各混合比，更要特别注意钢丸的补充方式，最好是根据钢丸的消耗量适时自动补充加料。我们在生产中采用每天补充加料的方式，每次补充加料不超过总量的l0％，并始终保持料斗内的钢丸

是满的。这样保证钢丸的级配基本不变，也就保证了一定的热点位置即清理效率，并保证了铸件清理质量的稳定。如果级配钢丸的粒度向小的方向发展，就要缩短补充加料的周期；反之，就要延长加料周期，总之，要使钢丸的级配慢慢趋于正常曲线。如果一次加料过多，铸件表面将立即变得粗糙；长时间不加料，虽然铸件表面质量有所提高，但清理效率将大幅度下降。

3．2 清理时间的控制

清理的实质是去除铸件表面的粘砂和氧化皮，使铸件表面还原，而不是用长时间的清理来改变铸件的表面粗糙度，那种试图使用抛丸清理来获得较低的表面粗糙度值的做法是不合适的，既降低了效率，又增加了成本，应该改进前面的工序质量，如降低造型、制芯用砂的粒度，使用高质量的涂料，改进型砂质量等。清理时间与铸件的材质和原始表面状况有关，例如：缸体材质为HT250，硬度HB200-210，使用+( +鼠笼抛丸机清理时间只需要55s；而神龙凸轮轴材质为冷激合金铸铁，硬度达到HRC48，使用Q378单钩抛丸室清理时间为l5～20min／钩。清理时间以去除铸件表面的粘砂和氧化皮，露出金属本体即可。如果继续清理，可能改变铸件的金属原始表面，并使R。趋于某一定值(与钢丸的粒度有关)。

4 结论

(1)在生产过程中，正确调整和经常检查抛头热点，保证丸砂分离器的正常工作，保证足够的下砂量，最大限度的发挥出抛丸电机的功率，是保证清理效率和节约成本的关键因素。

(2)定时补充加料，且每次加料不超过钢丸总量的10％，在生产过程中经常检查钢丸的粒度分布，确保钢丸粒度级配不变，才能保证清理效率和铸件表面质量的稳定。

(3)清理时间控制在去除粘砂和氧化皮，露出金属本体即可，延长清理时间虽然能改变铸件的表面粗糙度，但在成本上是不划算的。