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第 2 卷
2014 年
6 月刊
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第 2 卷- 2014 年 6 月刊
铸件自动化抛丸清理的梦想 — 自动抛丸清理滚筒的设计



图1:Q3110型抛丸清理滚筒结构图


图2:Q3110更新设想 — 辊轮抛丸机


图3:《铸设与工艺》13-3 抛丸滚筒


图4:自动抛丸清理滚筒工作原理图


表1:QZ3112 自动抛丸清理滚筒技术参数表


图5:QZ3112自动抛丸滚筒结构图


图6:自动抛丸清理滚筒沿革

摘要:铸件从有悠久历史的加铁星互相撞击和磨檫的番普通清理滚筒发展到加弹丸的抛丸清理滚筒,相对别的抛丸形式,如抛丸转台、吊钩抛丸、鼠笼抛丸,有突出的使用寿命长、清理效果好的优点,人门总想依它为基楚发展成为,适用于我国多品种生产的汽车铸件自动清理的自动抛丸清理滚筒。己梦想了半个世纪了,本文具体给与介绍。

1.自动抛丸清理滚筒的探索历程

  图一所示抛丸清理滚筒以型号Q3110于上世纪60年代初依STB2B抛丸滚筒为基础在青岛铸造机械制造厂制造成功后[4],由於它是使用铸造护版保护着滚筒内表面,不但使用寿命长、其四周六面都有护板反射弹丸又用於清理,清理能力优於履带、清理效果好的优点,经久不衰,其后的60多年来,尽管有不少改进[10][11][12],配备的除尘器,型式有各种各样的,但滚筒基本结均未变。但是由于是人工装卸料,丸砂分离不清,用不到生产批量较大的汽车制造厂的铸造流水生产线上,而在它们的维修都门可看到Q3110的身影。接着青铸厂又发展机械化装料的Q3113型抛丸清理滚筒[7],扩大了使用范围,但丸砂分离不清的问题没有解决,还是用不到汽车铸件自动清理上。於是把眼光放在改造分离器为BE型上,尤其是非生产清理机械的铸机厂,想开发生产清理机械,如苏州铸造机械厂(现苏州苏铸成套装备制造有限公司)和长沙铸造机械厂都生产过带提升和BE分离的Q3110抛丸滚筒,但设有推广开。国外单一品种铸件自动连续抛丸清理设备也用不到我国生产批量较大的汽车制造厂的铸造流水生产线上,而大都是用普通履带抛丸机(如Q32履带抛丸机)或吊钩抛丸室等[1],这些抛丸设备的装卸料可以机械化的,但是它们自动不了,防尘条件都很差,灰尘外溢严重,工作场所灰尘弥漫,而又需要操工人近距离操作,不符合文明生产。清理工序的自动化的寻找和探索和清理工序之前的工序的自动化的寻找和探索是同步的,也在上世纪60代就开给寻找了,现在我国的汽车工业的铸件的生产在清理工序之前的工序都自动化了,清理工序却还是老样子。清理工序的自动化,关键的抛丸设备自动化,自动化抛丸设备,首先想到的煦抄国外的,在计划経济时代,一汽安原苏联ДБ4型连 续抛丸清理滚筒图纸试制而用不上。还有上海中国纺织机械厂在上世纪六十年代,工人按照Q3110的结构自制一台连续抛丸滚筒,自制自用,不合格件挑出再清理,这样坚持用了三年,自制自用工人退休了,这抛丸机也不用了。

  其后五十多年耒在有关铸造的杂志上经常可看到自动连续抛丸清理机(或滾筒)研制“成功”的文章:反映在文献[13]、[14]、[15]、[16]上。就在2013年的《铸设与工艺》杂誌第三期上看到如图三所示的自动抛丸滚筒介绍文章和广告,声称加了摆动,以增加翻身效课,但也能增加噪音,衷心看到有用户采用它。

2.自动抛丸清理滚的形成

  自动抛丸清理探索在我国一直进行下去。作者是ДБ4和“中纺机”连续抛丸滚筒的调试人员之一,设想各种方案试图解决这一难题,在工作岗位上,提出振动自动连续抛丸清理方案,在领导支持下列为机城部设计研究课题,设计出Q548型振动槽连续式抛丸落砂清理机图纸,由漯何铸机试制成动,但噪音过大,未推广出去[17],退休后设想是一边进料另一边卸料,用辊轮边翻身铸件、边抛丸器抛丸的图二所示辊轮抛丸机自费研制而失败了。通过这二项的实践而知承载和翻身铸件机构要采用老的、成熟使用的,于是,利用Q326抛丸机的履带,设计出QZ326还型自动转子履带抛丸机,利用Q3210抛丸机的履带设计了QZ3210型自动转子履带抛丸机,利用Q3110抛丸滚筒的滚筒机构设计了QZ3110型自动抛丸清理滚筒。

  Q3110抛丸滚筒一般认为清理中小铸件用的,其实不然。不少铸造车间(厂)用它清理减速器箱体、发动机缸体零件,安徽公路机械修配厂就是用Q3110清理发动机缸体的[10],也是因手工装卸料和丸砂分离过于简单,只能用在机械修配这一类机械厂的铸造车间的箱体、缸体类铸件抛丸,为适用汽车发动机缸体的自动抛丸清理,将QZ3110的滚筒机构接比例放大,发展了QZ3112型自动抛丸清理滚筒。用电子邮件发给国内箸名专家审阅,对该文的弾丸回收系统提出宝贵意见,“认为汽车铸件的后道机加工工序都是自动化流水作业,机床周边无人操作,铸件如清理不好,表面有硬的碳化铁皮(白口铁皮),是加工面,加工时就要“跳刀”出故障,是非加工面,油漆不上去,是不允许的。”适用汽车铸件清理的回收殚丸必过筛。发给抛丸強化专家,看了后提出要求:1 回收弹丸过筛,2 护板铺依7目以下钢丝网,使用於φ3×20小弹簧強化。设计出用於自动流水生产的是运输带运来的铸件先存放在固定料斗而后加入抛丸滚筒和用於单件小批生产的,用加料机构在加料时直接加入滚筒的设计图后,新近又得到同行的保贵意见:认为用在“单件小批生产”的抛丸机也设--固定料斗,工件先存在固定料斗中,在加料时,也用气缸打开料斗动底板,将工件流入滚筒中抛丸为好,可缩短加料时间,提高生产率。最后设计出具回收弹丸经过过筛的自动抛丸清理滚筒原理见图四所示。在(一)抛丸工序时,滚筒的门口转到垂直向上位置,用机械手将门板下降,合在装满料的滚筒门口上,然后机械手空手升起,脱离滚筒后,再开动承载工件的滚筒边转动翻身,边接受抛丸器抛丸。在(二)卸料工序时,是在抛丸合格后,滚筒的门口又更转到垂直向上,机械手下降打开门,並吊起门板,装满料的滚筒在敞开门的条件下再依旧转动,边每次转到底下时,料就落到其底下的输出运输带上运出,是边转动,边卸料。在(三)装料工序时,是卸完料的滚筒门口转到15度处,是大抛批量多品种自动流水作业,是先存放在固定料斗而后加入滚筒中抛丸,是小批单工序生产,是用环链葫芦预先举起翻斗加入固定料斗中,而后加入滚筒中抛丸,之后,再次转到垂直向上,机械手将门板下降合在其门口上,然后机械手空手升起,这时关上门的滚筒,便进入抛丸工序了,抛丸工作重复下去。滚筒在抛丸工位时,其对工件抛丸作业和Q3110抛丸滚筒对工件抛丸作业的状况完全是一样的,因而其抛丸清理效果也就是一样的了,也一样适用于多品种工件,一边进料,另一边出料又是可适应自动流水线要求,因而可适用铸造自动流水线上自动抛丸清理了。滚筒的装卸料门口不是很大,由工件进、出口由料柱决定设计的,口小,加上滚筒内由抽风形成负压,粉尘不会外逸了,防尘性能优於国外连续抛丸机(如苏联ДБ4型连续抛丸机)。它既可用于大批大量多品种自动化抛丸生产,也可用于单件小批自动生产。在用于大批大量多品种自动化抛丸生产时,其生产率(以调整抛丸器抛丸量耒调试滚筒生产率)要调试到流水线生产率配匹,送耒的工件先存在料斗中,等上一批工件抛丸合格,卸出后,一起加入滚筒中抛丸。在单件小批生产时,用小车运送,先存在料斗中,同上一样,一起加入滚筒中抛丸。

3.自动抛丸清理滚筒简介
3.1 自动抛丸清理滚筒结构

  能够用于抛丸清理汽车发动机汽缸体的QZ3112型抛丸清理滚筒的技术参数见表1。

  QZ3112自动抛丸清理滚筒的结构图见图五所示,左边的用于小批单工序生产,右边的是大批量自动流水生产,两者的结构除加料机构有一增、一減外,一切都是一样的,小批生产的加料机钩的翻斗,原始状态的加料斗处於地面,加料小车个置於翻斗中,并卡在翻斗中,用环链葫芦升起,将料预先存在固在构架上料斗。加料时,用气缸将料斗的活动底打开,料斗中的料(工绅)便装入滚筒中,卸料时,用小车出料;用于自动流水生产的:由运输带从上工序不间断来料(在装料时也是照样来料),置於固定构架上的料斗中存放积聚。加料时,固定加料斗的活动底,也是由气缸打开,工件流入滚筒中,卸料时,滚筒门打开,边转动,边卸卸料,用皮带出料,运到下道工序。滚筒的左右两端都按图一所示的Q3110一样装有电机直联大抛丸量抛丸器各一台,和Q3110相比抛丸器数和丸量都增加了,加大了抛丸生产率,缩短抛丸清理时间,在铸造生产线上与一砂型一砂型造型,一砂型一砂型落砂相配匹,就可用于铸造流水生产线上,使得整个铸造工序自动化起来了。

3.2 自动抛丸清理滾筒适用范围

  我国的汽车铸件一般为多品种大批量生产,需要适用于这种状态的抛丸机,QZ3112自动抛丸滚筒不但能适应一般汽车铸件,也能适应轿车和轻卡的缸体、缸盖,后桥等重要的汽车铸件,这些铸件清理干净与否,直接影响汽车使用寿命。在鋳造生产线上若配用它,一次清理1~2件,在滚筒带动下边作卧式旋转,边两端逞扇面冋工件抛丸,将弹丸打入缸体内腔和水套内,使水套中的型砂清理干净,可替代价格昂贵的鼠笼抛丸清理,并达到自动作业目的,这一设想是否可能呢?文献[10]作了肯定回答,很多机械维修厂(车间),用Q3110(或Q3113)抛丸滚筒清理缸体、箱体这类零伴,也有厂将缸体、箱休这类件装在鼠笼中再置於抛丸滚筒中抛丸的。对于水暖管件,生产批量大;形状复杂有内腔(抛丸要能打到孔径内壁);产品混杂(一造型线多造型机产品各异,还有用组合型板造型);薄壁怕幢工件(QZ3112自功抛丸滚筒内壁护板可衬一尽耐磨橡胶或耐磨塑料)和细小工件(如φ3×20小弹簧的抛丸强化,这时在滚筒内壁护板上捕上7目以上钢丝网),选用图五右所示的连续生产QZ3112自动抛滚筒都能适应。

4.后记

  一般新产品研制过程是:设计→试制→试验→修改设计→修改制造…直到好用,投入便用,以后还要不断修改。作者的电子版图绘好后反复思考,反复修改,图六所示的自动抛丸滚筒设计的过程,作者有Q3110全套蓝图,依此用两台Q3110滚筒体相对接设计而成於图六左图所示,多方请教,再考虑改造简易分离器於图六中图所示,然后考虑回收弹丸要过筛,要既能抛丸中小铸件,又要強化φ3×20小弹簧,更要能抛丸箱体缸体,最后设计出螺旋输送器收集弾丸,过筛后斗式提升机提升到BE型分离器分离出回用弾丸的QZ3112自动抛丸滚筒於图六右图所示。为实施,就要联系用户,开始联系使用厂,首先将机器做出来,然后拉铸件去试验,代替老产品一台,给一台的钱,二台,给二台的钱。联系制造厂,却说有用户就做。在此作者说一句,两份自动抛丸滾筒图是设计图,愿制造它的厂,可厂出施工图,也可由作者出施工图。如试验后,需要返工的损失由作者负担(作者深知不会有大返工的)。QZ3112自动抛丸滚筒是在目前国内外都广泛使用的Q3110抛丸滾筒的基础上,在保留其70%不变的零件而修改设斗而成的QZ3110自动抛丸滚筒后而改成的。因而这“纸上谈兵”的电子版图低是可靠的国纸。

参攷文献

1.国内外清理没备概况,徐金鸿《第九届中国铸造学术合议论文集》东北大学出版社出版
2.自动铸造生产线上的抛丸机(一),徐金鸿《铸造设备研究》06-3-14
3.机械化装卸料自动抛丸滚筒,徐金鸿《铸造设备与工艺》12-1-1
4.分丸轮的结构设计,徐金鸿《铸造工程》12-4-35,
5.抛丸机中抛丸器的优化设计再议,徐金鸿《铸造设备与工艺》10-4-1
6.Q3110型抛丸清理滚筒,青岛铸造机城厂《铸造机械》66-1-42
7.Q3l13型抛丸请理滚筒,青岛铸造机械厂《铸造机械》67-2-62
8.Q3113A型抛丸清理滚筒锁门机构的改进,青岛铸造机城厂《铸造机械》73-4-56
9.Q3113A型抛丸请理滚筒锁门机构的改进,眉山车辆工厂,包科光《中国铸机》82-4-47
10.扩大Q3110型抛丸清理滚筒的应用范围,安嶶省公路机械修配厂戴強民《中国铸机》85-6-17
11.Q3110型清理滚筒抛出口的改进,无锡水泵厂,许茂荥等《中国铸机》83-5-50
12.清理滚筒门锁紧机构的小改进,北京二七机车车辆工厂,张士增等《中国铸机》84-4-65
13.南京汽车制造厂铸造厂灰铸铁车间,南京汽车制造厂铸造厂,王如山《中国铸机》89-1-23
14.第一汽车制造厂二铸工艺设计中若于问题,笫一汽车制厂,郑际蔚《中国铸机》88-3-30
15.Q3310型倾斜滚筒抛丸清理机(研制),青岛第三铸造机械厂,王凤刚《中国铸机》90-4-42
16.Q616型滚筒连续抛丸清型机动,青岛华青铸造机械公司,阎学成《中园铸机》95-5-51
17.铸造设备选用手册,机械工业出版社1990年10版,曹善堂,曹立人编



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