對沖壓件進行在線式噴丸處理和清理
發表時間:2010-02-20 08:55:58; 來源:news_from
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當沖壓件與正在加工的板材帶鋼‘藕斷絲連’的情況時，能夠在連續生產過程中自動的完成噴丸清理和清洗。工件傳送的任務由通過各個生產工位的沖裁帶鋼來完成。在本文介紹的表面處理技術設備中，采用的是超聲波清理和壓縮空氣噴丸技術。在更換沖裁產品和連續的生產過程中，這種技術能夠提高沖壓件的生產能力和經濟性。
位于Lüdenscheid市的HGH公司將超聲波清理和機械噴丸清理技術組合在一起，應用于連續沖壓生產過程中，從而解決了許多企業因中斷連續沖壓生產而帶來的麻煩。沖壓件、帶狀板材可以連續的進入生產并進行清理。這種技術的主要步驟是：利用超聲波清除防銹油、噴丸和超聲波清潔，其結構緊湊，是長期以來連續沖壓生產企業所希望而又未能實現的。基于連續沖壓工藝的改進，可以將生產能力翻一番，并且降低生產費用。
該生產線的研發設計，從開始構思到完成制造，持續大約一年半的時間。而這個研發項目的起因源于一個用戶對于噴丸處理的技術咨詢，清除沖壓件焊接后的焊渣點。根據用戶的這個要求，形成了在連續生產過程中，也就是在連續沖壓過程中在線完成工件清理的設計意向。這是一個以整個生產過程為主導的設計理念。而在這個設計理念中，HGH公司的表面處理技術、HGH-SAT公司的清潔技術都具有非常重要的作用和意義。項目研發的最終結果是一條連續生產的自動化生產工藝。在這個工藝中沒有人必須用手接觸所謂的“沖壓裸件”，無論是在沖壓之后，還是在檢驗之后，或者是在沖壓之后的有毛刺、飛邊的“沖壓裸件”。
整個沖壓生產過程是這樣的：在一個多工位級進連續沖壓模中，工件被沖壓下來，完成壓延成型和焊接等工序。但是它仍然有很小的一點局部與沖壓板料連接在一起，由沖壓板料帶著沖壓和焊接后的工件一起進入到超聲波表面處理設備中，進行清除防銹脂和焊渣的工作。在噴丸室中完成焊接焊豆和毛刺的清除工作。這在避免沖壓件使用時的短路和電氣短接是非常必要的。在第二次時間較短的超聲波表面處理中，在沖壓件的質量檢測之前，再次利用超聲波表面清理技術清除噴丸處理時遺留下來的殘留物。在完成上述所有的操作之后，沖壓件才徹底的與毛坯板材分離，單獨的存放在一起。質量不好的沖壓件被放置在廢品箱中，合格的沖壓件則直接進入包裝車間。
清理時間為7s
第一條按照用戶要求設計制造的生產線以12m/min的速度輸送沖壓板料。在這樣高的生產效率下，每個沖壓件在超聲波清潔室中的停留時間僅有 7s。根據具體設備的結構不同，生產線的生產效率還可以進一步提高。除此以外，該方案還允許有特殊要求的工件在生產線外進行加工。原則上它能適應各種特殊的專業要求。例如，第一道超聲波表面處理可以用做清除毛坯板材表面的防護涂層，能夠以60m/min的速度完成板料毛坯表面的防護層清理工作。
超聲波除油-噴丸-超聲波清理三級表面處理工藝的粗略過程，可以用這樣的文字予以描述：在完成沖壓和焊接之后，板材毛坯進入第一個超聲波表面處理工位進行除脂和去毛刺（圖1）。在這個設備之前，有一個光電柜控制系統對板料毛坯的通過狀況進行監控。檢測到的差異以模擬信號（0~10V）的形式直接傳送到SPS可編程序控制器中。電氣控制系統對收到的模擬信號進行分析評判，經過安裝在第二個清潔室后的變頻器控制調節板料毛坯的驅動機構。在光電柜監控系統之后是第一個清潔室中利用弱堿性的清潔劑，在超聲波的幫助和支持下，清除板料毛坯表面的防銹脂。然后用過濾后的空氣吹凈板料毛坯，避免了殘留的清潔液進入生產線的沖洗工位。
圖1 清除板料毛坯表面防銹脂的超聲波清潔池，在超聲波的幫助下清潔效果明顯提高
從兩面進行吹風干燥
板料毛坯的沖洗采用噴射清洗法（圖2）。用不銹鋼材料制造的扁噴嘴用0.15MPa的噴射壓力從上、下兩面對板料毛坯進行沖洗。噴射角度為 60°。清洗后用過濾的室溫氣流從上、下兩面對板材進行第一次吹干（圖3a）。在后續的熱風吹干中，使用的是200℃左右的熱空氣進行吹干（圖3b）。所有吹風管都由一個壓縮機從側面供氣，輸入的室內空氣的氣壓比大氣壓高0.05MPa。空氣壓縮機有一個非常易于更換的濾芯，實現了經濟壓縮空氣的供應。
圖2 有四個噴嘴的用于清洗殘留在板料表面清潔劑的沖洗清潔裝置，清潔時從上、下兩面進行沖洗
(a)
(b)
圖3 清洗后從上、下兩面預干（a）和熱風吹干（b）。預干時，使用的是常溫氣流進行吹干，熱風吹干時使用的是大約200℃的熱空氣
含有水蒸氣的清洗氣流由徑流式鼓風機輸送到清洗設備中，以避免在不銹鋼材料的表面留下冷凝水。在清洗室的操作倉，有手動開啟的塑料防護門。用一個指示燈表示防護門的開啟與關閉狀態。從而保障了操作者不會誤入到正在運行的板料毛坯區中。
保證噴嘴間距恒定不變
在表面處理的第二步中，主要是利用噴丸表面處理技術清除焊接后的焊豆和毛刺飛邊。沖壓板料在引導機構的引導下進入噴丸室，并定位（圖4）。保證在整個噴丸處理過程中板料毛坯與噴丸噴槍之間的間距恒定不變。引導裝置安裝在噴丸室的滑臺之上。它帶有四個噴丸噴槍，能夠從上、下兩側對板料毛坯進行噴丸清理（圖5）。這里采用的噴丸工藝屬于干式噴丸，在這種噴丸工藝技術中，噴出的球形丸（混合物顆粒）在壓縮空氣的幫助下加速射向板料表面。混合物顆粒的組成成分對噴丸處理的后果有著重要的影響。一個重要的進一步優化改進的標準是重復利用率，以便降低噴丸時的生產成本。
圖4 沖裁板料在傳送機構的引導下進入噴丸室并定位，與噴丸槍之間保持著恒定的距離
圖5 帶有四個噴嘴的導軌能夠從兩面對沖裁板料進行表面處理，它具有非常好的使用柔性化
噴丸處理結果的可重復性和可再現性，與旋風分離器中的噴丸分類有著密切的關系。在旋風分離器中，破碎的噴丸顆粒和被清理下來的焊渣、雜物等被從設備中清除出去。為了保證在連續的生產過程中有足夠的噴丸顆粒可供使用，噴丸顆粒儲備監控系統負責在噴丸顆粒減少時自動的補充噴丸顆粒。為保障噴丸設備使用的靈活性，其引導裝置負有非常重要的責任：它一方面可以放大或者縮小；另一方面，每一個噴嘴的噴射壓力都可以調節，還可以實現某個噴嘴的單獨開啟或關閉。在噴丸處理之后，板料毛坯再次用風吹凈，在離開噴丸室之前已大體上干凈了。
在第二次利用超聲波進行精細表面清潔時，采用的是與第一次超聲波清潔相同的系統。這臺清潔設備板料毛坯輸送的驅動機構采用的是摩擦傳動機構。其惟一的驅動輥位于板料毛坯下方，并帶聚酯層。與壓輥使用的是高分子的RCH-1000材料。在這些壓輥上都加工有凹槽，以便與不同的板料毛坯相匹配。
壓輥的壓力通過兩個氣缸進行無級調節。為了便于板料毛坯穿入傳送系統之中，壓輥可以升高20mm。這套具有示范性的連續生產設備具有很高的適應能力。根據用戶不同的需求，可以得到合適的解決方案。 |
