可用于齿轮、小型铸造件等强化抛丸作业

用于稳定杆、连杆等强化抛丸处理

用于曲轴、连杆等强化抛丸作业

用于弹簧、小型圆钢件抛丸强化处理

弹簧、齿轮、铸造件抛丸强化作业

用于钢结构、焊接件、大型型材强化抛丸

可以根据客户的具体抛丸强化要求、抛丸强化产能、抛丸强化技术要求等，设计合理的强化抛丸设备、抛丸强化工艺、具体抛丸施工方案，提供标准等抛丸强化一体化技能培训。

参照国际喷丸、抛丸强化标准设计强化抛丸机，抛丸强化效果可达到进出口表面强化技术标准。

专业抛丸强化设备制造商，为您提供全面经济的强化抛丸设备解决方案，欢迎咨询了解。

为风电发电机组齿轮、机械工程设备齿轮、核电工业齿轮、工业机器人传动齿轮、汽车动力齿轮等提供抛丸强化加工，参照齿轮行业强化技术要求，严格抛丸强化工艺规范、提高齿轮表面抛丸强化检测标准，建立全面的抛丸强化流程系统，可追踪所有抛丸强化加工工序和技术参数。

齿轮抛丸强化原理，是利用抛丸器带动钢丸做离心运动，然后高速射出，轰击齿轮表面，压出均匀凹坑，引入表面残余压应力，延长齿轮抗疲劳寿命，同时提高齿轮表面耐磨损性能、以及硬度等，达到齿轮抛丸强化目的。

齿轮经过抛丸强化，可有效延长抗疲劳寿命、齿轮表面硬度提高，抗磨损性能提高，式齿轮使用寿命得到有效延长，提高了齿轮使用经济效益，在社会经济发展、工业进步上，具有深远影响。

部分齿轮抛丸强化机和设备

齿轮抛丸强化机主要有吊钩式齿轮抛丸强化机、多工位旋转台式齿轮抛丸强化机、以及大型车台式齿轮抛丸强化机、辊道式齿轮抛丸强化机等。

齿轮抛丸强化后表面检测

• 残余应力检测（X晶体衍射仪）
• 表面覆盖率检测（覆盖率检测仪）
• 表面抛丸强度检测（弧高测量仪）
• 表面耐磨性能检测
• 表面硬度检测

齿轮抛丸强化工艺

bevictor伟德体育官网将根据客户齿轮等具体尺寸、规格、形态种类，以及抛丸强化技术要求，来设计专业的、高效节能的齿轮抛丸强化工艺技术流程，并实验验证抛丸强化技术可行性，最终使用于齿轮表面的强化抛丸加工。

专业齿轮抛丸强化加工服务厂家，欢迎来厂参观考察，bevictor伟德体育官网将竭诚为您服务！

汽车板簧的抛丸强化工艺一般有两种方式 :一是自由抛丸，即板簧在受抛丸的过程中，处于自由状态;二是应力抛丸，即将板簧在抛丸前预先加压，并保持在加压状态下抛丸，抛丸后再将板簧从加压状态释放，使得板簧受抛面得到更大的表面压应力。对于抛丸强化程度要求不高的板簧，通常采用 自由抛丸。而近年来 ，随着对汽车质量要求的提高，许多车型(如高级大客车的少片簧 、重载车的变截面簧等 )
对板簧抛丸的表面后压应力提出了更高的要求，自由抛丸已不能满足要求，应力抛丸是一种较为理想?的方式。

由于汽车板簧生产效率要求较高，所以对应力 抛丸强化工序要求连续生产，因此对应力抛丸强化 设备的自动化和可靠性要求比较高。之前国内此类生产线依靠进 口，国内抛丸设备生产企业仅可以研 制抛丸机部分，不能组成自动生产线。基于此，研发 了应力抛丸强化生产线，此项研发填补了国内空白。

1 生产线技术要求

1.1 设 计 要 求

抛 丸 弧 高 值 : >I 0 .3 5 C ;

生 产 线 生 产 率 :180件 /h。

1.2 工艺和电气控制要求

1.2.1 工 艺 要 求

人工或机械将需抛丸强化的工件(板簧 )放到位 于返回辊道上料工位的工装上，工装与工件通过加 压机上的加压油缸将工件压成弯曲状，拨叉架构将 工件固定于工装上。上料横移辊道将工件送到上料辊道上,然后进入抛丸机对板簧进行抛丸强化。
抛丸强化后的工件与工装一起由卸料横移辊道输送到卸料加压机中,在该加压机中将工件与工装分离,人工取出强化完的工件,而空工装则由返回辊道送到上料压机,准备下一个工作循环。

1.2.2控制要求

采用PLC及人机界面组成工业计算机系统。分自动与手动两种控制方式,以自动为主,应力抛丸强化时应为自动。应可模拟显示生产线工作过程,准确及时显示并记录生产线各个部位发生的故障,便于运行监控和检修。板簧下压深度调整由位移传感器控制,控制精度应达到0.5%。为保证工作流畅,应在上料和卸料压力机部位加上手动控制部分,目的是上料和卸料压力机在工作时,如发生小故障可用手动来加以解决,解决后返回自动状态,不至于影响全线的工作状态。

2 生产线的开发

2.1 技术关键及解决方案

为解决重复定位精度，加压机油缸安装有位移 传感器，加压过程中，位于板簧两端耳部的两油缸活 塞伸缩行程 自动精确控制 ，确保重复定位精度达到?0.01m m 。专用板簧夹具结构设计成可伸缩式，确保满足 自动夹紧、松开的要求 ，并可满足不同规格板簧的夹紧要求 (如 图 1)。

程序软件开发采用组态王等软件二次开发 ，保证计算机 自动控制整机运行过程达到适用 、可靠 、稳?定 、迅 捷 的 要 求 。

因生产线结构复杂 、运行要求可靠性高 ，所 以设计过程图中采用了三维设计软件进行机构和结构设计，在设计阶段进行模拟装配验证，有效地减少了结构干涉和尺寸设计错误 。图 2为用三维设计 软件设计的压力机三维装配图。

2.2 生产线结构和运行

2 .2 .1 主 要 组 成

应力抛丸强化生产线主要由抛丸室、前后辅室、主 机 辊 道 、上 料 辊 道 、卸 料 辊 道 、返 回 辊 道 、上 料 压 机、卸料压机、上卸料辊道、上卸料横移辊道、抛丸 器 、弹丸循环系统 、液压系统 、气动系统 、除尘系统 、 电气控制系统等几部分组成(见图 3及图 4)。

2.2.2 生产线运行概述

2.2.2.1 主机(抛丸强化 )部分 主机部分控

制 着 分 离 器 、提 升 机 、左 右 螺 旋 输 送?器 、抛 丸 器 、闸 门 、?上 料 辊 道 、卸 料 辊?道 、 主 机 辊 道 、返回 辊 道 等 部 分 。操 作 台 安 装 有 MP1 人 机 界 面 ，将 工 况 选 择旋钮旋 至手 动 位 置 ，设 备 处 于 手 动位置 。此时主 机 为 调 整 状 态 ，控制部分由人机界面担当，可以减少按钮数量。

打开人机界面翻至控制界面，按动相应按钮 ，启 动主机相应部位。显示主机相应部位的运行状况。

人机界面在控制系统 中主要有三个方面功能 : 1人机界面在主机手动工作时可以进行主机各个系 统的手动操作 ，如提升机 、分离器、螺旋输送器 、抛丸 器 、闸门、主机辊道 、上卸料辊道 、返 回辊道 ;2人机 界面可以直观地反映设备的各个部位所发生的故 障，并显示故障的部位名称，可以在不同的界面用走 马灯字幕显示;3人机界面可以在生产线流程图中显示工件到达的具体位置，以便更好地反映设备的运行状况。

当 设 备 手 动 控 制 部 分 全 部 启 动 后 ， 将 工 况 选 择旋钮旋至自动位置，按动自动按钮，主机可顺序启动 。

2.2.2.2 上料压力机部分

上料压力机系统安装有按钮控制盒 ，分手动和 自动两种工作状态。上料压力机所要控制的动作 比 较多 ，包括压力机上的安全 门升降 、主轴升降、两侧 轴升降、压力机内辊道升降和运行 、上料辊道升降和运行、工件装卸。尤其是工件装卸比较复杂，工件动 作沿 四方形路线做 前进一横移一后退一后退 (起 点 )。由于很多信 号 是 起 点 终 点 重 复 使 用 ，信 号 干 扰 问题 十分突 出。在程 序设计 时进行 了特殊处理 ，克 服信号干扰，?手动只是在调整及设备故障时应急使用，不能作为正常工作时使用。如果使用手动功能会严重影 响工件清理效率。

压力机两侧轴运行距离由位移传感器调整。调 整时将设置按到所需调整的传感器上，旋动调整旋 钮，将左右轴调至所需位置，锁定旋钮 即可。调整精?度 可 达 到 0 .5 % 。

2.2.2.3 生产线全自动运行

?自动操作时关键是六个T位信号的准确返回，尤以上料压力机工位、卸料辊道工位、卸料压力机工?位最为重要。 上料压力机工位到位后上料压力机可以工作 ，并使卸料压力机内辊道不能升起 ，卸完料的 工装不能送 。卸料辊道工位到位后卸料安全门降?下 ，卸 料 辊 道 停 止工作 ，卸 料 横 移 升 起 ，将 工 件 送 至?卸料压力机T_位。卸料压力机工位到位后卸料压力?机工作将一厂件卸下。工件离开卸料压力机工位到达 卸料工位 ，卸料辊道恢 复工作 。如果卸 料辊道工 位不 能复位，此时主机辊道运行将自动停止，以免工件撞?车。待卸料辊 道工位 复位后 主机辊道 自动运行 。

2.2.2.4 自由抛丸设置

为充分发挥设备的使用性能 ，该生产线增加 了 自 由 抛 丸工况 ，工件 不 需 要 上 卸 料 压 力 机 的 工 作 ，只需要 件通过抛 丸机后 直接完 成工件 强化过 程

2.2.2.5 系统运行安全设置

该系统上、卸料压力机必须有工件在且安全门关 到位后才 能工作 。上料压 力机有工件 时 ，卸料 压力 机不能将工装送出。卸料辊道工位有工件 ，卸料压力 机也有工件时 ，卸料安全门不能下降 ，待卸料压力机 工件送出至卸料工位 ，卸料压力机 内辊道降到位后， 卸料辊道工位的工件才能送至卸料压力机工位。卸 料辊道工位与卸料压力机工位、卸料辊道工位与工 件出到位这两组工位组合中有任意一组同时有工件 则主机辊道运行停止。

2.2.3 电气控制系统

设备主回路采用 3~380V、50Hz供电，控制回路采 用 由 控 制 变 压 器 输 出 的 单 相 220V 供 电 。工 件 清 理 过 程 由 PLC 与 MP1组 成 的 计 算 机 系 统 控 制 。 PLC 采 用 了 日本 欧 姆 龙 公 司 的 CQM ]H一51，MP1人 机 界 面 采用 了台湾维伦公司的产品。常规低压电气器件采 用了TCL公司生产的系列产品。

控制系统分为上料系统 、卸料系统 、主机系统三?大部分。三部分均可手动与自动控制，并自成系统， 互不干涉。这主要是考虑到各个部分 自动失灵时系 统仍能工作。上料系统与卸料系统各有单独控制箱， 主机 由操作 台控制电气系统主要 由上料压力机控制 、卸料压力机 控 制 、主 机 控 制 、液 压 系 统 控 制 、吹 丸 风 机 控 制 、除 尘 系统控制等部分组成。考虑到尽可能减少 PLC控制 点数，液压、吹丸风机、除尘系统这三部分采用手动 控 制 ，但 是 它 们 启 动 后 各 有 回 传 信 号 进 入 P L C 。 上 料 压力机 、卸料压力机 、主机控制是应力抛丸清理机的主要部分 。

2.3 研制中出现的问题及解决措施

为提高生产率 ，在横移辊道上各增加 了两个工 装，但是在横移辊道上同时有三个工装的情况下如 何保证位置成为一个难点。如果控制不当或工装撞 在一起 ，或工装不能准确进入下一个位置 ，就会使全 线无法正常工作。经过多次试验后 ，确定由横移下降信号随机定位 ，横移辊道上 的工装 ，无须定位控制 ， 因而解决了这一难题 。

在调试过程 中发现 ，压力机两侧轴下压到位 同 时停止后偶尔有爬行现象，这样就会影响板簧反弯 位置。通过试验，采取两轴先后运行的方法解决了这?一?现象。

卸料横移辊道上有三个工装，它的下降信号由 卸料压力机上的接近开关控制。在运行过程中，有时 工装会发生偏移 ，三个工装就会撞在一起 ，无法正常 工作。后来在卸料横移辊道上加装工装导向装置，确 保工装准确到位 。

3 结束语

应力抛丸生产线的研制成功 ，为汽车板簧行业提供了一种先进可靠的工艺装备，也解决了应力抛 丸的一些关键技术问题。由于设置 了自由抛丸程序 ， 不仅适合于应力抛丸工艺，也适合于自由抛丸工艺。

该生产线通过用户使用验证，工艺效果明显，运行可 靠，值得推广。

我司专业生产板簧抛丸强化线，有案列展示，技术可靠，经验丰富，欢迎了解。

1,抛丸处理成本的构成

(1)厂房、设备等固定资产折旧抛丸处理生产需要投入厂房、抛丸清理设备、起重运输设备等固定资产。这些固定资产作为企业的投资,分摊到生产的成本中,一般是按照一定的年限进行折旧。
厂房的折旧年限一般是20年,而机械设备的折旧是10年。一旦投入建成,即使这些厂房和设备不使用,从财务上来讲其价值也在逐年减少,故厂房、设备不生产也必须计算折旧费用。

抛丸处理需要进行折旧的还有车间通风除尘设备、搬运车辆、吊具等。不同的固定资产折旧年限是不一样的,可根据国家相关标准确定折旧年限。
计算出每年的折旧费用,再根据每年的工作天数或工作小时数,就可以计算出平均每天或每小时的折旧费用。

(2)能耗抛丸清理设备中,抛丸器、丸料提升机、螺旋输送机,以及分离、除尘、电动门、照月输送等系统都是电动的,设备一旦使用,就会有电能消耗。抛丸处理设备大小不一样,其设备消耗的功率也不一样,小的几十千瓦,大的则几百千瓦。因此,不同设备的运行成本就不一样。
另外、抛丸设备运行及后续的欧扫会用到压缩空气。压缩空气的消耗最终也是折算到空压机的耗电功率上。当然,一台空压机或一个空压站所生产的压缩空气不一定都用于抛丸生产。

(3)辅料消耗抛丸生产的主要辅料是弹丸。
常用的弹丸有钢丝切丸、铸钢丸、合金丸等,不同弹丸价格不一样,不同规格的钢丝切丸价格也不一样。当然,不同工件对弹丸的要求也是不一样的,因为不同的弹丸抛丸的效果不一样。在抛丸生产中,弹丸可以通过丸料提升机、螺旋输送机、分离系统等实现循环使用,但会不断磨损,最终成为粉末。
弹丸的消耗不仅和设备有关,还和实际生产有关,因为不同的设备抛丸器数量不一样,室体大小不一样,生产中抛打工件的面积也不一样。对一台抛丸设备而言,其所安装的抛丸器数量是一定的因此单位时间所抛射出的弹丸量是一定的。但是,由于抛丸生产工件外形尺寸、结构特征不一样,抛射出的弹丸消耗量也不一样。另外,由于一些设备管理不到位,存在抛丸器弹丸供应不足,出现一套抛丸设备中部分抛丸器她射量比额定量小的情况。当然,这种情况的存在,肯定会出现局部抛丸质量问题。抛丸生产中,由于一些工件先进行了机械加工,因此在抛丸时需要对螺纹孔、精加工表面、销孔等进行屏蔽保护,防止被打坏。为了屏蔽保护这些螺纹孔、精加工表面等,需要采用必要的材料或工装。常用的屏蔽保护工装有磁力橡胶板、橡胶塞等,虽然磁力橡胶板、橡胶塞等可以循环使用,但随着使用次数的增加,在弹丸的抛射下会变薄变短,最终失去作用。同样的屏藏保护工装用于不同的位置寿命是不一样的,因为抛丸室内不同抛射区弹丸抛射的角度、距离不一样,抛打的力量不一样,抛射的弹丸数量也不一样,因此磨损不一样。

(4)人工成本抛丸生产过程中工件的搬运吊装、吹扫,设备的操作、弹丸的补加等都是需要人工操作的,只是生产线白动化程度不一样,用人数量或人工的劳动强度不同而已。除了人工工资,人工费用还包括各种社保基金、劳保用品等。

(5)设备维修费用抛丸设备在使用过程中不可避免地会出现故障,一些零部件本身就是易损件,因此需要进行维修和更换零部件,即产生了设备维修费用。维修费用包括两部分,一部分是人工费用,另一部分是维修更换零部件费用,以及维修过程使用到的工具、能耗、辅料等费用,比如对抛丸器的更换,抛丸器本身需要成本,对于大修过程的焊接,就会用到焊机、焊丝、气体等设备或辅料,还会消耗电能。

2.影响成本的因素

(1)设备购买价格地丸设备由于规格、型号的不同,生产能力和应用范围不同,价格也存在巨大的差异,即使规格型号相同的地丸处理设备,由于具体的构成,配置等不同,其价格也不尽相同。
对于确定的地丸设备,折旧年限是一定的,每年或每天的折旧费用也是一定的,显然,设备采购的价格越低,每年的折旧费用也越低,反之则越高。
设备的折旧费用越高,分摊到生产产品上的成本也就越高。因此,设备购买价格是影响抛丸处理或本的主要因素。当然,如果设备价格很低,该影响就相对较小,如果设备价格很高,该影响就相对较大。

(2)生产负荷设备在折旧期内每天的折旧费用是相同的,显然,设备每天生产产品的数量越多,其生产产品单件分摊的成本就越低,否则越高。因此,要使抛丸产品分摊的设备成本最低,就要使设备满负荷地生产,使每天的产出最大化。

(3)吊装工艺抛丸处理的工件进入抛丸室的方式有悬挂输送式,也有地面输送式。对于大型结构件的抛丸设备,由于悬挂输送武吊具可以沿空中输送轨道循环,效率大大提高,因此使用较多。每一组空中输送吊具的设计承重是一定的,但是在实际生产中,工件的尺寸、重量各不相同,不可能每一件重量都与吊具承重相同或相近。
如果每一组吊具每次都只挂一个工件,肯定会存在尺寸、重量较小的工件,使得吊具的承载能力存在剩余,而且抛丸过程存在弹丸“空地”现象,一方面使设备的抛丸处理能力下降,另一方面是成本的浪费。当然,如果从工艺上进行改善,使每一组吊具每一次吊挂的工件总重量都与设计的承重相同或相近,整体外形也正好符合或接近设计的抛射范围,产能就会大大增加,相应的是成本降低。

(4)人工工资不同地区的经济发展程度不一样,工资水平也不一样。同一地区不同企业的工资水平也不一样。一个企业的工资水平不仅由地域决定,还由企业本身的薪酬制度决定。对企业而言令工工资越多,成本也就越高。

(5)辅料选用辅料价格不同,其性能也不同,抛丸处理效果不一样,耐用程度也不一样,消耗也不同,根据相关研究表明,在白口铸铁丸、脱联退火等铁丸,铸钢丸、钢丝切丸四种丸料中,价格最低的是自口铸铁丸,综合效果评价最差的也是白口铸铁丸,铸钢丸虽然价格最责,但综合装果评介最好,钢丝切丸的价格和综合效果评价都居于中间。

(6)抛丸处理工件的材质不同材质或相同材面的热处理状态不同,其表面硬度是不一样的,被抛打工件表面硬度不一样,弹丸的拟耗也就不一样。表面硬度低的工件,弹丸的磨报相对小,寿命相对较长。弹丸抛打到硬度较高的工件上,磨扬量会加大,弹丸寿命缩短。弹丸寿命短,意味着弹丸肖耗量大,生产的成本就高,反之成本就低。

3.抛丸处理成本的控制

低成本永远是企业的追求,在销售价格一定的情况下,成本越低利润率就越高,成本的降低可以使得销售价格具有调整空间,从而使得产品更具有市场竞争力。生产成本是产品成本的重要组成部分,对产品的总体成本具有很大的影响。抛丸处理作为机械企业中常用的生产工序,其成本必然影响到产品的整体成本。另外,抛丸处理设备投资大能耗高,对生产成本有明显的影响。因此,控制或降低抛丸处理工序的成本对于企业而言是必要的。

(1)选择经济适用的设备

很多企业的抛丸处理设备都是非标设备,根据企业生产的具体产品定制,尤其是大型的抛丸设备,每一个企业都不一样。由于是非标设备,造价一般较高。设备一旦好买,折旧成本是不可避免的,因此在采购抛丸处理设备时,应合理选型并且在性能满足的前提下尽可能低价采购,具体可从以下两个方面做工作。
一是对设备合理选型,使所选设备生产能力与生产产品和规模吻合,避免产能浪费。在设备选型前,应列出需进行抛丸处理的工件明细,明细中应包括工件的生产纲领、重量、外形尺寸等信息。根据工件最大尺寸确定设备的室体尺寸,根据工件最大重量确定输送系统及吊具的承载重量,再根据生产纲领确定生产节拍。通过式的抛丸设备一般包括前后辅室、抛丸室及吹灰室,室体尺寸越大,设备消耗的材料越多,价格就越高。输送系统及吊具的承载重量越大,对支架强度增加,需要的起重设备也越大,这都会使设备成本增加。设备生产能力达不到生产纲领,产能不足,意味着将来还需要增加设备或部分工件将外协生产。但是,设备生产能力超过生产纲领,则意味着设备存在着产能浪费,将来设备会存在部分闲置。当然,在考虑设备的尺寸、承重、纲领时,应对企业未来一定时期内的产品有所考虑和兼顾。
二是设备采购通过公开招标,降低价格,非标设备一套设备就需要进行一次专门的计算和设计,单台组织生产,因此设计和生产成本都较高.因比,设备生产企业在设备报价时,对利润率的要求会比大规模生产的标准设备高出很多,设备价格也会很高。要想降低设备采购价格,可以选择多个设备生产企业来进行公开投标,根据投标设备的性
能、价格、服务等进行选择。由于是非标设备,M置可能千差万别,为了使招标价格具有可比性、招标文件中应对各个技术参数进行明确,对设备构成进行界定,对各种配置进行限定。

(2)发挥最大产能

设备折旧费用一定,要使生产产品单件成本降低,就要使单件分摊的设备折旧成本降低。要降低分摊成本,唯一的办法就是让设备尽可能多地生产,使设备产能发挥到最大,设备的产量实现最大。
地丸处理设备具有较大的柔性,同一抛丸设备通过吊具的设计以及吊挂的组合可实现不同的产能。因此,根据企业生产的工件,在不超过悬挂输送承载的前提下,可以通过吊具的改善来增加吊挂工件的数量或通过不同尺寸、外形工件进行组合吊挂,使每一挂工件的数量或抛丸处理的面积达到最大化,从而提高效率和产量。当然,通过提高作业效率,还可减少用工数量,从而降低人工成本。

(3)弹丸混合使用

为提高地丸效果,降低丸料成本,可以根据实际生产情况将不同的弹丸混在一起使用。弹丸的混用包括不同种类的弹丸混合使用和不同规格的弹丸混合使用,如钢丝切丸和钱钢丸混合使用,既能提高抛丸的效果,又能降低丸料的使用成本。
据研究,抛丸处理时粗大的弹丸太多时,由于单位体积或重量的弹丸颗粒少,以致工件的表面有地方清理不到,正常的弹丸比例,弹丸会均匀地分后在工件表面,细的弹丸比例高,单位体积或重量的弹丸颗粒多,则会在工件的表面形成一个“保护层” ,而且弹丸内含有很多粉尘,这部分属于无效弹丸,降低了地射效率,要达到同样的清理效果,只能降低工件的处理速度。因此,将不同直径的丸料混用能提高效率并降低成本。

(4)其他方面

除了设备采购、产能发挥和辅料选用几个方面外,一些小的细节对于抛丸处理成本的降低也不容忽视。比如,工件上残留弹丸的清理也会影响到生产成本。一些工件存在腔体结构,在地丸过程中,大量弹丸会残留在工件腔体中。如果这些弹丸不清理出来,就会随工件转走一方面使得弹丸不能循环使用,另一方面还会影响到下一工序。再如,通过合理调整生产节拍,使T序间等待时间减少或消除,设备有效作业延长或最大化,也能够降低成本的分摊。

4.结语

用干涂装前处理的抛丸和用于表面强化或其他用途的抛丸要求是不一样的,因此抛丸处理的成本会不一样。即便是同一用途的抛丸,设备规格型号、吊挂方式、丸料选用不一样,会造成生产成本的不同。因此,对于抛丸处理,要控制好成本,首先要选购适合企业产品与产量的设备,降低固定成本的分摊;选择合适的丸料,降低辅料消耗;通过组合吊具吊挂,使产能发挥到最大。

钢丸和钢砂合 适的配 比可使钢 管表 面的获得 100% 的除锈覆盖率和满足涂 层要求的锚纹深度及锚纹形状 ，诸多学者认为磨料混合 比例达到不变时，被处理工件表面的锚纹及清洁度将处于稳定状态。 磨料使用过程中，弹丸的磨损使其直径不断减小 ，但由于不断在添加弹丸 ，磨料使用一段时间达到平衡后，磨料的粒度分 布基本保持不变，磨料的个数在增加。钢丸、钢砂在使用过程中，由于磨料不断的处于破碎，磨圆的过程中，钢丸、钢砂的粒径逐渐在变小，钢丸与钢砂的比例一直处于变化 中。本文探讨了钢丸与钢砂在使用过程 中的比例变化情况和获得 良好的表面处理效果 的合适比例。

一、实验部分

1.1 磨料性能
磨料由江苏bevictor伟德体育官网提供，钢丸S460，钢砂G18，其参数如表 1。

钢管由沙市钢管厂提供，钢管材质X70及X65，钢管表面锈蚀等级 A 、 B 级 。钢管外壁抛丸清理机为江苏bevictor伟德体育官网提供 ，型号HQGW14B，抛丸轮直径500mm，抛丸轮转速480r/min，抛射速度69-70m/s。

1.2 实验方法

第一次按4:1的比例将钢丸、钢砂加入抛丸机内 ，磨料循环使用 ，每隔一段时间，从抛丸机内取等质量的磨料 ，分离 出圆形钢丸和棱角钢砂 ，称取二者的质量 比。每次取样 时，通过锚纹测试仪 ，灰 尘度 比照表和除锈等级对照表检测钢管表面的锚纹 深度 ，灰尘度级别和钢管表面除锈等级。

磨料损耗除破碎外 ，主要为外溢流失 ，每 隔一 段时间 ，按损失情况向抛丸机 内添加新磨料。抛丸清理机平均清理速度在 8.25平米/min。

二、实验结果与讨论

2.1 磨料的比例变化规律

钢丸与钢砂各自在磨料中所占的比例如图1所示 ，随着清理时间的增加 ，钢丸所 占比例先下降 ， 后略有上升 ，最后下降。磨料清理40h后 ，钢丸的比 例 下 降 至 0.36。 钢砂所占比例先缓慢上升 ， 然后略有下降 ， 最后上升 ， 磨 料 清 理 40h后 达 到 了 43% 。 产 生这一变化规律的主要原 因是 由于磨料在清理钢管 表面时，受到 了抛丸轮叶片 出口处的压力 ，被压裂 或切削;在冲击钢管表面时 ，因吸收冲击能量而破 裂或被钢管表面锈尘的微切削 ，磨料 的粒径和形状 发生变化 ，钢丸破裂成钢砂 ，钢砂磨去棱角形成钢 丸 。 磨 料 清 理 23 h后 ， 清 理 面 积 达 到 11385 平米， 才 有 部分磨料粒径降低至19um，此后粒径低于19um的 磨料比例呈上升趋势。磨料清理40h后 ，粒径小于 19Ium的仅增长为20%左右 (见图1)。

2.2 磨料比例对钢管表面抛丸质量的影响

钢管防腐过程 中，涂层与钢管表面的紧密结合 是钢管有效 防腐蚀 的首要条件之一 ，此时要求涂层界面与钢管界面距离尽可能小 ，低于5A;涂层与钢 管 表面 的接触 面积则越 大越好 。通过抛 丸处理 的方 法除去钢管表面的锈迹和灰尘 ，使钢管表 面布满高 低不平 弹痕 ，从而形成有波峰波谷的粗糙表面 ，即 形成锚纹 。钢管表面除锈等级 、灰尘度级别 、锚纹 深度经抛丸处理达到规定 的要求 ，使钢管表面与涂 层界面的接触面积增大 ，充分接触 ，涂层更容易润 湿钢管表面闭。当钢管表面处理的平均速度8.25 平米/m in 时 ， 随着磨料中钢丸 、 钢砂的比例变化 ， 钢 管表面的清理质量明显变化。

2.3 磨料组成比例对除锈等级和锚纹的影响

抛丸清理磨料 中的小粒径磨料 占的比重多 ，钢 管表面的覆盖率就高 ，但单粒磨料的冲击力小 ，小粒径 的磨料所 占比重少 ，钢管表 面的覆盖率就低 ， 但单个磨料的冲击力就大。当降低钢管表面处理速 度时，也可增加钢管表面的覆盖率 。下面几组照片 图2到图6说 明了磨料 比例变化时的钢管表面形貌的 变 化 。 图 2 为 磨 料 中 钢 丸 占 0 .9 ， 钢 砂 占 0 .1 时 ， 钢 管 表面清理后 的形貌图 ，可以看到非常明显的圆形弹 痕 ， 钢 管 表 面 覆 盖 率 没 有 达 到 10 0% ， 部 分 锈 迹 未 清 除 。 参 照 国 际 标 准 IS08501—1钢 材 表 面 清 洁 度 标 准 ， 除 锈 等 级 仅 可 归 为 Sal级 。 图 中 也 可 以 观 察 到 弹 痕 形 状 呈 波 浪 形 ， 此 时 平 均 锚 纹 深 度 112 in， 锚 纹 深 度 分 布 范 围 在 70~ 134pm之 间 。 当 与 涂 层 结 合 时，这种锚纹形貌就难以起到 “咬合”涂料的机械 作用。

当钢丸所占比例为0.8,钢砂所占比例增加至0.2时,钢管表面清理后的形貌如图3所示。弹痕仍然很明显,钢管表面的覆盖率仍没有达到100%,但是大部分氧化皮,锈迹被全部清除,整体颜色呈现暗灰色。此时除锈等级达到5a2级。弹痕形貌仍然呈波浪形,锚纹深度将较大,平均为119um,分布范围在44-1224um之间。此时钢管表面处理效果仍不能达到与涂层紧密结合的要求。

当钢丸所占比例降低至0.4,钢砂比例增加至0.4,粒径小于194m的磨料增加至20%左右时,钢管表面清理后形貌如图4所示。图中没有圆形弹痕,钢管表面覆盖率达到了100%,但是表面仍然存在小面积的微锈尘覆盖区域,虽然呈灰色,但是没有完全露出金属的本色。此时除锈等级S2.5级,平均锚纹深度为90 um,分布范围在42~98um之间。
图5显示了钢丸比例下降至0.1时,钢管表面清理后的形貌,钢管露出了金属本色,除锈等级达到了Sa2.5级,即近白色金属等级,此时的锚纹深度分布在55- 110um之间。小粒径磨料的增加使锚纹深度略有增加。从图2至图5的组图可以看出,随比例的变化,表面凹坑直径减小,覆盖率逐渐增加,除锈等级逐渐提高,锚纹深度趋向稳定。

图6为钢管整体形貌，磨料中粒径低于19um的比例 占60%左右 ，钢管表面除锈等级显著提高达到近 白 色金属级 。钢丸、钢砂在使用一段时间后 的最佳 比例为0.1:0.3，粒径小于l9 um磨料比例达60%。

2.4 磨料组成对锚纹深度的影响

钢管经磨料清理后 ，表面会出现细微 的波峰和波谷 ，涂料会深入到波谷的底部 ，而波峰会咬住涂 层 ，形成锚或者机械齿 ，这就是涂层与钢管表面锚 纹的机械作用。锚纹一方面是指锚纹的深度 ，一方面是指锚纹的轮廓形状 ，有尖角形和弧形等 。钢管表面处理中，对锚纹的轮廓形状并不重视 ，但对锚 纹深度却有要求III。呈尖角形的锚纹可与涂层间形成机械作用力 ，但是太尖锐的锚纹却是点蚀的诱因。

这也是选用混合磨料处理钢管表面的原因。大 、小 粒径和不同形状磨料的混合使用 ，使钢管表面的锚纹深度与形貌均能达到涂层 的要求 。依据本文前面 磨料 比例 与钢管形貌 的分析 ，可 以看到粒径小 于 19 m以下的磨料的增加使得锚纹深度逐渐下降 (如 图 7所 示 ) ， 但 比 例 增 加 至 60% 时 ， 锚 纹 深 度 却 略有提高。图7中，锚纹深度下降至90 m左右，需要粒径小于19 m的磨料的比例增加至20%以上。

3 .结论

除锈等级 、锚纹深度、灰尘度级别在比例钢丸 0 .1 ，钢砂 0 .3 ， 800 目以下 0 .6 时达到最佳状态 ， 此时即使抛丸清理速度高达 8.25m 2/m in时 ，钢管清理质量 保持良好 。小粒径磨料对钢管表面处理质量的影响较大。如何 添加钢丸。钢砂保持这一 比例不再变化 ，需要进一步的试验。

抛丸（喷丸）强化：

金属零件在使用过程中，会发生金属疲劳断裂的现象，尤其在承载循环载荷（交变载荷）的情况下，金属极易产生这种由于金属疲劳而导致的拉应力，拉应力会导致金属产生裂纹，裂纹在金属继续使用（承载交变载荷）过程中，不断延展、扩大，达到一定程度会导致金属断裂；

为了解决金属疲劳断裂的问题，延长金属寿命，bevictor伟德体育官网需要在金属表面产生压应力覆盖成层、表面冷作硬化层，其可以有效抑制金属疲劳的发生，纺织金属裂纹扩散，有效延长产品的使用寿命，这就需要bevictor伟德体育官网引入抛丸强化、喷丸强化工艺；

抛丸和喷丸工艺，即是通过抛丸器或者强力压缩空气，将喷抛丸介质（常见钢丸、不锈钢丸、雾化不锈钢丸等），高速抛射到金属零件表面，强大的冲击威力，使介质可以在金属表面压出一个个凹坑，凹坑的深度取决于抛丸、喷丸的强度，由于大量大介质全面覆盖金属表面，使其表面压出均匀覆盖的一层凹坑（或者称为皮肤），压出的凹坑，会在金属表面引入大量残余压应力，形成冷作硬化层，而压应力能有效抵消金属表面疲劳产生的拉应力，而且冷作硬化的金属表面抗交变载荷能力强，当金属表面产生疲劳拉应力时，抛丸、喷丸处理后的压应力会抵消拉应力，使其不会累积，最终导致发生裂纹而断裂，在单元位置引入的表面压应力存量完全消耗掉前，这个位置不会发生裂纹和断裂，这样就可以，抵充相当一部分的金属疲劳拉应力，延缓金属发生裂纹和断裂的时间，达到增强金属使用寿命的目的。

弹簧失效机理：

目前常用的弹簧有压缩弹簧、悬架弹簧、板簧等，它们在实际使用过程中，都存在不断承载循环应力交变的情况，根据金属疲劳断裂原理，bevictor伟德体育官网知道，这种情况下，弹簧所使用的金属是一定要发生疲劳断裂的，同时bevictor伟德体育官网可以发现，引入残余压应力，对于LSFM/TSFM模式的疲劳断裂抗力是没有任何影响的，但引入喷丸强化作业，确实对此两种断裂形成了抗力，这就是“弹簧的组织结构强化机制”，发挥了作用，但断裂的机理和方式，bevictor伟德体育官网可以按弹簧种类来分别判断：

1.板簧（钢板弹簧）

板簧其实是一块具有弹性韧度的钢板，其主载荷为固定座和托载间的垂直载荷，尽管也有其他方位的载荷，比如惯性载荷，但由于其他载荷交变循环次数远小于垂直，而且板簧在这些载荷方向上的厚度足够，所以使用寿命内，发生疲劳断裂的可能性小，但也需要考虑，板簧主要是变循环载荷下表面不断产生拉应力累积，导致裂纹，左后变形和断裂；

2.圆簧（压缩弹簧、悬架弹簧）

这类弹簧使用圆柱钢螺旋成中空圆柱体形，由于其旋转成型时是按一定角度来成型的，在使用过程中，弹簧在沿着固定底座和其托载的物体这两点形成的直线方向，不断承受着载荷忽大忽小的连续循环变化，也就是bevictor伟德体育官网所说的循环交变载荷，但不同于板簧，载荷传递到圆簧所使用的圆柱钢上时，由于圆柱钢旋转方向和载荷方向不可能是90度角，也不可能是180度角，那么载荷给弹簧钢带来就不会是单独的切向应力，也不是单独的拉应力，载荷会被分解为一部分切应力、一部分拉应力，也就是说，弹簧圆钢，承载两个方向的交变载荷，就会发生两个方向的疲劳断裂；

除了金属拉应力导致的金属疲劳断裂外，bevictor伟德体育官网发现LSFM/TSFM模式的疲劳断裂跟表面应力变化无关，这种断裂失效属于组织结构上的失效。

弹簧抛丸强化、喷丸强化：

bevictor伟德体育官网已经知道板簧、压缩弹簧、悬架弹簧的失效机理，其实都是弹簧金属在各个方位承载的交变、循环载荷，导致弹簧在不同方向发生的应力拉伸进而疲劳断裂，而对弹簧抛丸强化、喷丸强化，引入表面残余压应力足以应对部主要的疲劳拉应力，抵消弹簧在交变载荷中产生的拉引力，延长弹簧寿命，增加经济效益；

同时对于LSFM/TSFM模式的疲劳断裂，弹簧抛丸强化、和弹簧喷丸强化中产生的“弹簧组织结构”强化机理，能有效预防，延缓此类疲劳发生；

综上所述，弹簧抛丸强化、弹簧喷丸强化，其强化机理为两方面，其一，引入表面残余压应力；其二，组织结构强化。

弹簧抛丸强化、喷丸强化设备：

确认了弹簧抛丸强化，弹簧喷丸强化在抑制弹簧疲劳、延长弹簧寿命的有效性，bevictor伟德体育官网就需要进一步为弹簧的抛丸强化、喷丸强化，准备抛丸、喷丸设备，bevictor伟德体育官网接下来将介绍几款用于弹簧表面强化的弹簧强化机：履带式抛丸机、连续弹簧强化机、滚筒抛丸机。

弹簧抛丸强化、弹簧喷丸强化介质：

有了弹簧强化机，就必须采购抛丸、喷丸用的介质，作为动能传递媒介（或者压应力媒介），抛丸、喷丸的介质选择，需要参考弹簧的尺寸和应用环境下必须达到的强化强度，如果弹簧尺寸小，为了达到有效的覆盖率，也不伤害到弹簧，bevictor伟德体育官网必须选择规格小的抛丸介质，如板簧，喷丸介质尺寸可适当放大，以达到较高的喷丸强度；

喷丸、抛丸介质的材质bevictor伟德体育官网一般选择钢丸（钢丸质量大，价格便宜），不锈钢丸（如不锈钢弹簧、抛丸强度要求高的弹簧），雾化不锈钢丸（可用于小型弹簧，喷丸强度要求相对不强的弹簧）；

bevictor伟德体育官网可依据以上要求选择喷丸、抛丸介质。

弹簧强化代工和设备、工艺提供：

bevictor伟德体育官网联合上海交通大学残余应力分析和喷丸强化实验室，中航工业集团航空材料研究研究院，不断试验和探讨弹簧失效机理，研发喷丸强化，抛丸强化在弹簧强化方面的应用机制和工艺，为广大客户提供金属强化前沿技术，在技术和经济兼顾的情况下，为客户提供合适的弹簧抛丸强化、喷丸强化代工服务，为客户提供性价优势明显的弹簧喷丸设备、弹簧抛丸强化设备，并推荐实际检验、优化过的成熟弹簧喷丸强化、弹簧抛丸强化工艺技术。

专业、执着、诚信、周到，您的微笑就是bevictor伟德体育官网的追求，欢迎垂询！

喷丸强化是通过高速运动的弹丸，冲击金属部件表面，当冲击力大于金属屈服应力时，金属表面发生凹坑状塑性形变，由于凹陷部位金属具有塑性，有抗拒变形，恢复原状的应力，而金属表面变形后金属表面层结构内发生组织挤压，使压应力增加，这样实现喷丸强化。

工件残余应力分析：

一般工件经由铸造、锻压、挤压、冲裁等一系类制造和机加工处理后，会在金属工件的表面残留有拉应力，而拉应力在金属部件日后的使用中，会犹豫交变载荷的作用，不断累积，当拉应力达到金属结构能够承受的极限，就会发生应力疲劳断裂；

拉应力主要来自于部件加工后的残留，和使用中发生的累积，而且多数拉应力疲劳导致的裂纹和裂纹延展，多发生于金属表面，为了预防金属的残余拉应力疲劳断裂，bevictor伟德体育官网需要对金属表面作强化处理，其中效果比较好，而且成本低，效率高的主要是喷丸和抛丸强化。

喷丸强化引入残余压应力：

为了消除金属工件表面残余拉应力，同时抵消金属工件日后不断累积的拉应力，bevictor伟德体育官网可以通过喷丸强化、或者抛丸强化，在金属表面引入残余压应力，在喷丸强化初始，弹丸冲击金属表面引入的残余压应力，会和金属表面原有残余拉应力中和，随着喷丸钱花作业的继续，压应力的不断引入，金属残余拉应力被中和消失，残余压应力不断累积，最终，在金属工件表面形成大量均匀覆盖的残余压应力层。

工件金属表面残余拉应力去除：

喷丸强化后，金属表面的残余的拉应力层已经被去除，金属表面累积有大量残余压应力，当工件安装使用后，由于承载了交变载荷，金属内部和表面不断产生了新的拉应力，并累积，但是当产生的新的金属工件残余拉应力传递到金属表面压应力层时，会发生应力中和抵消，即消耗部分残余压应力，去除残余拉应力，使得拉应力无法累积，这样就有效预防了金属部件因为拉应力疲劳断裂；

当金属部件表面喷丸强化引入的残余压应力存量消耗殆尽，那么金属部件的在使用中产生的拉应力会继续累积，如不采取有效措施，最终仍会导致金属发生拉应力疲劳断裂，所以喷丸和抛丸强化只能通过引入一定存量的压应力来抵消和抑制拉应力，而无法消除应力来源；

由于无法消除拉应力来源，所以要想长久，不断去除金属表面的拉应力，保持足够残余压应力，bevictor伟德体育官网就需要对工件二次喷丸强化，或者抛丸强化，将喷丸强化和抛丸强化，保持金属表面残余应力的平衡作为长效机制。

喷丸强化和抛丸强化设备：

1.喷丸机，喷丸强化采用的是压缩空气作为动力来源，其弹丸喷射方向好调节，基本可以做到垂直于金属部件表面，能很好的压出凹坑，引入残余压应力，所以理论上喷丸机、数控喷丸机、喷丸机器人等一系类喷丸设备是比较理想的去处残余拉应力的处理工具；

但是由于压缩空气作为动力，其能量转化率低，压缩空气消耗量大，动力也难以达到很大（压缩空气难以让大弹丸具有足够大速度），所以，对于表面硬度大的金属部件，喷丸机，难以达到强化效果，同时相对于大量连续处理的工件，喷丸的能量转化率低，使其不具有经济性，此时，喷丸强化的准确性优势可能被抵消；

2.抛丸机，抛丸机由于采用抛丸器作为动力来源，抛丸角度相对固定，那么当弹丸抛射到金属表面时，未必是垂直的，bevictor伟德体育官网需要将冲击力沿着垂直于工件表面和平行于工件表面作分解，由于冲击力分散了，冲击力转化率也就低了，但是抛丸器和抛丸之间能量转化高，在一定程度上可以弥补，所以大批量的金属表面强化，和冲击力要求高的金属表面应力强化，适合选择抛丸机。

喷丸和抛丸在去除残余应力方面的应用：

金属拉应力主要产生于承载循环交变应力的部件，所以曲轴、齿轮、汽车传动轴等一系类产品，以及板簧、压缩弹簧都会发生来应力残余导致的疲劳断裂，这些部件均需要进行喷丸强化，或者抛丸强化，对于一些喷丸强度极高，喷丸覆盖要求极为精密的产品，如发电机转子，航空发动机叶片，bevictor伟德体育官网需要特殊的喷丸强化工艺，比如采取激光喷丸技术等。

残余应力处理代工：

bevictor伟德体育官网从事多年喷丸机、抛丸机等残余应力处理设备生产，经验丰富，产品成熟，价格低廉，同时bevictor伟德体育官网承接残余应力处理代工服务，军工品质，值得信任。

悬链式抛丸机的介绍：

悬链式抛丸机，是通过链条构成圆形闭环循环送料出料系统，通过固定载具，将工件固定，然后通过吊钩，将载具和工件悬吊，然后电机驱动两条运动，将工件移入抛丸清理室，抛丸器抛射弹丸，对工件进行抛丸清理和表面强化处理，处理完成后，链条运行，会将工件带出抛丸室，在成品段卸下成品；

根据通过方式和工件固定方式，bevictor伟德体育官网可分为连续通过式抛丸机、步进通过式抛丸机和悬链积放式抛丸机。但整体工作流程相差不大。

悬链式抛丸机应用范围：

可以实现定点装载和卸载工件，可以用于方便悬挂和积放的零部件的抛丸处理，工件单悬挂重量在2000KG左右，如发动机缸体缸盖、电动机盖、各类齿轮、水泵壳体等工件。

悬链式抛丸机特点：

• 能够在静态下，定点装载和卸载工件、能快速自动输送工件到顶点位置，抛丸过程中可以自动旋转，显示360度角抛丸
• 采用PLC智能电器控制系统，可对悬梁速度无级调速、也可以步进定点传送
• 抛丸处理量大、效率高，单位工件处理人工占用量小

悬链通过式抛丸技术方案提供商，为您提供全套悬链式抛丸清理解决方案，欢迎来厂参观考察。