对冲压件进行在线式喷丸处理和清理
发表时间:2010-02-20 08:55:58; 来源:
|
当冲压件与正在加工的板材带钢‘藕断丝连’的情况时，能够在连续生产过程中自动的完成喷丸清理和清洗。工件传送的任务由通过各个生产工位的冲裁带钢来完成。在本文介绍的表面处理技术设备中，采用的是超声波清理和压缩空气喷丸技术。在更换冲裁产品和连续的生产过程中，这种技术能够提高冲压件的生产能力和经济性。
位于Lüdenscheid市的HGH公司将超声波清理和机械喷丸清理技术组合在一起，应用于连续冲压生产过程中，从而解决了许多企业因中断连续冲压生产而带来的麻烦。冲压件、带状板材可以连续的进入生产并进行清理。这种技术的主要步骤是：利用超声波清除防锈油、喷丸和超声波清洁，其结构紧凑，是长期以来连续冲压生产企业所希望而又未能实现的。基于连续冲压工艺的改进，可以将生产能力翻一番，并且降低生产费用。
该生产线的研发设计，从开始构思到完成制造，持续大约一年半的时间。而这个研发项目的起因源于一个用户对于喷丸处理的技术咨询，清除冲压件焊接后的焊渣点。根据用户的这个要求，形成了在连续生产过程中，也就是在连续冲压过程中在线完成工件清理的设计意向。这是一个以整个生产过程为主导的设计理念。而在这个设计理念中，HGH公司的表面处理技术、HGH-SAT公司的清洁技术都具有非常重要的作用和意义。项目研发的最终结果是一条连续生产的自动化生产工艺。在这个工艺中没有人必须用手接触所谓的“冲压裸件”，无论是在冲压之后，还是在检验之后，或者是在冲压之后的有毛刺、飞边的“冲压裸件”。
整个冲压生产过程是这样的：在一个多工位级进连续冲压模中，工件被冲压下来，完成压延成型和焊接等工序。但是它仍然有很小的一点局部与冲压板料连接在一起，由冲压板料带着冲压和焊接后的工件一起进入到超声波表面处理设备中，进行清除防锈脂和焊渣的工作。在喷丸室中完成焊接焊豆和毛刺的清除工作。这在避免冲压件使用时的短路和电气短接是非常必要的。在第二次时间较短的超声波表面处理中，在冲压件的质量检测之前，再次利用超声波表面清理技术清除喷丸处理时遗留下来的残留物。在完成上述所有的操作之后，冲压件才彻底的与毛坯板材分离，单独的存放在一起。质量不好的冲压件被放置在废品箱中，合格的冲压件则直接进入包装车间。
清理时间为7s
第一条按照用户要求设计制造的生产线以12m/min的速度输送冲压板料。在这样高的生产效率下，每个冲压件在超声波清洁室中的停留时间仅有 7s。根据具体设备的结构不同，生产线的生产效率还可以进一步提高。除此以外，该方案还允许有特殊要求的工件在生产线外进行加工。原则上它能适应各种特殊的专业要求。例如，第一道超声波表面处理可以用做清除毛坯板材表面的防护涂层，能够以60m/min的速度完成板料毛坯表面的防护层清理工作。
超声波除油-喷丸-超声波清理三级表面处理工艺的粗略过程，可以用这样的文字予以描述：在完成冲压和焊接之后，板材毛坯进入第一个超声波表面处理工位进行除脂和去毛刺（图1）。在这个设备之前，有一个光电柜控制系统对板料毛坯的通过状况进行监控。检测到的差异以模拟信号（0~10V）的形式直接传送到SPS可编程序控制器中。电气控制系统对收到的模拟信号进行分析评判，经过安装在第二个清洁室后的变频器控制调节板料毛坯的驱动机构。在光电柜监控系统之后是第一个清洁室中利用弱碱性的清洁剂，在超声波的帮助和支持下，清除板料毛坯表面的防锈脂。然后用过滤后的空气吹净板料毛坯，避免了残留的清洁液进入生产线的冲洗工位。
图1 清除板料毛坯表面防锈脂的超声波清洁池，在超声波的帮助下清洁效果明显提高
从两面进行吹风干燥
板料毛坯的冲洗采用喷射清洗法（图2）。用不锈钢材料制造的扁喷嘴用0.15MPa的喷射压力从上、下两面对板料毛坯进行冲洗。喷射角度为 60°。清洗后用过滤的室温气流从上、下两面对板材进行第一次吹干（图3a）。在后续的热风吹干中，使用的是200℃左右的热空气进行吹干（图3b）。所有吹风管都由一个压缩机从侧面供气，输入的室内空气的气压比大气压高0.05MPa。空气压缩机有一个非常易于更换的滤芯，实现了经济压缩空气的供应。
图2 有四个喷嘴的用于清洗残留在板料表面清洁剂的冲洗清洁装置，清洁时从上、下两面进行冲洗
(a)
(b)
图3 清洗后从上、下两面预干（a）和热风吹干（b）。预干时，使用的是常温气流进行吹干，热风吹干时使用的是大约200℃的热空气
含有水蒸气的清洗气流由径流式鼓风机输送到清洗设备中，以避免在不锈钢材料的表面留下冷凝水。在清洗室的操作仓，有手动开启的塑料防护门。用一个指示灯表示防护门的开启与关闭状态。从而保障了操作者不会误入到正在运行的板料毛坯区中。
保证喷嘴间距恒定不变
在表面处理的第二步中，主要是利用喷丸表面处理技术清除焊接后的焊豆和毛刺飞边。冲压板料在引导机构的引导下进入喷丸室，并定位（图4）。保证在整个喷丸处理过程中板料毛坯与喷丸喷枪之间的间距恒定不变。引导装置安装在喷丸室的滑台之上。它带有四个喷丸喷枪，能够从上、下两侧对板料毛坯进行喷丸清理（图5）。这里采用的喷丸工艺属于干式喷丸，在这种喷丸工艺技术中，喷出的球形丸（混合物颗粒）在压缩空气的帮助下加速射向板料表面。混合物颗粒的组成成分对喷丸处理的后果有着重要的影响。一个重要的进一步优化改进的标准是重复利用率，以便降低喷丸时的生产成本。
图4 冲裁板料在传送机构的引导下进入喷丸室并定位，与喷丸枪之间保持着恒定的距离
图5 带有四个喷嘴的导轨能够从两面对冲裁板料进行表面处理，它具有非常好的使用柔性化
喷丸处理结果的可重复性和可再现性，与旋风分离器中的喷丸分类有着密切的关系。在旋风分离器中，破碎的喷丸颗粒和被清理下来的焊渣、杂物等被从设备中清除出去。为了保证在连续的生产过程中有足够的喷丸颗粒可供使用，喷丸颗粒储备监控系统负责在喷丸颗粒减少时自动的补充喷丸颗粒。为保障喷丸设备使用的灵活性，其引导装置负有非常重要的责任：它一方面可以放大或者缩小；另一方面，每一个喷嘴的喷射压力都可以调节，还可以实现某个喷嘴的单独开启或关闭。在喷丸处理之后，板料毛坯再次用风吹净，在离开喷丸室之前已大体上干净了。
在第二次利用超声波进行精细表面清洁时，采用的是与第一次超声波清洁相同的系统。这台清洁设备板料毛坯输送的驱动机构采用的是摩擦传动机构。其惟一的驱动辊位于板料毛坯下方，并带聚酯层。与压辊使用的是高分子的RCH-1000材料。在这些压辊上都加工有凹槽，以便与不同的板料毛坯相匹配。
压辊的压力通过两个气缸进行无级调节。为了便于板料毛坯穿入传送系统之中，压辊可以升高20mm。这套具有示范性的连续生产设备具有很高的适应能力。根据用户不同的需求，可以得到合适的解决方案。 |
