瓶類(lèi)零件內(nèi)表面噴砂質(zhì)量控制研究

于家鶴

摘 要：瓶類(lèi)零件內(nèi)表面噴砂處理時(shí)，由于無(wú)法目視觀察，且在噴砂箱中操作不便，可能造成噴砂管口長(zhǎng)時(shí)間停留在一個(gè)位置，造成瓶腔內(nèi)表面噴砂不均勻，甚至出現(xiàn)局部凹坑，瓶壁厚度變薄等問(wèn)題，影響產(chǎn)品質(zhì)量，為了解決此問(wèn)題，一方面從吹砂原理上進(jìn)行分析，要減小吹砂的切屑量，應(yīng)避免吹砂管口離瓶壁距離過(guò)近，另外通過(guò)分壓法，增加管口的面積，減小沙粒噴出時(shí)的壓強(qiáng)；另一方面，從方便操作者施工的角度，增加輔助工裝，方面操作者施工。從上述兩個(gè)方面進(jìn)行工具的改進(jìn)和工藝方法的改善，以實(shí)現(xiàn)瓶類(lèi)零件內(nèi)腔噴砂質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞：瓶類(lèi)零件；噴砂；分壓法；輔助工裝

中圖分類(lèi)號(hào)：TG156 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、問(wèn)題簡(jiǎn)介

在機(jī)械領(lǐng)域存在大量瓶類(lèi)零件作為儲(chǔ)存壓縮氣體的容器，其典型結(jié)構(gòu)為瓶腔內(nèi)部較大，瓶口唯一，且尺寸較?。ㄈ鐖D1所示），此類(lèi)零件在焊接和熱處理后，內(nèi)表面存在較厚的氧化皮，需要進(jìn)行噴砂處理來(lái)消除氧化皮，而此類(lèi)零件的噴砂后，往往在瓶腔內(nèi)部出現(xiàn)局部水滴狀凹坑，不但影響內(nèi)表面質(zhì)量，也影響瓶壁厚度，且問(wèn)題復(fù)現(xiàn)率較高，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成產(chǎn)品報(bào)廢。

二、原因分析

目前對(duì)于瓶類(lèi)等尺寸較小的工件一般在噴砂箱中進(jìn)行操作，操作人員在箱外通過(guò)膠皮手套控制噴砂管嘴對(duì)準(zhǔn)工件待處理表面，沙粒在壓力作用下高速撞擊產(chǎn)品表面，產(chǎn)生切削力，可以清除產(chǎn)品表面的氧化皮，同時(shí)此切削力也會(huì)對(duì)工件本體材料有一定的切削作用，切削量與介質(zhì)硬度、噴砂強(qiáng)度、噴砂口與工件的距離、噴砂口與工件的角度、噴砂時(shí)間有關(guān)。由于瓶類(lèi)工件自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，噴砂過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)主要有以下兩個(gè)方面：

1 由于瓶口較小，在噴砂時(shí)內(nèi)腔無(wú)法直接目視觀察，噴砂時(shí)需要只能靠操作者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，可能存在噴砂口離工件距離近、噴砂口與切削面角度大、噴砂區(qū)域不均勻等情況，對(duì)噴砂質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2 由于噴砂箱結(jié)構(gòu)限制，操作者施工時(shí)一手拖著瓶子，一手控制噴砂管嘴，操作難度大，由于瓶口單一，噴砂時(shí)，沙粒無(wú)法排出，會(huì)逐漸填充到瓶底，一方面影響瓶底部的噴砂效果，另一方面會(huì)增加瓶子的重量，增加操作者操作困難，容易出現(xiàn)噴砂管口與工件距離過(guò)近，一些區(qū)域噴砂時(shí)間過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題，造成局部切削量過(guò)大。

綜上所述，由于瓶類(lèi)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成了噴砂過(guò)程中影響切削量的噴砂管口與工件距離近和噴砂時(shí)間兩個(gè)重要因素?zé)o法控制，是導(dǎo)致瓶腔內(nèi)部噴砂缺陷的主要原因。

三、解決措施

為了解決瓶腔內(nèi)壁噴砂缺陷問(wèn)題，需要從控制影響噴砂切削量的要素入手，具體實(shí)施方案如下：

1 改進(jìn)噴嘴的結(jié)構(gòu)。對(duì)噴砂機(jī)噴嘴進(jìn)行改進(jìn)，將原直口單向噴嘴改為管壁多孔形式（如圖2所示），即將管嘴前端改為封閉結(jié)構(gòu)，在管壁上不同方向開(kāi)出多個(gè)小孔，噴砂時(shí)，使砂粒從不同方向的管孔噴出，一方面增大了噴砂口的端口面積，減小單個(gè)噴口的壓強(qiáng)，減小切削量；另一方面，由于新管嘴正前方不開(kāi)口，且與最前端的管壁孔有一定的距離，如此改進(jìn)后，即使在操作者無(wú)法進(jìn)行目視觀察的情況下，也可以有效控制噴砂孔與工件的最小距離，避免造成局部切削量過(guò)大的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)驗(yàn)證，管壁上開(kāi)孔的數(shù)量為8個(gè)，孔徑為φ6，最前端孔與端頭距離為15mm時(shí)，噴砂效果最佳。由于管壁開(kāi)孔改變了噴砂方向，沙粒對(duì)于噴嘴的磨損也較大，為了能夠提高管嘴的使用壽命，在噴嘴的選材上進(jìn)行了相關(guān)研究，為了保證噴嘴材料不會(huì)對(duì)沙粒和工件表面造成污染，選用鋼和陶瓷作為噴嘴材料進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，一般單個(gè)鋼管嘴完成8～10個(gè)瓶腔的噴砂會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的磨損，單個(gè)陶瓷管嘴能完成12～15個(gè)瓶腔才會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的磨損。

2 減少操作者的工作強(qiáng)度。為了減輕操作者的操作強(qiáng)度，使操作者能夠靈活控制工件，設(shè)計(jì)一個(gè)瓶類(lèi)零件噴砂用的支架（如圖3所示），使零件可以在支架上自由旋轉(zhuǎn)，這樣不但減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且工人可以更好的控制零件的轉(zhuǎn)動(dòng)，能有效減少?lài)娮鞂?duì)一個(gè)區(qū)域吹砂時(shí)間較長(zhǎng)的情況，同時(shí)也能提高一定的生產(chǎn)效率。

3 噴砂介質(zhì)的選擇。為了控制噴砂的切削量，在噴砂介質(zhì)的選擇上進(jìn)行了相關(guān)的研究，目前擦汗你雇傭的噴砂介質(zhì)有白剛玉、棕剛玉、石英砂等，在相同粒度的情況下，白剛玉的寫(xiě)血量最大，石英砂的切削量最小，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，采用白剛玉雖然存在局部切削量過(guò)大問(wèn)題，但通過(guò)其他工藝措施改進(jìn)后，能夠?qū)η邢髁窟M(jìn)行控制，而白剛玉的噴砂效率高，能夠節(jié)省大量的施工時(shí)間，性?xún)r(jià)比最高。

四、實(shí)施效果

上述改進(jìn)措施主要是從控制噴砂口被切削工件表面的距離、噴砂口與別切削表面的角度、噴砂強(qiáng)度以及噴砂時(shí)間這幾個(gè)方面著手進(jìn)行的輔助工具的改進(jìn)，其改進(jìn)方法不影響現(xiàn)有設(shè)備和工藝流程。通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，所加工的零件均能滿足設(shè)計(jì)要求，瓶腔內(nèi)沒(méi)有再出現(xiàn)凹坑等問(wèn)題，不但提高的產(chǎn)品的質(zhì)量，而且在一定程度上提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1]赫傳智.瓶形零件簡(jiǎn)易噴砂法[J].電鍍與環(huán)保，1990（02）：43-44.