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数控喷丸强化设备  CNC数控喷砂机

CNC数控喷砂机或数控喷丸机的效果相比普通的喷砂机效果更好，数控喷砂机可以灵活地适应各种大小形状的工件，应用范围更广泛，同时，它可以轻松自如的清理大型复杂的工件。机械臂指引喷嘴对准工件隐蔽复杂的角落就可以清理盲区和死角，不断摆动的喷嘴进一步加快了清理过程。机器人既可以手动操控强化单个工件，也可以完全自动地强化系列工件。机器人可以根据不同工件表面要求采用任何大小和形状的丸料。机器人编程通过操作员控制操纵杆进行，以后类似工件的喷砂清理都可以通过编好的程序自动完成。 
数控喷砂机更加环保，不需要人工亲自操作喷嘴，对员工没有身体方面的伤害，员工只需控制好程序，在自动工作状态下，工作转盘，喷枪、喷丸流量、提升机、振动筛、螺旋分选器、喷丸时间均实现自动控制。 
但在操作过程中要注意以下细节： 
1.进行对喷砂表面加工操作时，喷砂机尽量接近工作，降低管路长度以及压力的损耗，减少管道磨损机率。 
2.为了更好的减少移位次数，防止空放或者漏喷的呈现，提高磨料操作率和工作效率，在施工前要全面进行考虑，合理放置喷射位置，拟定喷射路线。 
3.软管力喷砂表面加工要求减少压力损失和磨料对软管的集中磨损，对施工中必需弯折的处所，要经常更调标的目的，使磨损均匀，耽误软管的利用寿命。 
4.对喷砂表面加工时由于空气压力、喷嘴直径、加工的质量、结构表面锈蚀状态、效率等对料气等到时进行调整。 
5.要对空气压力、出砂量及结构表面污染环境矫捷掌握喷嘴移动速度。 
6.对喷砂表面加工涂装前如发现基体金属表面被污染或返锈，必需从头进行加工. 
7.加工好检查及格之后，尽快对喷砂表面加工并进行喷涂，隔时间越短越好。在潮湿或工业大气压等环境条件下，须在4h内涂装完毕，好天或温度不大时，最长距离不跨越12h。 
8.喷砂表面加工后，用干燥、无油的压缩空气断根浮尘和碎屑，清理后的表面不得用手触摸。

喷砂机应用范围:

一、预处理：电镀、喷漆、喷涂等所有被覆盖加工前喷砂处理，表面绝对清洁，同时大大提高覆盖层附着力及防腐蚀能力。

二、清理：铸造件、冲压件、焊接件、热处理件等金属工件去氧化皮、残渣、污垢；非金属制品表面清理，陶瓷胚件表面黑斑清除及还原漆纹图案等。

三、旧件翻新：汽车、摩托车、机电设备等所有运动部件的翻新清洗。同时消除疲劳应力，延长使用寿命。

四、光饰：所有金属制品及非金属制品（塑胶、水晶、玻璃等）表面痕迹消除，氩光雾面处理，使产品表面提升档次。

五、摸具处理：模具表面氩光雾面处理，图文制作，以及模具清理，不伤及模具表面，保证模具精度。

六、毛刺处理：机加工零件微小毛刺去除，注塑零件溢胶毛边消除。

七、不良品返工：产品不良覆盖层去除，表面不良着色及印字的去除。

八、强化：增加金属件表面硬度，消除应力，如飞机叶片、弹簧、机加工刀具及武器等表面处理。

九、刻蚀防滑加工：金属制品、非金属制品表面刻蚀图案、文字及防滑处理，如：大理石、手柄防滑、印章、石碑刻字等。

十、牛仔服处理：牛仔服磨砂、发白及猫须效果达成。

喷砂设备的选择:

一、喷砂效果的选择：
    一般而言，喷砂效果主要由喷砂介质（磨料）决定，范围可从效果强烈的金属磨料到效果柔和的树脂磨料，同时干喷与湿喷亦是重点考虑的因素，客户可携工件试样确定。  

二、生产效率确定设备种类：
    根据加工能力选择自动化喷砂生产线、半自动化喷砂设备、压力式喷砂机、普压式喷砂机。

三、工件尺寸确定设备规格：
    根据工件尺寸选择机舱大小，以便有足够的空间完成处理工作。

四、压缩空气要求：
    根据设备规格确定空压机容量，并留20%余量，以保护空压机使用寿命。

数控系统 

SIEMENS 840D+ SIEMENS可编程序控制器S7-300+10.4〞显示屏采用先进的CNC控制系统，具条件控制、限时控制、步进控制、模/数和数/模转换、通信等功能，基于840D操作系统环境研发的数控强力喷丸机专用人机界面和喷丸饱和曲线自动生成，简洁明了，操作方便。电气控制系统配备控制柜，采用西门子S7-300可编程控制器有控制、准备、进给、自诊断、远程诊断、自动补偿和手动补偿、C轴误差修正、人机对话、在线编程、脱机编程和突发事故数据储存等功能。同时驱动系统采用功能齐全、性能良好、可靠性高的交流伺服系统，机械运行装置出现误差或电气线路系统出现故障时系统会自动报警并停止喷丸作业。

操作系统软件：Windows CC组态软件，设备工作状态显示，程序储存硬盘及机床运行历史查询，设备故障报警显示，喷丸饱和曲线自动生成（带监控软件用于维修和质量监控用户），PLC梯型图软件，易损件工作状态监视。

Sinamics S120驱动控制系统实现对整个系统的控制和各种开关量、模拟量的检测；S120系统是一个集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，其强大的定位功能实现各轴的绝对、相对定位，从而实现满足于数控喷丸对驱动与控制系统的高要求性。

FANUC数控系统及配套交流伺服驱动系统可对机床实现过程控制和维护监视功能，配置FANUC数控系统的液晶彩色显示操作面板及手轮单元控制方便，CNC控制器具有下载和上传程序功能，选配示教器可实现示教编程功能。

电气控制柜

电气控制柜防护等级IP54，具有除湿功能的空调，电柜内安装有维修用照明灯和交流220V工业电源插座。

控制系统配置了工业用PC上位机把控制技术与计算机技术融为一体，实现数据的存储、程序的调阅和网络通信等功能。

喷丸分类：喷丸按应用范围常分为三种类型1.清理喷丸2.强力喷丸（喷丸强化）3.喷丸成形 喷丸强化是一项非常传统的表面强化技术，原理是：借助高速运动的弹丸冲击工件表面，使其发生弹塑性变形，从而产生残余压应力、加工硬化等有利变化，以提高零件的弯曲／扭转疲劳强度和改善应力腐蚀开裂性能。

喷丸强化是一个冷处理过程，即无数个小圆形钢丸连续捶打零件表面，每颗钢丸撞击金属零件上，如一个微型棒捶敲打表面，捶出小压痕或凹陷。为形成凹陷，金属表层必定会产生拉伸。表层下，压缩的晶粒试图将表面恢复到原来形状，从而产生一个高度压缩力作用下的半球。无数凹陷重叠形成均匀的残余压应力层。

可以想象，在一个压应力区域，裂纹是难以形成或延展。由于几乎所有的疲劳和应力腐蚀失效都发生在零件表面或靠近表面的地方，因而通过喷丸强化导入压应力可显著地延长零件寿命。强化产生的残余压应力强度必须达到该零件材料的拉力强度一半。

很多金属疲劳失效的元凶是拉应力。这些拉应力产生是由于外部施加的交变载荷或生产过程如焊接、研磨、机加工形成的残余应力。拉应力试图将零件表面拉伸或拉 扯，最终导致裂纹的产生。而压应力挤压表层处的晶粒，使该区域的晶粒结构夯实、紧固地结合在一起，从而极大地延缓疲劳裂纹的形成。压应力层下，细纹延展缓 慢，因此增加压应力层深度，能有效抑制裂纹发生和发展。

应用领域

航空工业 航空工业对其零件有很高的要求，不但要求零件材料轻，而且要求它们能够在极其恶劣的环境下承受极端的载荷。借助于保护零件表面免遭外部破坏以及延长疲劳寿命，我们的表面处理可以改善零件的整体性能。 航空工业使用的绝大多数零件，包括飞机骨架、机翼、发动机、起落架、驱动装置、或传动零件（齿轮），均采用喷丸/抛丸处理技术满足其材料的性能指标。

汽车工业 汽车工业对材料的要求是成本低, 并能够在高的交变负载下保持良好性能。借助保护表面免遭运行时循环负载的损坏，表面处理能够改善零件的性能。 汽车工业绝大多数所使用的金属材料，包括发动机(曲轴\连杆)、悬挂机构、汽车A/B柱、传动零件(齿轮\连杆),均采用喷丸/抛丸处理技术满足其材料的性能指标。

机车工业 高铁工业对材料的硬度、耐磨性及抗疲劳性的要求也很高，并能够在很高的交变负载下保持良好性能。借助保护表面免遭运行时循环负载的损坏，表面处理能够改善零件的性能。 机车工业绝大多数所使用的金属材料，包括发动机(曲轴\连杆)、悬挂牵引机构、传动零件(齿轮\齿轮轴)，均采用喷丸/抛丸处理技术满足其材料的性能指标。

电力能源工业 在电力工业中，喷丸技术可以提高蒸汽，燃气涡轮机，如轮盘、末级叶片，辅助零件及设备的性能，同样也可以减少诸如侵蚀，微动磨损，微动磨损疲劳，疲劳以及应力腐蚀开裂等零件疲劳失效。 在传动元件，齿轮和轴上，喷丸技术普遍用来防止零件失效。但是最近，喷丸又被越来越多地用来增加关键结构的抗载能力，如超临界电站小管径不锈钢管内壁喷丸强化；汽车车桥中螺旋主被动锥齿轮超载台架试验也得到证明。

喷丸强化三要素

喷丸强化三要素分为：1、喷丸强化设备及其附件，2、介质：各种类型的弹丸，3、工艺：喷丸强化参数、与疲劳强度的关系；

一、喷丸强化设备:（1）气力式喷丸机适合零件品种繁多且每种产品产量较低和零件品种虽少但形状复杂；

（2）机械离心力喷丸机适合零件品种少而每种的产量大和零件尺寸较大且形状简单。

二、喷丸介质:喷丸强化用的弹丸通常有以下几种：铸铁丸、铸钢丸、不锈钢丸、钢丝切丸、玻璃丸、陶瓷丸、镍基合金弹丸等。

弹丸质量要求

1、喷丸用的弹丸几何形状应是球形，切忌带尖棱角。此外，为避免冲击过程中的大量破碎，弹丸必须具备一定的冲击韧性。

2、喷丸机内循环使用的弹丸总量，其中符合实际尺寸的弹丸重量应占80%以上。

弹丸选择原则

1、黑色金属零件可选用任何种类的弹丸。

2、有色金属及不锈钢零件推荐选用玻璃弹丸或不锈钢弹丸。如用铸铁、铸钢或钢弹丸，则喷丸后立即清洗，以便防止零件表面产生点化学腐蚀。

3、对表面光度及形位公差严格要求（或非配合表面）的大型零件，可采用较大尺寸的弹丸以获得较高的喷丸强度；对表面光度要求较高的零件（包括配合表面），应采用较小尺寸的弹丸。这样，在获得规定喷丸强度的同时，也能达到规定的光度要求； 带有内外圆角、沟槽的零件,弹丸直径应小于内外圆角半径和沟槽宽度的一半。

三、喷丸强化工艺参数:

影响喷丸强化工艺参数：弹丸材料、弹丸尺寸、弹丸硬度、弹丸速度、弹丸流量、喷射角度、喷射时间、离心轮至零件表面的距离。

强度控制

喷丸强化强度代表的是丸流喷打产生的能量。它是强化工艺中一个非常重要的参数指标，是确保强化生产可重复性的关键因素。丸流喷射在零件表面所产生能量大小与形成的压应力水平直接相关。使用较大尺寸丸料和/或增加丸流速度，都会增加喷丸强度。除此外，喷射角度和使用的丸料也会影响强化强度。

强化强度可用阿尔门试片测量，阿尔门试片是由一片标准的SAE1070弹簧钢，对其一面进行抛/抛丸/喷丸强化，由此在其表面产生的残余压应力会让该试片向被强化的一面弯曲或弧形凸起。阿尔门试片的弧形高度(即弧高值)代表的是丸流喷打强度，这个弧高值得取得是可重复性的。

覆盖率

要取得高质量的强化结果，必须确保达到完全强化覆盖率要求。覆盖率测量的是零件表面被丸流喷打形成小凹痕覆盖的面积。覆盖率不可低于98%，因为如不达到100%，应力腐蚀和疲劳裂纹就会在未被强化到，未被导入残余压应力的地方发生并衍展开，最后仍有可能导致零件的断裂失效。

如果要求的覆盖率超过100%(如150%，200%)，那就要求强化时间成比率的增加。例如，要对到200%覆盖率，强化时间将是100%覆盖率强化时间的2倍。