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发动机罩涂装前抛丸机处理弹丸残留问题研究及解决方案

文章出处:未知 编辑:抛丸机发表时间:2018-06-19 09:57:02 浏览人数:1074,1,0


重庆时时彩不定位胆稳赚 www.kkc4a.cn 摘要:介绍了推土机发动机罩抛丸处理后残留弹丸的危害,并从工件结构方面说明了残留原因。针对在底护板装配过程中残留弹丸进入螺纹孔并造成螺栓卡死或断裂的问题提出了3种解决思路。通过分析实际情况,选择在螺纹孔上点焊堵板以防弹丸进入的方案并进行了工艺试验。在此基础上应用到生产中,最终证明了该方案的可行性。

抛丸作为结构件高效的涂装前处理及表面强化、焊缝去应力处理工艺,在农业、工程、矿山等机械行业得到广泛应用[1-5]。但是,由于抛丸器抛射出的弹丸速率大,薄板件会被抛变形。而且如果丸料硬度高,还会破坏精加工表面及螺纹[6-7]。另外,抛丸后工件上易残留弹丸,不仅会浪费弹丸,而且会给后续喷漆、装配,甚至是产品的用户及市场带来不良影响[8]。因此抛丸时不仅要屏蔽?;ぞ庸け砻?而且要清理残留弹丸。工件结构不同,屏蔽措施、清理弹丸的难易程度也不相同,尤其是存在腔体结构的工件,由于开口小或存在死角等,弹丸一旦进入就难以彻底清理。如何让这些不能彻底清理出来的弹丸不影响后面的工序或产品的使用,是结构件涂装工艺人员面临的问题。

1 工件概况及工艺

1. 1 工件结构

发动机罩是推土机的主要结构件之一,不仅作为发动机的?;ふ?而且是发动机底护板、散热器、铲刀提升油缸等的安装支架。其结构如图1a所示,上部为一拼焊的横梁,左右为对称结构,由中厚板拼焊而成。在上横梁下部,是大弯板1与小弯板2拼焊成的箱型立柱,其详细结构如图1b所示。立柱底部焊有一带螺纹孔的底板3,用于安装发动机底护板。大弯板1、小弯板2、底板3之间均采用连续外部焊缝焊接,但为避免配合干涉,底板3与大弯板1折弯内圆角采用倒角,因此底部圆角之间有间隙,不能施焊接,如图1c所示。大弯板1与小弯板2的顶部焊有一安装座,其上也有倒角,导致顶部为半开放结构,如图1d所示。

1. 2 生产工艺

发动机罩生产工艺与一般结构件相同,主要流程为:下料、铸造─小件组对、机械加工─总组对、焊接─涂装─装配。发动机罩是中厚板焊接结构件,涂装前处理采用抛丸工艺。抛丸时悬挂状态与图1中一致,即与工件安装状态一样。

图 1   工件简图Figure 1   Schematic diagram of the workpiece

图 1 工件简图Figure 1 Schematic diagram of the workpiece   下载原图

2 弹丸残留及其危害

2. 1 抛丸工艺

推土机属于大批量生产,其发动机罩采取悬挂通过式抛丸,抛丸过程中被吊挂在悬挂输送机吊钩上,随其一同通过抛丸区,通过高速抛射的弹丸快速清理工件表面的锈蚀,表面质量达到Sa2.5级,作为喷底漆前的处理。抛丸采用直径为0.6 ~ 0.8 mm的合金丸。由于速率快,冲击力大,螺纹也会被抛打变形,尺寸及表面粗糙度会发生变化。因此会采用锥形橡胶棒屏蔽包括底板3上的螺纹。

2. 2 弹丸残留

由于大弯板1与小弯板2的上部为半开放式结构且无法被有效屏蔽,因此弹丸会进入箱体里面,部分弹丸会从底部缝隙中漏出,但仍有大量弹丸残留在内。抛丸结束去除各处屏蔽(如底板螺纹孔屏蔽橡胶棒)后,用压缩空气吹扫工件以清理残余弹丸及灰尘,立柱内绝大部分弹丸被清理出来,但无法彻底清理,如图2a所示。另外不能完全贴合的大弯板1、小弯板2之间一些位置存在组对缝隙,弹丸通过开口进去后还存在一定动能,会有少许进入缝隙,并卡在里面,如图2b所示,卡在缝隙里的弹丸无法清理出来。

2. 3 残留弹丸危害

残留弹丸的危害很多,但对不同的产品及工件危害程度不一样。发动机罩立柱内残留的弹丸对后续的喷漆并没有任何坏的影响,但对后续的装配造成恶劣影响。装配发动机罩下面的底护板时,需从下向上安装螺栓。由于在用风扳机拧紧螺栓时使用的是冲击扳手,在冲击下发动机罩会振动,一些残留在发动机罩立柱缝隙内的弹丸被震落出来,进入螺纹孔,如图2c所示。

图 2   装配过程残留弹丸进入螺纹孔示意图Figure 2   Schematic diagram of residual pills entering threaded hole during assembly process

图 2 装配过程残留弹丸进入螺纹孔示意图Figure 2 Schematic diagram of residual pills entering threaded hole during assembly process

螺纹间的配合精度比较高,进入螺纹孔的弹丸被挤在内螺纹与外螺纹之间,轻者导致螺栓无法完全拧入和拧紧,并损坏螺纹,不得不拆下来对螺纹孔进行过丝后再重新装配。严重的是装配工人并不知道螺纹挤入弹丸,用风扳机继续拧入螺栓,最终导致螺栓断裂且由于挤入的弹丸难以取出,不得不拆下整个发动机罩及已装配件,用钻头等工具花很多时间才能取出。由于为取出断裂螺栓往往耽误整机的下线及线上其他产品的生产进度,装配工序对抛丸工序意见极大。

3 解决方案

3. 1 思路

工件上残留弹丸并不可怕,但对于一些存在腔体结构的工件而言清理却十分困难。因此最好的思路是抛丸时不让弹丸进入内腔,也就无需清理。但许多工件上的内腔往往有开口,且不规则,也不易被全面封堵屏蔽,弹丸很容易进入内腔。第二种思路就是让弹丸进得去也出得来,即在腔体开口上做文章,便于内腔弹丸的流出和吹扫,能彻底清理干净弹丸。然而由于产品结构、功能上的需要,腔体开口并不能像工艺需要的那样,而是存在一些死角,不便清理弹丸或无法清理干净。当然,也有一些工件即使内腔有一定的残留弹丸,只要不出来也不会影响产品质量性能。对于这种情况,第三种思路就是让腔内难以清理的少量弹丸出不来。

3. 2 方案选择

对于发动机罩立柱结构,由于上部存在开口,且开口不能封堵,因此第一种思路行不通。加上上下开口都很小,且存在清理盲点,第二种思路也不可行。从工艺过程见立柱腔内弹丸不影响后续喷漆质量和产品使用,只会影响装配过程。只要在底护板装配螺栓拧紧过程中能避免弹丸进入螺纹孔,就不会造成螺栓卡死、断裂问题。因此选择第三种思路。

3. 3 具体方案

使内腔及缝隙中不能清理出来的弹丸固定下来不再动弹显然不可能,只能防止其受冲击振动时进入正在拧入螺栓的螺纹孔,为此采取临时封堵螺纹孔上部的措施。图3为具体方案示意图,即在底板3与大弯板1和小弯板2组对前在其螺纹孔上面点焊一比螺纹直径稍大的薄板,完全封堵螺纹孔上部,这样即使立柱腔内弹丸受到振动也不会进入螺纹孔。当螺栓向上顶到堵板时,焊点被破坏,堵板被顶起,螺栓可继续向上拧入。当堵板被顶开后由于底板3上的螺纹已全部与螺栓螺纹配合,即使有弹丸也无法再进入螺纹孔,就不会再破坏螺纹。

图 3   解决残留弹丸方案示意图Figure 3   Schematic diagram of the method for solution of residual pills

图 3 解决残留弹丸方案示意图Figure 3 Schematic diagram of the method for solution of residual pills

如图4所示,用工艺试验验证了方案,先直接在底板单件上点焊堵板,然后用手拧入螺栓向上顶。结果证明,堵板与底板采用1个焊点时,用人手拧入螺栓即可顶出堵板;采用2个较近焊点时,使用扳手拧入螺栓即可将堵板顶出。通过应用该方案彻底消除了后续底护板装配螺栓卡死和断裂问题。

图 4   工艺试验照片Figure 4   photos of the experiment

图 4 工艺试验照片Figure 4 photos of the experiment

4 结语

通过在产品上的工艺试验及实际应用证明,让特定位置残余弹丸出不来的方案是可行的,彻底消除了因残留弹丸而导致螺栓卡死或断裂的问题。发动机罩是结构中的一种,其他产品上的结构件也可能存在类似的结构和问题,可以此作为参考。该方案在实施时需完全贴合堵板与螺纹板上面,否则依然会有弹丸进入的风险。另外在点焊时要规定好焊点位置及尺寸,避免焊接力量过大,螺栓顶起困难。

本文来源青岛华盛泰抛丸机://www.kkc4a.cn/jishu/1074.html
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