表麵強化拋丸機設計初探（tàn）

摘 要：表麵噴丸強化技術被（bèi）廣泛應用於航空發（fā）動（dòng）機製造領域，噴丸強化工藝有氣動和機械等丸粒加速的方式。本文介紹了用於航空發（fā）動機零件表麵（miàn）強化拋丸機（jī）的技術性能（néng），分析了（le）拋丸機的機械結構和工作原理。
主題詞：拋丸機；結（jié）構；鋼丸
中圖分類（lèi）號：TD611+.2 文獻標識碼：A
1 概述（shù）
1.1 設備功能
表麵噴丸強化技術（shù）被（bèi）廣（guǎng）泛應用於航空發動機製造領域（yù），噴丸強化（huà）工（gōng）藝有氣動和機（jī）械等丸粒加速的方式。本文介紹的拋丸機采用機（jī）械方式將一定直徑的鋼丸加速，使鋼丸高速打擊被強化零件，在零件表（biǎo）麵（miàn）產生塑（sù）性變形，達到提高零件疲勞強度的目的。
1.2 設備的技術性能
工作（zuò）介質：鋼丸(φ0.3mm)
打擊速度：50m/s
彈丸流量:180kg/min
同時可（kě）加工零件數量:8
2 設備的結構及其工作原理
2.1 設備的工作原理
拋丸機通過旋轉葉輪（lún）將（jiāng）鋼丸加速到規定的速度,打（dǎ）擊待強化的零件表（biǎo）麵，達到規定的強化值（zhí）。工作過程為（wéi）：利用壓縮空氣，通過吸料噴嘴將料鬥中的（de）鋼丸吸出，經氣動傳送裝置將鋼丸輸（shū）入鋼（gāng）丸分選器，空氣和灰塵由通風（fēng）裝置排出，鋼（gāng）丸（wán）則進入高速旋轉的轉子被加速，達到預（yù）定（dìng）打擊速度的鋼丸（wán）從噴口射向工件完成對零件表麵的（de）強化。工件（jiàn）被安裝在夾具上緩（huǎn）慢旋轉（zhuǎn），使工件的各表麵均被強化。
鋼（gāng）丸打擊零件後經倉壁阻擋返回到料鬥中，再被吸出重複前述過程，達到工藝規定的強化時間後（hòu）即完成一批工（gōng）件的（de）強化工作。
2.2 設（shè）備的總體結構
拋丸（wán）機由殼體、轉子、鋼丸輸送、鋼丸分選、動力（lì）、控製等部分組成。殼體安裝在底座上，殼體（tǐ）內裝有轉子。殼體上部裝有鋼（gāng）丸分（fèn）選器、傳動部分、鋼丸輸送裝置。控製櫃固定在工作台踏板上（見圖 1）。
圖 1 拋丸機 2.3 鋼丸分選器
鋼丸分選（xuǎn）器（見圖（tú） 2）用於鋼丸的分選。分選器由外筒、內筒及螺（luó）旋通道組成。壓縮空氣和鋼丸混合流（liú）沿氣動傳送（sòng）裝置的輸送通道進入鋼丸（wán）分選器，合格鋼丸因離心力的作用流向外筒並落到其底部。空氣沿內筒進入通風（fēng）係統，不合格的鋼丸被分離出來。分選器底部設有濾網和錐形體，合格的鋼丸通過錐形體輸（shū）送到分選器出丸口。分（fèn）選器外筒壁上設有觀察窗，用於（yú）觀察分選（xuǎn）器中鋼丸的狀況，清除廢丸。
圖 2 鋼丸分選器
2.4 氣動傳送裝置

氣動傳送裝置用於把鋼彈丸從殼體中輸送到螺旋（xuán）分選器中。其下部為噴嘴(見圖 3)，上部為輸送（sòng）管路。噴嘴通入壓縮空氣，產生的負壓將鋼丸吸入，壓縮空氣的流速應足以使鋼丸被輸送到一定（dìng）高度，以完成鋼丸（wán）的輸送。
圖 3 噴嘴
2.5 轉子
轉（zhuǎn）子由電機帶動旋轉。轉子的殼體上裝有（yǒu）葉片，鋼丸從（cóng）轉（zhuǎn）子中（zhōng）心進入葉片並被旋轉的葉（yè）片（piàn）加速，在離心力及圓周運動的共同的作用下，鋼丸從葉片外部的拋射口被拋出(見圖 4)。拋射速度 V 由拋射口旋轉線速度（dù） V1與離心力作用（yòng）下（xià）鋼丸的徑向速度 V2 合成（計算（suàn）略）。拋射速度根據強化工藝需要調整。
圖 4 轉子葉片
2.6 空心（xīn）軸
空心軸(見圖 5)用於帶動被加工零（líng）件旋轉。空心軸由齒輪傳遞旋轉動力，通過齒輪齧合，工作時八個空心軸同時等速旋轉。空心軸上部設有端蓋，防止鋼（gāng）丸外泄，端蓋下（xià）部裝有夾具，用於裝夾（jiá）零件。空心軸下部設有機械密封及填（tián）料密封裝置，防止鋼丸進入軸承。
圖 5 空心（xīn）軸 結（jié）論
經過試用，拋丸機各係統工作穩定可靠，設備（bèi）技術指標滿足工藝（yì）需要。用拋（pāo）丸機強化加工後的零件，疲勞強（qiáng）度大幅提高，達到預期設計效果。
參考文獻
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