一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂装置及工艺的制作方法

本发明涉及喷砂处理技术领域，特别是涉及一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂装置及工艺。

背景技术

喷砂处理是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂)高速喷射到需处理工件表面，使工件表面的外表或形状发生变化。由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。

汽油机增压涡轮的叶片壁厚设计0.3mm左右，最大变形量要求在±0.2mm左右。喷砂处理表面是增压器涡轮精密铸造生产的必要工序。传统喷砂工艺采用限压的压缩空气带动砂子喷射涡轮表面，喷砂的时间和方向得不到有效控制，从而产生超出要求的变形量，产生昂贵的检验筛选成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂装置及工艺。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂装置，包括架体，所述架体内设置有喷砂室，所述喷砂室内设置有喷砂工位和喷枪机构，所述喷砂工位包括旋转台以及安装在旋转台上的工装平台，所述喷枪机构包括旋转电机、偏心轮、连杆、摆动轴和喷枪，偏心轮与旋转电机传动连接，连杆的一端固定连接在偏心轮上，另一端与摆动轴的一端固定连接，摆动轴的另一端铰接在喷砂室内，喷枪固定安装在摆动轴上，所述喷枪与摆动轴固定连接，所述喷枪位于工装平台上方且朝向工装平台,所述喷砂室上方设置有供砂室，所述喷枪与供砂室连通，所述供砂室内设置有供砂腔，所述供砂腔的上端设置有进砂口，所述供砂腔的下端设置有供砂口，所述供砂口处铰接有可将供砂口封闭的挡板，所述供砂室内设置有驱动挡板运动的气缸。

进一步地，所述喷砂室下方设置有集砂室，所述集砂室上端与喷砂室连通，所述集砂室下端设置有出砂口，所述出砂口连通有旋风分离器，所述旋风分离器上设置有集尘罐，所述集尘罐的进口处设置有吸尘装置，所述旋风分离器下端设置有集砂罐，所述集砂罐通过管道与进砂口连通。

前所述的一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂装置，喷砂室上设操作窗口，所述操作窗口处设置有垂直升降门，所述喷砂室上位于垂直升降门外侧设置有左右开合移门。

前所述的一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂装置，喷砂室内设置有三个喷砂工位。

前所述的一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂装置，每个所述喷砂工位上方设置有五个喷枪，五个所述喷枪中一个沿竖直方向位于喷砂工位的正上方，其余四个以该喷枪为轴线均匀分布。

前所述的一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂装置，旋转台的自转频率为0-40hz，所述喷枪的摆动范围为0-15°，所述喷枪的摆动频率为0-40hz。

一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂工艺，包括以下步骤：

s1：将砂料添加至自动喷砂装置中，然后将涡轮放置在喷砂工位的工装平台内，涡轮的正面朝上；

s2：设定喷砂时间，然后启动喷枪，每个喷砂工位上方五个喷枪开始向涡轮表面进行喷砂，喷枪在喷砂的过程中在竖直方向上进行15°范围内的循环摆动，同时，每个喷砂工位的旋转台带动涡轮进行360°自转；

s3：喷枪将砂料喷完后继续喷气，清除涡轮表面的砂料，完成喷砂处理；

s4：将涡轮背面朝上重新放置在工装平台内，再次设定喷砂时间，然后启动喷枪，喷枪在喷砂的过程中在竖直方向上进行15°范围内的循环摆动，同时，每个喷砂工位的旋转台带动涡轮进行360°自转，直至完成喷砂处理；

s5：取出涡轮，对涡轮进行清理。

前所述的一种低变形量的汽油机增压涡轮的自动喷砂工艺，砂料为80目规格的棕刚玉。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中，涡轮放置在工装平台上，旋转台带动工装平台旋转，从而实现涡轮自转，使喷枪喷出的砂料作用在涡轮上的不同位置，提高了涡轮表面喷砂处理的均匀性；同时，喷枪在工作过程中可循环摆动，从而实现喷枪喷砂方向的调整，不仅增加了喷枪喷砂的覆盖范围，而且使砂料作用在涡轮上的不同位置，结合涡轮自转，可明显达到涡轮表面均匀喷砂的效果，解决了涡轮叶片容易变形的问题，使涡轮叶片的变形量控制在±0.2mm之内，并且cpk能力指数≥1.33；

（2）本发明中，集砂室上连通有旋风分离器，喷砂处理后的砂料与粉尘的混合物被旋风分离器吸取至高处后靠重力下落，在旋风分离器内质量较小的粉尘被抽至集尘罐中，而质量较大的砂料则落到集砂罐内，实现砂料的循环使用，直至变成粉尘被抽至集尘罐中，这样不仅使砂料的利用率提高了33.3%，有效节约了成本，而且砂料的重复使用可以使涡轮表面获得更低的表面粗糙度；

（3）本发明中，供砂室内出砂口处铰接有可将出砂口封闭的挡板，挡板由气缸进行驱动，可通过控制器控制气缸工作，驱动挡板封闭出砂口，使喷枪实现前段时间喷砂，后段时间喷气，从而实现分段式喷砂处理，可有效地消除涡轮表面喷砂后的残留砂料；

（4）本发明中，在喷砂室内设置有三个喷砂工位，可同时对三个涡轮进行喷砂处理，有效提高了喷砂处理的工作效率；同时，每个喷砂工位上设置有5个喷枪，这5个喷枪在竖直方向上均匀分布，不仅使喷砂处理的工作效率提高了8%，而且进一步提高了涡轮表面喷砂处理的均匀性；

（5）本发明中，在喷砂室上设置了两处常用窗口，一处是检修窗口，另一处是操作窗口，检修窗口处只设置一道门，并用密封条密封；操作窗口设置两道门，一道是垂直升降门，另一道是左右开合移门，这样不仅提高了喷砂室的隔音和防尘效果，而且避免了传统铰链门开合时将粘附在门上的粉尘砂料带出，污染工作环境；

（6）本发明采用plc控制技术，自动化程度高，降低了员工的劳动强度，有效地降低了劳动成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为喷砂工位处的结构示意图；

图3为喷枪机构的结构示意图；

图4为供砂室的结构示意图；

图5为喷砂室操作窗口处的结构示意图；

图6为旋风分离器处的结构示意图；

其中：1、架体；2、喷砂室；3、旋转台；4、工装平台；5、喷枪；6、旋转电机；7、偏心轮；8、连杆；9、摆动轴；10、供砂室；11、供砂腔；12、进砂口；13、供砂口；14、挡板；15、气缸；16、集砂室；17、出砂口；18、旋风分离器；19、集尘罐；20、集砂罐；21、管道；22、垂直升降门；23、左右开合移门；24、涡轮。

具体实施方式

为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。

本实施例提供了一种低变形量的汽油机增压涡轮24的自动喷砂装置，如图1-6所示，包括架体1，架体1内设置有喷砂室2、供砂室10和集砂室16。

喷砂室2内设置有三个喷砂工位，每个喷砂工位均包括旋转台3以及安装在旋转台3上的工装平台4，旋转台3的自转频率为0-40hz，在每个喷砂工位上方均安装有喷枪5机构，每个喷枪5机构均包括旋转电机6、偏心轮7、连杆8、摆动轴9和喷枪5，偏心轮7与旋转电机6传动连接，连杆8的一端固定连接在偏心轮7上，另一端与摆动轴9的一端固定连接，摆动轴9的另一端铰接在喷砂室2内，喷枪5固定安装在摆动轴9上，旋转电机6带动偏心轮7旋转，带动连杆8运动，从而带动摆动轴9进行摆动，使喷枪5可在竖直平面内进行15°范围内的循环摆动，喷枪5的摆动频率为0-40hz。其中，每个工位上方设置有五个喷枪5，五个喷枪5中中间的一个喷枪5沿竖直方向位于喷砂工位的正上方，其余四个以该喷枪5为轴线均匀分布，喷枪5均朝向工装平台4。

供砂室10位于喷砂室2的上方，喷枪5与供砂室10连通，供砂室10内设置有供砂腔11，供砂腔11的上端设置有进砂口12，供砂腔11的下端设置有供砂口13，供砂口13处铰接有可将供砂口13封闭的挡板14，该挡板14由安装在供砂室10内的气缸15驱动。

集砂室16位于喷砂室2的下方，集砂室16上端与喷砂室2连通，集砂室16下端设置有出砂口17，出砂口17连通有旋风分离器18，旋风分离器18上设置有集尘罐19，集尘罐19的进口处安装有吸尘装置，旋风分离器18下端设置有集砂罐20，喷砂处理后的砂料与粉尘的混合物被旋风分离器18吸取至高处后靠重力下落，在旋风分离器18内质量较小的粉尘被抽至集尘罐19中，质量较大的砂料则落到集砂罐20内，集砂罐20通过管道21与进砂口12连通，收集到集砂罐20内的砂料通过管道21被输送至进砂口12处，实现循环使用。

另外，在喷砂室2上设置了两处常用窗口，一处是检修窗口，另一处是操作窗口，检修窗口处只设置一道门，并用密封条密封；操作窗口设置两道门，一道是垂直升降门22，另一道是左右开合移门23，且垂直升降门22位于左右开合移门23内侧，这样不仅提高了喷砂室2的隔音和防尘效果，而且避免了传统铰链门开合时将粘附在门上的粉尘砂料带出，污染工作环境。

本实施例还提供了一种低变形量的汽油机增压涡轮24的自动喷砂工艺，包括以下步骤：

s1：将80目规格的棕刚玉作为砂料添加至自动喷砂装置中，然后将涡轮24放置在喷砂工位的工装平台4内，涡轮24的正面朝上；

s2：设定喷砂时间，然后启动喷枪5，每个喷砂工位上方五个喷枪5开始向涡轮24表面进行喷砂，喷枪5在喷砂的过程中在竖直平面内进行15°范围内的循环摆动，同时，每个喷砂工位的旋转台3带动涡轮24进行360°自转；

s3：喷枪5将砂料喷完后继续喷气，清除涡轮24表面的砂料，完成喷砂处理；

s4：将涡轮24背面朝上重新放置在工装平台4内，再次设定喷砂时间，然后启动喷枪5，喷枪5在喷砂的过程中在竖直平面内进行15°范围内的循环摆动，同时，每个喷砂工位的旋转台3带动涡轮24进行360°自转，直至完成喷砂处理；

s5：取出涡轮24，对涡轮24进行清理。

采用本实施例提供的自动喷砂装置和喷砂工艺后，不仅使涡轮24喷砂处理的工作效率提高了8%，而且使涡轮24叶片的变形量控制在±0.2mm之内，并且cpk能力指数≥1.33，涡轮24喷砂处理的质量更高，大大延长了涡轮24的使用寿命，同时，还使砂料的利用率提高了33.3%，有效节约了成本。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。