基于PLC控制的濕式噴砂機研究與設計

張海峰，王衛華，趙愛玲，宋強

(安陽工學院飛行學院，河南安陽455000)

噴砂是以壓縮空氣為動力，將磨料固體顆粒經噴槍形成高速射流，高速噴射到工件表面，通過磨料沖擊和切削作用，改變工件表面清潔度、粗糙度、機械性能和工藝特性等，是磨具加工的關鍵工序。噴砂通過砂丸混合射流磨蝕工件表面，使其表層產生塑性流動，細化表層金屬組織結構，改善表層殘余壓縮應力。工件表面強化能極大增進其疲勞壽命和抵抗應力腐蝕的能力，可廣泛應用于汽車、摩托車、飛機等行業。汽車工業某些典型零件應用噴砂強化后，疲勞壽命大大得到提高:如板簧提高600%，曲軸提高900%，齒輪提高1 500%［1－3］。傳統干式噴砂存在比較嚴重的粉塵污染問題，無法直接布置在生產線內，分開獨立設置增加了生產中轉環節，但是限于使用習慣等原因，目前傳統干式噴砂仍有廣泛應用。

此項目研究的濕式噴砂機，替代企業原有傳統干式噴砂機用于系列模具的表面處理和應力改善。采用PLC 集中控制，通過CFD 仿真及參數優化，消除傳統干式噴砂的粉塵污染，實現噴砂工藝全自動化，兼具環境整潔無污染、操作便利和應用經濟性等優勢。實際測試表明:濕式噴砂處理后表面粗糙度和傳統干式噴砂效果相當，表面應力分布更加均勻，整體工藝效果優于傳統干式噴砂，具有較高應用價值和推廣前景。

1 濕式噴砂裝置工作原理與結構設計

1.1 工作原理

濕式噴砂以磨液泵為磨液供給動力，以壓縮空氣為噴砂加速動力，把混合均勻的磨料液體經噴嘴形成射流，高速噴射到零件表面，通過高速混合磨料射流的沖蝕磨削作用，實現對工件表面強化、清洗、噴涂和改性等工藝目的。……