CN108393808B - 一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置和方法，其中装置包括:加工腔体；第一传输带和第二传输带，所述第一传输带传输面为上表面，所述第二传输带传输面为下表面，所述第一传输带设置在所述第二传输带的下方，所述第一传输带的输出端与所述第二传输带的输入端相重叠，所述第二传输带设有吸附所述生坯的第一加去磁装置；喷丸喷射装置，包括用于容纳喷丸的料仓、第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴的喷射方向对应所述第一传输带的传输面，所述第二喷嘴的喷射方向对应所述第二传输带的传输面。如此设置，结构紧俏，生坯通过传输带传输效率高，通过加去磁装置实现生坯上下端面的软毛刺去除，同时具备高效率的批量生产。

Description

一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置和方法

技术领域

本发明涉及去毛刺装置技术领域，更具体地说，涉及一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置和方法。

背景技术

在现代机械制造领域，尤其涉及一种粉末冶金的材料制备技术，其方法是制取金属粉末或用金属粉末(或金属与非金属粉末的混合物)作为原料，经过压制，烧结，以及后续辅助加工制取金属材料，复合材料和各类型制品的工艺技术。

由于其加工精度高，材料利用率高，适用于批量复杂产品的制造。所以被广泛应用在汽车行业，电子行业，家电行业和农用机械行业等的零部件制造。作为汽车零部件的粉末冶金产品是利用铁基粉末冶金原材料，经过压制、烧结以及后续加工而获得。其压制生坯是通过凸凹模具在压机的轴向运动下制成的，由于组配模具之间的配合间隙导致端面软毛刺的存在是必然的。此软毛刺一方面对后道整形工序的加工带来模具拉伤损坏的风险，另一方面还会严重影响到产品的使用性能。

目前作为铁基粉末冶金零部件软毛刺的装置与去除方法主要有以下几种方案：

生坯刷软毛刺技术，由于其技术难度较大，控制的细节比较多，不易被掌握，在实际工作中故障率高，经常严重影响到压机的利用率。

烧结后的产品硬毛刺通过干刷机上干刷去除，其加工噪声大，污染多，生产节拍慢。由于烧结后的硬毛刺具有金属特质，硬度、强度高，干刷时参数调整不当的情况下会出现毛刺刷不掉或刷过量超过规定尺寸要求，出现质量问题。另外对于一些结构不对称，清洁度要求高的产品不能使用此方法。

烧结后的产品硬毛刺通过湿刷方式去除，其设备投资昂贵，占用空间大。适用于一些高度比较矮，上下端面对称的产品。

烧结后的产品硬毛刺通过振动研磨方式去除，产品容易发生挤压、碰撞、卡研磨料等质量问题，适用于小尺寸不规则形状的产品，不适用于大尺寸，尺寸、外观精度要求高的产品。

因此，如何解决生产节拍慢，毛刺刷不掉或刷过量超过规定尺寸要求，使产品变形、缺料、或在压制生坯内产生潜在的裂纹断裂风险等问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置和方法，以解决目前生产节拍慢，毛刺刷不掉或刷过量超过规定尺寸要求，使产品变形、缺料、或在压制生坯内产生潜在的裂纹断裂风险等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置，包括:

加工腔体；

用于在所述加工腔体内输送生坯的第一传输带和第二传输带，所述第一传输带传输面为上表面，所述第二传输带传输面为下表面，所述第一传输带设置在所述第二传输带的下方，并且所述第一传输带的输出端与所述第二传输带的输入端相重叠，所述第二传输带设有吸附所述生坯的第一加去磁装置；

喷丸喷射装置，包括用于容纳喷丸的料仓和与所述料仓连接并设置在所述加工腔体内的第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴的喷射方向对应所述第一传输带的传输面，所述第二喷嘴的喷射方向对应所述第二传输带的传输面。

优选地，所述加工腔体内的下方设有用于吸附软毛刺废料的磁性板，所述磁性板上设有供所述喷丸通过的孔。

优选地，还包括将所述喷丸从所述加工腔体内抽吸至所述料仓的回收装置，所述回收装置包括与所述加工腔体下端相连接的软管，所述软管上设有泵、软管开关和第三喷嘴，所述第三喷嘴的喷射方向指向所述料仓。

优选地，所述第一传输带的输入端设有用于清除附在所述生坯表面的喷射废料的进气帘和用于清除所述生坯孔内杂质的风刀，所述第二传输带的输出端设有出气帘。

优选地，所述喷丸喷射装置包括与所述第一喷嘴和所述第二喷嘴连接的第一气源，所述回收装置包括用于抽吸所述喷丸的第二气源。

优选地，还包括将所述生坯从所述加工腔体输出的第三传输带，所述第三传输带传输面为上表面，所述第三传输带设置在所述第二传输带的下方，所述第二传输带的输出端与所述第三传输带的输入端相重叠，所述第三传输带设有第二加去磁装置。

优选地，所述加工腔体的上方设有吸尘装置。

优选地，所述料仓上还设有控制器和用于感应料位的感应器，当所述料位低于设定值时，所述控制器控制所述回收装置开启。

优选地，所述料仓内位于所述第三喷嘴的上方和下方均设有用于避免所述喷丸掉出所述料仓的挡板。

一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的方法，包括采用喷丸向生坯表面进行喷射，在喷丸与生坯表面的摩擦作用下去除掉生坯表面的软毛刺。

本发明提供的技术方案中，一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置包括：加工腔体；用于在加工腔体内输送生坯的第一传输带和第二传输带，第一传输带传输面为上表面，第二传输带传输面为下表面，第一传输带设置在第二传输带的下方，并且第一传输带的输出端与第二传输带的输入端相重叠，第二传输带设有吸附生坯的第一加去磁装置；喷丸喷射装置，包括用于容纳喷丸的料仓和与料仓连接并设置在加工腔体内的第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴的喷射方向对应第一传输带的传输面，第二喷嘴的喷射方向对应第二传输带的传输面。

如此设置，粉末冶金压制生坯通过第一传输带进入加工腔体，经过第一传输带时其上面的软毛刺在喷丸的动能作用下被去除，然后在第一加去磁装置的吸附下经过第二传输带，其下面的软毛刺在喷丸的动能作用下被去除，此装置结构紧俏，生坯通过传输带传输效率高，与压机下料可以实现无缝对接，通过加去磁装置实现生坯上下端面的软毛刺去除，同时具备高效率的批量生产，从而解决了生产节拍慢，毛刺刷不掉或刷过量超过规定尺寸要求，使产品变形、缺料、或在压制生坯内产生潜在的裂纹断裂风险等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例中一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置的结构示意图；

图2为本发明的实施例中生坯毛刺去除前、去除中和去除后的机制示意图；

图3为本发明的实施例中去毛刺工序的流程图。

图1中：

1-第一传输带，2-第二传输带，3-第三传输带，4-加工腔体，5-料仓，6-第一喷嘴，7-第二喷嘴，8-第三喷嘴，9-进气帘，10-出气帘，11-风刀，12-软管，13-软管开关，14-第一加去磁装置，15-第二加去磁装置，16-吸尘装置，17-挡板，18-磁性板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置和方法，解决了生产节拍慢，毛刺刷不掉或刷过量超过规定尺寸要求，使产品变形、缺料、或在压制生坯内产生潜在的裂纹断裂风险等问题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参考图1-2，本具体实施方式提供了一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置，包括加工腔体4，加工腔体4内胆结构分为上下两部分，总体呈现V形，内胆下半部分呈现V形结构；用于在加工腔体4内输送生坯的第一传输带1和第二传输带2，生坯通过传输带传输效率高，第一传输带1的传输面为上表面，第二传的输带2传输面为下表面，第一传输带1设置在第二传输带2的下方，并且第一传输带1的输出端与第二传输带2的输入端相重叠，第二传输带2设有吸附生坯的第一加去磁装置14，可以根据生坯大小调整磁性以及各传输带间的间隙，以免在吸附过程中由于磁力过大和传输带间隙过大而造成生坯破坏，生坯在第一传输带1上时，其上端面与第二传输带2的间隙小于10毫米，同样，生坯在第二传输带2上时，其下端面与第一传输带1的间隙小于10毫米，磁性依生坯和工况而定。

还包括喷丸喷射装置，喷丸喷射装置包括用于容纳喷丸的料仓5和与料仓5连接的第一喷嘴6和第二喷嘴7，第一喷嘴6和第二喷嘴7设置在加工腔体4内，第一喷嘴6与第二喷嘴7的喷射方向分别对应第一传输带1的传输面和第二传输带2的传输面。第一喷嘴6和第二喷嘴7的数量均为多个，优选为两个，它们还设有感应装置，当感应到生坯过来时可自动喷射。喷嘴角度可以根据生坯结构调整，其中喷射气体压力通常在0～0.6Mpa，喷嘴角度调整范围在15～90度。第一喷嘴6和第二喷嘴7后可以追加安装一个灵活度更大的喷嘴。如此设置，可以根据不同生坯结构以及软毛刺状态灵活调整喷嘴与生坯之间的角度，追加一个灵活度更大的喷嘴在于可以重点去除生坯特殊地方的软毛刺，比如生坯端面凹坑处的软毛刺。

如此设置，压制生坯从压机出来后，经过第一传输带1与第二传输带2带动，喷丸喷射装置将喷丸喷出，与生坯端面的软毛刺接触，上下端面的软毛刺在喷丸动能作用下被去除。

进一步地，还包括外部壳体和外挂可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)，外部壳体尺寸长宽高分别在180厘米×50厘米×200厘米，材质为钢。PLC控制系统集成了控制所有设备的参数。

需要说明的是，生坯是铁基粉末冶金工艺中压机将原材料进行压制后得到的，其通常尺寸外径小于200毫米，高度小于70毫米。生坯软毛刺由压制模具的固有间隙产生，软毛刺的厚度通常为0.02毫米～0.06毫米，高度为0.05毫米～0.4毫米。喷丸通常的材质有尼龙砂、塑料砂、塑胶砂、树脂砂，尺寸大小通常为0.05毫米～1.5毫米，具体材质和大小以生坯而定。

一些实施例中，还包括用于吸附软毛刺废料的磁性板18，磁性板18安装在加工腔体4内胆下半部分的V形结构上，磁性板18上设有很多供喷丸通过的网状孔，软毛刺废料被吸附到磁性板18上，喷丸透过网状孔运动到内胆底部。磁性板18的结构为推拉式，利于装卸和清理。

还包括回收装置，回收装置能将喷丸从加工腔体4内抽吸至料仓5循环使用，回收装置包括与加工腔体4下端相连接的软管12，软管12上设有泵、软管开关13和第三喷嘴8，打开软管开关13，喷丸从加工腔体4内落入软管12，泵将喷丸抽吸至第三喷嘴8，然后喷向料仓5，使喷丸循环利用。

一些实施例中，生坯进出两端分别设有进气帘9和出气帘10，可以防止外部灰尘、粉尘等进入加工腔体4内，保持加工腔体4内的负压状态同时防止喷丸和软毛刺废料掉出加工腔体4。生坯输入端还设有风刀11，风刀11的强度高于气帘，它可以清除生坯孔内的杂质，彻底清洁。

喷丸喷射装置包括与第一喷嘴6和第二喷嘴7连接的第一气源，回收装置包括用于抽吸喷丸的第二气源。另外，底部安装气压罐可以确保喷射气源气压稳定，赋予喷丸的动能一致；喷丸从料仓5中自由下落，速率均匀。以上所述使喷丸作用到生坯软毛刺上的动能一致，然后根据不同的生坯结构，调节气压和喷射角度达成均匀稳定去除软毛刺的功能，避免软毛刺去除不掉或去除过量造成缺料的问题。

一些实施例中，传输带为三段式结构，还包括第三传输带3，生坯经过第二传输带2后经第三传输带3从加工腔体4内输出，第三传输带3的传输面为上表面，第三传输带3设置在第二传输带2的下方，第二传输带2的输出端与第三传输带3的输入端相重叠。当毛坯经过第二传输带2去除掉下端面的软毛刺后，通过第二加去磁装置15吸附至第三传输带3将其输出。第一传输带1与第二传输带2的材质为不锈钢，是出于传输带的寿命考虑，经过长时间的喷丸喷射作用，钢制传输带可以避免磨损、掉料的风险；钢制传输带还可以消除塑料喷丸的静电作用。第三传输带3的材质优选为塑料。传输带的宽度50毫米～250毫米，长度依实际使用而定。三段传输带上均设有电机。

另外，加工腔体4的上方设有吸尘装置16，可以保持加工腔体4内部清洁，避免喷射废料附在生坯表面。

一些实施例中，料仓5上还设有控制器和用于感应料位的感应器，当料位低于设定值时，控制器可以控制回收装置开启，使喷丸回收至料仓5，确保喷丸稳定供应避免出现断流现象。另外，料仓5内位于第三喷嘴8的上方和下方均设有挡板17，避免喷丸掉出料仓5。

本具体实施方式提供了一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的方法，包括采用喷丸向生坯表面进行喷射，在喷丸与生坯表面的摩擦作用下去除掉生坯表面的软毛刺。

生坯通过第一传输带1进入加工腔体4，第一喷嘴6向第一传输带1传输面喷射喷丸,在喷丸的动能作用下去除生坯上端面的软毛刺；生坯在第一加去磁装置14的吸附作用下落在第二传输带2上，第二喷嘴7向第二传输带2传输面喷射喷丸，在喷丸的动能作用下去除生坯下端面的软毛刺；落入加工腔体4内的喷丸经过回收装置喷射回料仓5内循环使用。

进一步地，参考图3对喷丸喷射技术去除粉末冶金压制生坯软毛刺的机理进行说明：

S01，准备工序

准备去除粉末冶金压制生坯软毛刺装置以及生坯状态确认。预先在料仓5内装入塑料喷丸到规定的位置。

S02，各工位状态检查

在正式启动喷丸喷射系统时，确定所有加工装置包括各传输带；各加去磁装置；喷丸喷射装置；回收装置；吸尘装置16等状态正常，以及设备外部环境确认无异常。

S03，喷射气流产生

开启喷丸喷射装置以及气压罐，调节气压到规定值0.2Mpa，观察压力表波动确保气压稳定。

S04，塑料喷丸循环产生

开启传输带系统和加去磁装置；开启回收装置以及吸尘器14。

S05，压制生坯进入

压制生坯首先进入第一传输带1，确保过程平稳。根据生坯被第二传输带2的第一加去磁装置14吸起的力度调整第一传输带1和第二传输带2的距离，以及第一加去磁装置14的磁性，确保此过程无由于磁性过大造成的生坯损伤。同理调整第二传输带2和第三传输带3之间的距离以及第二加去磁装置15的磁性。传输带调整值为第一传输带1上的生坯上端面距离第二传输带2传输面距离小于1厘米；磁性大小由实际情况而定。

S06，试运行30件检查生坯软毛刺去除效果

在上述S01～S05完成后，试运行30件检查生坯上下面软毛刺去除效果，是否符合工艺图纸要求规定的。

S07，根据S06结果，调整相关参数.

如果有出现软毛刺去除不掉或软毛刺去除过大，根据实际情况调整第一喷嘴6与第二喷嘴7的角度、压力以及与生坯之间的高度参数，使去软毛刺效果达到合格为止。

S08，批量去除压制生坯软毛刺

在S07基础上，软毛刺去除效果稳定后进入批量运行阶段。

S09,塑料喷丸回收

塑料喷丸在料仓5里料位低于设定值时，回收装置自动开启补料。在使用一段时间之后由于塑料喷丸的磨损，总量会不断减少，要定期补充。

S10，软毛刺废料清理

设备运行一段时间后，定期清理软毛刺废料。

S11，关闭系统

当设备不处于使用状态时，关闭所有加工装置系统。

接下来，对利用上述喷丸喷射技术去除粉末冶金压制生坯软毛刺的结果进行说明。

对样品进行编号，每10件为一组。

方案一产品编号1～10，喷射压力为0.1Mpa，喷嘴角度90度，喷射高度10cm，喷丸时间设定1秒，产品软毛刺未被去除。

方案二产品编号11～20，喷射压力为0.2Mpa，喷嘴角度90度，喷射高度10cm，喷丸时间设定1秒，产品软毛刺未被去除。

方案三产品编号21～30，喷射压力为0.25Mpa，喷嘴角度90度，喷射高度10cm，喷丸时间设定1秒，产品软毛刺完全被去除无缺料。

方案四产品编号31～40，喷射压力为0.4Mpa，喷嘴角度90度，喷射高度10cm，喷丸时间设定1秒，产品软毛刺被去除但有缺料。

方案五产品编号41～50，喷射压力为0.25Mpa，喷嘴角度90度，喷射高度10cm，喷丸时间设定3秒，产品软毛刺被去除但有缺料。

方案六产品编号51～60，喷射压力为0.25Mpa，喷嘴角度45度，喷射高度20cm，喷丸时间设定3秒，产品软毛刺被完全去除无缺料。

方案七产品编号61～70，喷射压力为0.25Mpa，喷嘴角度45度，喷射高度20cm，喷丸时间设定5秒，产品软毛刺被去除但有缺料。

根据上述方案验证在小于0.2Mpa时，喷丸冲击力不足，无法去除产品软毛刺。对比方案三与方案五得出，在喷丸冲击力足够的情况下，喷丸时间的长短会影响软毛刺的去除效果。对比方案五与方案六，喷丸时间一定的条件下，喷嘴的参数，特别是喷射高度对软毛刺去除效果的影响更为显著。通过上述方案得出推荐参数为F1：0.25Mpa；F2：90度；F3：10cm；F4：1秒。

需要说明的是，上述各个实施例中的不同功能的装置或部件可以进行结合，比如，本实施例中的装置包括加工腔体4，加工腔体4的上方设有吸尘装置16，加工腔体4内的下方设有带孔的磁性板18，可分离喷丸和软毛刺废料；用于在加工腔体4内输送生坯的第一传输带1、第二传输带2和第三传输带3，第一传输带1与第三传输带3的传输面为上表面，第二传输带2传输面为下表面，第一传输带1与第三传输带3设置在第二传输带2的下方，第二传输带2与第三传输带3分别设有吸附生坯的第一加去磁装置14和第二加去磁装置15；喷丸喷射装置和回收装置。

喷丸喷射装置包括料仓5和与设置在加工腔体4内的第一喷嘴6和第二喷嘴7，第一喷嘴6和第二喷嘴7连接第一气源，回收装置包括第二气源，不同的气源能使两边互不干扰，喷丸作用到生坯软毛刺上的动能一致。

回收装置包括与加工腔体4下端相连接的软管12，软管12上设有泵、软管开关13和向料仓5喷射喷丸的第三喷嘴8。

生坯输入端设有进气帘9和风刀11，输出端设有出气帘10，避免喷射废料附在产品表面。料仓5上还设有控制器和感应器，当感应到料位低于设定值时，控制器控制回收装置开启。料仓5内位于设有挡板17，可以避免喷丸掉出料仓5。

生坯从进端进入在风刀11的清扫下由第一传输带1的电动机带动下，通过进气帘9进入加工腔体4中，然后第一喷嘴6与第二喷嘴7的感应装置感应到生坯进而开始喷射工作。第一喷嘴6与第二喷嘴7安装在支架上，沿着X-Y面可以进行转动，调节角度为15～90度。喷射的气体的压力也可以做调节，调节范围为0～0.6Mpa。生坯通过第一喷嘴6后其上表面的软毛刺被去除，然后被第二传输带2上的第一加去磁装置14吸起在电动机的带动下沿X方向前进到第二喷嘴7处触碰到其感应装置然后开始喷射，生坯下表面软毛刺得到去除。生坯继续随第二传输带2前进，然后在第二加去磁15的作用下落到第三传输带3上，通过出气帘10，随之流出。落入加工腔体4内的喷丸透过磁性板18的孔落入回收装置，回收装置将其喷射回料仓5内循环使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种去除粉末冶金压制生坯软毛刺的装置，其特征在于，包括：

加工腔体(4)；

用于在所述加工腔体(4)内输送生坯的第一传输带(1)和第二传输带(2)，所述第一传输带(1)传输面为上表面，所述第二传输带(2)传输面为下表面，所述第一传输带(1)设置在所述第二传输带(2)的下方，并且所述第一传输带(1)的输出端与所述第二传输带(2)的输入端相重叠，所述第二传输带(2)设有吸附所述生坯的第一加去磁装置(14)；

喷丸喷射装置，包括用于容纳喷丸的料仓(5)和与所述料仓(5)连接并设置在所述加工腔体(4)内的第一喷嘴(6)和第二喷嘴(7)，所述第一喷嘴(6)的喷射方向对应所述第一传输带(1)的传输面，所述第二喷嘴(7)的喷射方向对应所述第二传输带(2)的传输面；

所述加工腔体(4)内的下方设有用于吸附软毛刺废料的磁性板(18)，所述磁性板(18)上设有供所述喷丸通过的孔；

还包括将所述喷丸从所述加工腔体(4)内抽吸至所述料仓(5)的回收装置，所述回收装置包括与所述加工腔体(4)下端相连接的软管(12)，所述软管(12)上设有泵、软管开关(13)和第三喷嘴(8)，所述第三喷嘴(8)的喷射方向指向所述料仓(5)；

所述第一传输带(1)的输入端设有用于清除附在所述生坯表面的喷射废料的进气帘(9)和用于清除所述生坯孔内杂质的风刀(11)，所述第二传输带(2)的输出端设有出气帘(10)；

所述喷丸喷射装置包括与所述第一喷嘴(6)和所述第二喷嘴(7)连接的第一气源，所述回收装置包括用于抽吸所述喷丸的第二气源；

还包括将所述生坯从所述加工腔体(4)输出的第三传输带(3)，所述第三传输带(3)传输面为上表面，所述第三传输带(3)设置在所述第二传输带(2)的下方，所述第二传输带(2)的输出端与所述第三传输带(3)的输入端相重叠，所述第三传输带(3)设有第二加去磁装置(15)；

所述加工腔体(4)的上方设有吸尘装置(16)；

所述料仓(5)上还设有控制器和用于感应料位的感应器，当所述料位低于设定值时，所述控制器控制所述回收装置开启；

所述料仓(5)内位于所述第三喷嘴(8)的上方和下方均设有用于避免所述喷丸掉出所述料仓(5)的挡板(17)。