浅析同步器锥环表面处理与高效喷砂系统集成方案

杨国华

【摘 要】我公司同步器锥环年需求150万套，约700万件零件的锥面需作表面喷砂处理，针对如此大量的零件的表面处理，我们确定了高效喷砂系统集成方案并定购了高效自动喷砂机。该机器能实现磨料自动分选、一次加工出合格的零件表面，既提高效率又节约成本，满足公司的量产要求。

【关键词】同步器锥环；表面喷砂处理；喷砂系统集成

1.问题的提出

同步器锥环表面需粘接一种耐磨材料，粘接的牢固程度直接决定同步器产品的质量，因此在同步器锥环基体锥面必须做表面喷砂处理。通过试验证明，锥环表面处理越均匀、粗糙度一致性越好，粘接出的零件性能就越可靠，同步器寿命就越长，同时表面质量处理的前提是零件尺寸需控制在一定范围，粗糙度太大或太小都不能满足产品要求。

采用手动喷砂表面处理加工过程中存在如下问题：（1）无自动分选磨料功能，导致磨料颗粒度不均匀，不能很稳定地控制锥面粗糙度要求，（2）不能一次喷砂出合格零件，需要二次手动喷砂，处理时间较长，过程控制不稳定，（3）生产效率低，不适合批量加工，鉴于以上种种原因，我们提出了高效喷砂集成系统的表面处理工艺方案。

2.高效喷砂系统集成方案的提出及自动喷砂设备的运用

2.1加工零件

如下图所示，零件内表面在粘接耐磨材料之前需表面处理

2.2喷砂系统集成方案

本工艺方案需要从零件上料、定位、细喷砂、粗喷砂、吹灰清理、下料均实现全自动作业考虑，设计方案如下图所示：

零件经过上料区、等待区、I区粗喷砂、II区精喷砂、吹灰区、最后下料等工序，完成一个循环，实现在单台机子完整表面处理，加工出合格零件

2.3喷砂表面处理需使用不同目数的磨料进行粗、精喷砂，才能快速加工出合格零件。在该系统单元中，增加了磨料分选系统，通过三层振动筛实现不同目数磨料的分选。

2.4喷砂工艺对设备质量及防护要求特别高，具有很强的破坏性，需定位部分既能实现快换，又能实现耐磨，因此该方案首次采用了耐磨的聚氨酯工装柱及5mm厚聚氨酯橡胶防护板。通过生产实践证明，该工装柱既耐用又能快换，很好的解决了定位、夹紧工件的问题（详细结构见下图）

2.3 高效性。该集成方案采用8把喷枪，分粗、精加工，能实现一次性加工出合格零件

2.4 低成本性。按年产400万件计算，手动+半自动喷砂需求操作人员15人/班，而自动喷砂机只需要5人/班，人力成本大大降低

2.5 物流顺畅，满足精益生产要求

2.6 环境要求满足喷砂行业空气质量标准。该方案首次单独为喷砂室增加了六滤芯除尘器及水循环除尘，形成了二级精过滤，解决了车间环境污染问题，达到环保要求。

3.喷砂集成系统实物照

4. 经济效益对比

按年产量400万件，机床运行1小时费用20元计算

4.1 机床节约费用：

使用自动喷砂比手动喷砂可节约30秒，

年节约：（4000000×30/3600）×20=66.6万

4.2 节约人力成本费用：

年产400万件，手动喷砂需15人/班， 自动喷砂需5人/班，每班可减少10人，三班共减少30人，节约成本30×5=150万（按人均年收入5万计算）

4.3设备支出费用，每套自动设备需22万元，总 成本110万，如果是手动设备需15台，每台1.5万，总成本为22.5万，多支出成本88万

综上所述，年产400万件，第一年可节约成本128万，以后每年可节约成本216.6万。

5.结束语

目前我公司已全部使用该自动喷砂设备（特殊结构除外）。通过实践证明，该设备及工艺方案思路合理，通用性强，符合精益生产要求，加工出的产品质量稳定可靠，满足我公司大批量、多品种同步器锥环零件表面处理要求。

参考资料：

[1]《喷砂选用砂材磨料知识》.

[2]《钢材表面喷砂处理工艺标准》.

[3]《抛丸、喷丸、喷砂等表面处理工艺简介》.