铸件清理是铸造生产后端关键工序，复杂泵体、阀体、重型壳体铸件存在内腔、深槽、密集筋板等特征，属于典型难清理铸件。传统单抛丸器吊钩抛丸设备投射方向单一，筋板遮挡造成内腔转角型砂、氧化皮清理不彻底；单纯延长抛丸时间，会造成外露薄壁法兰、薄筋板发生过抛损伤，长期存在质量不稳定、返工率高等问题。

目前国内铸造车间，针对异形复杂铸件大多沿用标准机型，缺少设备投射系统、工装配套的定制化优化设计，装备与铸件工况匹配度不足。本文针对复杂铸件清理难点，对吊钩式抛丸清理机的抛丸器布置、室体结构、弹丸分离系统进行优化改进，配套开展工艺试验，形成一套装备 + 工艺一体化解决方案，在铸造生产现场开展验证。

1 原设备存在问题分析

原有标准吊钩式抛丸机配置单组抛丸器，抛射方向固定。在清理带内腔的泵阀铸件时，主要存在如下问题： （1）投射射流单一，铸件背面、内腔转角被筋板遮挡，形成清理死角，型砂清理不完全； （2）工件吊具通用性差，铸件重心偏斜，旋转过程晃动，投射距离波动，表面纹理不均匀； （3）风选分离器筛分精度不足，破碎细丸无法有效分离，循环系统内细粉含量偏高，降低清理效率； （4）工艺参数依靠人工经验，同一批次铸件表面质量波动大，薄壁区域容易出现啃伤。

2 装备结构优化设计

2.1 抛丸器多角度布置优化

主机采用双抛丸器倾斜布置方案，两台抛丸器分别安装于清理室侧壁，设置不同投射倾角，可同时从斜上方与侧向对铸件进行投射。抛丸器底座采用可调法兰结构，现场可微调投射角度，对准铸件内腔、焊缝转角等死角区域。抛丸器选用高耐磨叶片、定向套组件，提升易损件使用寿命，减少设备停机维保频次。

2.2 专用工装吊具设计

定制可配重式吊具。吊点选取在铸件厚大、刚度充足位置，避开薄壁与加工面；增设可拆卸配重块，校正铸件偏心重心，保证吊钩旋转过程平稳，减小晃动。吊具框架尽量简化，减少吊具遮挡铸件清理表面。吊具模块化设计，同系列铸件可快速更换吊点，提升工装通用性。

2.3 弹丸循环与风选系统升级

提升斗式提升机输送能力，增加料位在线监测装置，实时监测弹丸存量。优化风选分离器风道结构，调整风速，分级分离合格钢丸、破碎细丸、型砂粉尘。破碎细丸及时排出循环回路，避免细粉持续累积影响抛丸射流稳定性。设置高低料位报警，提醒操作人员少量分次补丸，稳定弹丸流量。

2.4 除尘配套优化

优化除尘管路布局，减少管路弯头，降低风阻。除尘风口布置在清理室上部，维持抛丸室负压，抑制粉尘外逸；配套脉冲布袋除尘，增加压差在线监测，布袋堵塞、破损时系统及时报警，满足铸造车间环保排放要求。

3 清理工艺试验研究

3.1 试验工件与试验条件

试验工件：铸钢泵体铸件，铸件存在内腔、分流流道、薄壁法兰；铸件壁厚区间 8～45 mm。设备：优化后的吊钩式抛丸清理机；弹丸选用 φ1.0mm 高韧性铸钢丸。 考察因素：工件旋转速度、抛丸时间。评价指标：目视清理效果、除锈等级、薄壁件变形情况、粗糙度。

3.2 试验结果分析

（1）旋转速度：旋转速度过低，局部区域长时间受弹丸冲击，薄壁易损伤；转速过高，弹丸覆盖次数不足，死角清理不达标。试验确定工件旋转最佳区间为 2.5～3.5 r/min。 （2）抛丸时间：抛丸时间不足，内腔型砂残留；抛丸时间超过阈值，薄壁法兰出现表面啃伤。采用分段抛丸工艺：主抛阶段去除大面积氧化皮与型砂；小幅调整工件姿态，对死角区域短时间补抛。 （3）弹丸影响：选用球形钢丸，避免钢砂直接长时间冲击薄壁部位；钢丸硬度控制在 HRC40～45，兼顾清理能力与抗破碎性能。

4 工程应用效果

将优化后的吊钩抛丸装备应用于铸造泵阀铸件生产线，连续批量生产验证。优化后： 1）铸件内腔、筋板转角无清理死角，铸件表面除锈等级稳定达到 Sa2.5 级； 2）薄壁法兰、薄筋板无变形、啃伤缺陷，铸件返工率显著下降； 3）设备弹丸消耗下降，设备非计划停机时间减少； 4）整套装备密闭除尘，车间粉尘浓度满足环保规范。

5 结论

针对铸造复杂内腔铸件清理难题，对吊钩式抛丸清理机开展抛丸器多角度布置、专用配重吊具、风选分离系统的一体化装备优化，配套分段抛丸工艺，能够有效解决铸件内腔清理死角、薄壁过抛损伤问题。 采用可调角度双抛丸器 + 定制吊具的吊钩抛丸装备方案，装备适配性强，投入成本可控，适合泵阀、重型装备铸造车间复杂铸件清理改造。在铸造装备设计阶段，需要结合铸件结构做装备与工艺协同设计，实现装备、弹丸、工艺参数匹配，提升铸件清理质量与生产稳定性。

该研究可为同类复杂铸件清理装备开发、铸造车间旧抛丸设备升级改造提供技术参考。