靜電粉末噴涂的工藝流程及總體方案設(shè)計

涂裝設(shè)備常應(yīng)用于懸鏈?zhǔn)缴a(chǎn)流水線中，工件在懸鏈輸送下，按照特定的工藝流程，從上件、涂粉到最后涂膜形成，這一系列的生產(chǎn)流程在本章中進行了詳細(xì)的闡述。此外本章還重點介紹了隨動式靜電粉末噴涂系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。

實現(xiàn)靜電粉末噴涂的原理

在靜電粉末系統(tǒng)中，將高壓靜電發(fā)生器與涂裝設(shè)備噴槍上的電極相連，待噴涂工件接地，使得噴槍和工件間形成高壓靜電電場。與此同時粉末涂料的細(xì)小顆粒借助壓縮空氣產(chǎn)生的空氣動力從供粉桶吸出，再經(jīng)過輸粉管運送至噴槍槍口，呈傘形霧狀飛噴而出，在靜電場中霧化的噴涂顆粒捕獲負(fù)電荷成為帶電微粒。由此一來，噴涂顆粒在涂裝設(shè)備高壓靜電場和空氣氣流的雙重作用下按照受力的方向飛至待涂工件，牢牢吸附在工件表面。當(dāng)粉末涂料在工件上積聚到一定厚度時，噴涂顆粒間發(fā)生靜電相斥，粉末便不再堆積。然后再經(jīng)過加熱熔融、流平固化形成均勻、光滑、平整的涂層，來滿足噴涂要求。靜電粉末噴涂技術(shù)廣泛應(yīng)用在流水線生產(chǎn)方式中，整個加工生產(chǎn)線依靠懸鏈輸送待噴涂的工件，依次經(jīng)過上件、噴淋、干燥、噴涂、固化、下件等工序完成工件的靜電粉末噴涂。

涂裝設(shè)備布置的具體噴涂工藝為：

（1）上半部分：工人在規(guī)定的上半部分位置將工件懸掛在接觸網(wǎng)上；

（2）噴涂清洗：主要配合噴涂生產(chǎn)線完成工件的預(yù)噴涂處理，噴涂是一種常見的噴涂工藝。Y的處理，其責(zé)任是清除工件表面可能存在的油污、灰塵和鐵銹，然后通過磷化，在工件表面形成一種耐腐蝕、附著力強、光亮整潔的磷化膜；

（3）干燥：通過干燥將工件表面存在的水干燥。爐前做好噴涂處理。在噴涂生產(chǎn)線中，一般采用槽式干燥爐，溫度一般在150℃左右，一般在10分鐘左右；

（4）涂裝設(shè)備噴涂：在工件表面進行粉末噴涂；

（5）固化：完成噴涂的工件在懸掛鏈下轉(zhuǎn)入固化爐。烘箱內(nèi)烘烤溫度約為180-200℃，烘烤時間約為20-15分鐘，通過電加熱吸附在工件臺上。熔化后，表面的粉末顆粒凝固，形成光滑、牢固、均勻的光學(xué)鏡涂層；

（6）下部：工件表面形成薄膜，產(chǎn)品從接觸網(wǎng)中去除。目前，在涂裝設(shè)備噴涂過程中，我國一些中小企業(yè)仍然采用手工噴涂。設(shè)計合理適用的自動噴涂系統(tǒng)來完成噴涂過程是本文的核心研究內(nèi)容。

本文所涉及的支撐結(jié)構(gòu)是噴涂設(shè)備的重要組成部分之一，主要包括涂裝設(shè)備底座和由底座支撐的立柱。它支持固定設(shè)備垂直方向的機械系統(tǒng)，相當(dāng)于整個設(shè)備的“主干骨架”。同時，在保證結(jié)構(gòu)剛度和強度的前提下，希望支撐結(jié)構(gòu)盡可能輕。因此，相應(yīng)的支護結(jié)構(gòu)力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析也是關(guān)鍵。涂裝設(shè)備將利用ANSYS Workbench的拓?fù)鋬?yōu)化功能對主要支撐結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，包括底座和立柱。所謂的機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括三種類型：形狀優(yōu)化、尺寸參數(shù)優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化。與其他兩種優(yōu)化方法相比，拓?fù)鋬?yōu)化方法更加靈活和全面。拓?fù)鋬?yōu)化的方法是在一定的負(fù)載和約束條件下，對模型材料在一定區(qū)域內(nèi)的分布進行優(yōu)化調(diào)整，找出涂裝設(shè)備較佳的分布方案。涂裝設(shè)備立柱固定在底座上，主要用于定位安裝垂直導(dǎo)軌和同步驅(qū)動滑輪的驅(qū)動結(jié)構(gòu)。相對于設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)，垂直導(dǎo)軌的行程占很大比例，相應(yīng)立柱的高度相對較高。為了保證塔柱運行的可靠性，節(jié)約材料，有必要對塔柱進行力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。