冷冻修边较早出现于20世纪50年代,此后大致经历了4个发展阶段。
一代
以转鼓为工作容器,初选择干冰作致冷剂。把待修件装入转鼓,或者再添加一些能起到摩擦作用的工作介质。桶内温度控制在溢边已发脆而制品本体未脆的范围。为了恰到好处地达到这一目的,溢边厚度应≤0.15mm。转鼓是设备的主要部件,呈八角形。其关键点是能控制好喷射介质的落点,以使翻滚周而复始地进行。
转鼓以反时针方向转动,而物料受重力的作用沿1-2线掉落,然后依序循环,达到翻匀。一段时间后,溢边脆化,均匀完成修边。一代技术的不足之处是不彻底,特别在分型面两侧容易出现残余溢边。原因是模具设计欠妥,或分型面处的胶层太厚(大于0.2mm)所致。
二代
其在一代的基础上,做了三方面的改进。
①致冷剂改用液氮。因为于冰的气化点为-78.5℃,对某些脆性温度低的胶种(如硅橡胶)就不适用。而液氮的沸点仅-195.8℃,能囊括所有胶种。
②盛放待修制品容器的改进。由转鼓改为以槽形输送带作运载体。这样,由于待修产品能在带槽中周而复始地翻滚,大大减少了死角的出现几 率。不仅提高了工效,也改善了修边的精密度。
③不再单纯地依靠待修件相互之间的摩擦来除边,而是引入细粒状的喷射介质助威。使用粒径0.5~2mm的粒状金属或硬质塑料弹丸,以线速25 ~55m/s射向待修品的表面,造成很大的冲击力,从而大大缩短了周期。
三代
其是在二代基础上改进而产生的,待修件的容器改为四壁带孔结构的吊篮。这些孔布满吊篮四壁,孔径为5mm左右(大于弹丸直径,以允许弹丸顺利通过孔眼而落下),经回收到设备顶部后供二次使用。这样安排既能扩大容器的有效容量,又可减少冲击介质(弹丸)的储存量。三代冷冻修边机的内部构造设计重点包括:吊篮并非垂直安置,而是带一定的倾斜度(40°~60°)。其优点是在冲修过程中。由于两种力的叠加而翻动剧烈。一种力是由吊篮底盘提供的旋转力; 二种力则是随弹丸冲击带来的离心力。当这两股力汇合在一起时,就产生了360°的全方位运动,导致均匀、彻底地翻动,从而缩短加工周期
三代冷冻修边机虽有翻动均匀、加工快速等优点,但也存在两个缺点。一,受吊蓝容积的限制,不适用于直径≥200mm的大型制件;二,正因为受吊蓝容积之限,只能进行分批作业,而每次换批、启动,又得重 复耗用液氮,使成本增加。
改进型的冷冻修边机是在三代冷冻修边机的基础上加了自动过滤,自动烘干喷射介质的辅助设备,使冷冻修边机使用更加方便。
四代
前三代冷冻修边机的有效容量基本在20L~50L之间,按照冷冻修边加工成本测算,更适用于小件制品加工,如O型圈、油封、手机外壳、电器接插件、硬盘支架等,对于尺寸超过15cm的制品,因为每批次投放量受限制,加工大件制品的效率很低,且成本会比较高。
2013年四代超大型冷冻修边机研制完成,改造了设备零件篮容量,使有效容积成本增长,并且通过重新设计零件篮构造、抛射系统构造,使设备可以适用于大型制品的修边,同时通过提高搅拌效率,改进保温系统,实时监控系统,大幅度降低了设备的运行成本,使得低成本处理大尺寸制品成为可能。