抛丸机 (shot 爆破 machine) ，是指利用高速旋转的叶轮抛出弹丸，通过弹丸冲击待处理表面来完成清理或者强化的表面处理设备。主要由抛丸系统、回收分离系统、除尘系统、控制系统和驱动系统等组成。其工作原理是 ，待清理工件进入抛丸室体内部后关闭室体大门，弹丸被室体顶部的抛丸器不断加速后抛向被清理件 经分离、传动装置将弹丸收集循环使用，整个工作流程由控制系统控制。常见的抛丸机主要有履带式、 滚筒式、吊钩式、吊链式和轨道通过式等。

抛丸机最早可以追溯到1870年，美国的本杰明通过从理论上研究喷砂处理技术，写出了第一个抛丸器专利技术，标志着抛丸器的正式诞生，20世纪70年代，世界上第一台水平移动式抛丸设备在美国佰锐泰克( BLASTＲAC) 诞生。

抛丸机清理具有应用范围广、速度快、效率高、质量稳定等特点，大大提高了零件的使用寿命和美观性，因此，抛喷丸技术在从铸造业表面清理、路面清理、兵器制造、车辆船舶等有着广泛的应用。

1870年，美国的本杰明通过从理论上研究喷砂处理技术，写出了第一个抛丸器专利技术，标志着抛丸器的正式诞生，

1879年，本杰明在英国创立了维尔贝莱特蒂尔曼（Wheelabrator Tilghman）公司，为世界抛丸表面清理行业的发展奠定了基础。

1932年，维尔贝莱特公司发明了履带式喷砂设备；1935年，维尔贝莱特公司发明了叶片式抛丸设备。

1950年，乔治费舍尔（George Fischer）公司引进钢材抛丸清理去氧化皮设备；同年，维尔贝莱特公司生产的抛丸设备用于钢材表面除锈与清理。

1960年，H.阿克谢诺夫 就 通过运动学和动力学分析， 推导计算出了弹丸抛射速度的理论公式。

1985年， Meguid等人开始将有限元法应用于抛喷丸技术的模拟仿真，证实了抛喷丸技术的仿真模拟 可采用有限元法 。

1949年，青岛机械公司成立，它是国内最早生产抛丸设备的专业厂家，是国内抛丸设备规格最为齐全的生产厂家，拥有山东省和青岛市级技术中心。

1956年，济南铸造锻压研究所成立，它是铸造机械和抛丸技术与装备的行业研究所，也是中原地区成立最早的行业研究所，研制的多种抛丸设备填补国内空白。

20世纪80年代以后，随着中国改革开放的深入，抛丸装备技术发展迅猛，很多抛丸设备被开发和研制出来，替代了国外进口。特别是1987~1990年，青岛铸造机械厂通过许可证贸易，引进并消化吸收了美国潘邦公司GN系列履带式抛丸清理机，将中国抛丸技术与装备水平提高一大步。

20世纪90年代末，抛丸机生产厂家越来越多，潍坊市诸城、江苏无锡等地成为抛丸设备生产基地，抛丸机制造企业较多。

进入21世纪，随着中国铸件产量的迅速增长，抛丸机装备生产企业也获得了快速发展，数量和规模变化显著，涌现出一批创新能力强，产品水平高的优秀企业，如：马鞍山市惊天公司、湖南山河公司等。

2019年，Choi,、Dongmyung等人提出了一种倒圆或凸起的叶片设计，通过EDEM软件进行模拟仿真以及实验证明此叶片结构可以改善抛丸效果。

首先通过控制系统设定各项工艺参数，抛丸电机通过传动机构带动分丸轮高速转动，弹丸从储料斗中在重力的作用下流入分丸轮内实现加速，在离心力的作用下，弹丸由分丸轮窗口抛出进入定向套，再经由定向套窗口抛出，由高速回转的叶片拾起，并沿叶片长度方向不断加速运动直至抛出，抛出的弹丸形成一定的扇形流束，冲击工作平面，起到清理或强化的作用。反弹后的弹丸和抛丸形成的杂质分别受惯性和负压作用经过高压反弹室进入回收分离系统中。在回收分离系统作用下，弹丸和粉尘完成分离，弹丸循环回到储料斗中，粉尘被除尘器( 集成或外接) 收集。

如下图，电机输出轴、分丸轮、定向套与叶轮同轴同心，在电机的带动下，电机、分丸轮和叶轮以同角速度转动。弹丸由进丸管进入分丸轮内部，由于离心力的作用，将会通过分丸轮窗口向外抛射入定向套窗口，直到从定向套窗口飞出。一部分速度不足的弹丸，将会在分丸轮与定向套的间隙中继续被加速，直到速度达到要求后，随其他弹丸从定向套窗口飞出并被叶片承接，在离心力的作用下继续被旋转的叶片加速，直到飞离叶片。此时弹丸速度达到最大值，抛射向待清理或强化的工件。

抛丸机主要由抛丸电机、抛丸器、抛丸室以及反弹室等组成，其中抛丸器是该子系统甚至是整个抛丸机的核心器件之一，其质量和耐磨性直接决定了预处理表面的抛丸质量和成本。按弹丸进给类型，抛丸器可以分为重力进丸打击式、机械进丸式、鼓风进丸式以及自吸进丸式等，其中机械进丸式抛丸器应用最为广泛。机械进丸式抛丸器主要由分丸轮、定向套、叶片和叶轮等组成，其中叶片是磨损失效严重的结构件之一，其寿命直接影响抛丸效率和成本。由于抛丸流量是限制移动式抛丸机效率的主要因素，所以现有移动式抛丸机抛丸器均采用直叶片，通过提高抛丸器转速来提高抛丸效率。

驱动抛丸轮的电机是抛丸机的作用是提供动力，使抛丸轮高速旋转。通过皮带轮或齿轮等传动装置与抛丸轮连接，电机的功率和转速需要根据不同的抛丸任务进行选择，以达到最佳的清理效果。

抛丸器是抛丸机的核心部件，抛丸清理工作质量的优劣全都取决于抛丸器的工作性能。自抛丸器问世以来， 第一代重力进丸打击式抛丸器已经被淘汰 ，随着科学技术的不断发展与进步，机械进丸式抛丸器、自吸式抛丸器等相继问世 。 但最常用的还是机械进丸式抛丸器，叶片可 根据需求不同安装直线叶片、曲线叶片、管状叶片以及带有一定转轴倾角的倾斜叶片，抛丸器的主要部件有：电动机、分丸轮 、 叶片轮和定向套。

电动机带动同轴同心的分丸轮和叶片轮做同角速度的转动，弹丸由于重力的作用而流入分丸轮内经过不断加速到达叶片后被高速抛出 ，最终以一定的速度和方向抛向待处理件。

抛丸室通常由室体、进出料口、轨道和密封等组成。室体是抛丸室的主要部分，通常采用钢板、型钢等材料焊接而成，具有足够的强度和刚度。进出料口是工件进出抛丸室的通道，轨道则是工件在抛丸室内移动的轨道。

回收分离系统是抛丸机的一个重要组成部分，它的作用是将弹丸和砂石等材料进行回收和分离。该系统通常由筛沙机、废料输送带、废料斗、弹丸输送带、弹丸收集器等组成。砂石分离机是回收分离系统的核心部分，它可以将砂石和弹丸进行分离。分离后的砂石通过废料输送带和废料斗被送出，而弹丸则通过弹丸输送带和弹丸收集器被回收。

砂石分离机通常由分离室、分离轮、传动装置、密封装置等组成。分离室是砂石分离机的主要部分，一般采用钢板或混凝土等材料制造，具有足够的强度和稳定性。分离轮则是砂石分离机的核心部件，它通常由一组叶片组成，叶片的形状和尺寸根据不同的砂石类型和规格而有所不同。在分离轮的旋转过程中，叶片会将砂石和弹丸抛向分离室的顶部，使它们在重力的作用下进行分离。

抛丸机设备在运转过程中，除尘系统应用的可靠性非常重要，在有效的废气和粉尘处理条件下，提高设备机组运转效率和环保效果意义重大，除尘系统一般由两部分组成，分别是清洁系统(反吹系统)和粉尘收集系统，前者会借助反吹风压将纤维过滤袋表面上的粉尘吹掉，同时通过调节阀、尾旋装置和排放阀等装置进人粉尘收集系统；后者在将吹落粉尘进行收集后，再经过滤后能实现清洁气体的直接排放。

电气控制系统主要包括发动机电控系统、液压泵控制系统、传感器检测系统等。这些系统主要对发动机、液压泵、工作油缸等参数进行检测与控制，比对发动机转速、液压系统工作压力、抛丸器工作转速进行时时检测，将检测到的信息发送给整机控制器，根据系统设定的参数对控制目标进行控制。另外系统设有辅助报警装置，如系统压力超过设定压力、抛丸转速超过设定转速时系统发出报警，及时修正系统参数。

履带式抛丸清理机是一种特殊的滚筒类抛丸清理设备，是在履带（金属履带或橡胶履带）运动的带动下使铸件做类似在旋转滚筒中的翻动，再利用抛丸器将弹丸高速抛向不断翻动的铸件，从而达到清理的目的。主要用来清理易翻滚跌落的工件和不易碰坏的非脆性零件及型芯不深的铸件表面上的粘砂、锈层与氧化皮、毛刺，也可用于清理铝件及某些有色金属件。其作业方式有间歇式和连续式两种。

间歇式履带抛丸清理机工作原理图如下图所示。

a)、b) 清理铸件时履带运动方向；c) 卸料时M113装甲运兵车运动方向。运转机构由一对圆盘形端盘和一条封闭的履带组成滚筒形式。履带可以正反向旋转，如图中a）、b）旋转使其内部铸件不断翻动并得到均匀清理，c）旋转将铸件带出工作机构使其卸料。抛落的弹丸和砂子通过履带缝隙或开孔，下落到底下的漏斗内，然后进入丸料循环系统和丸砂分离系统。

连续式履带抛丸清理机工作原理图如下图所示。

振动给料槽可将温度高达100℃左右的铸件连续送入抛丸机的进料滚筒。因进出料滚筒和抛丸清理滚筒在沿铸件前进方向均有轻微倾斜，因此铸件在不同的滚筒内可边连续前进边轻柔地翻转，并在清理段得到均匀的抛丸清理。清理好的铸件由出料滚筒送入下料振动输送槽中运走。进出料滚筒的出入口均设有密封幕帘，进出料滚筒和抛丸清理滚筒中均设有穿孔或缝隙，以便弹丸通过并进入弹丸循环系统。

倾斜滚筒式抛丸清理机由倾斜滚筒、滚筒翻转机构、筒盖、弹丸循环系统、抛丸器、上料机构、液压系统及电气等构成，设备外形图如图10 所示。其工作原理是采用独特的滚筒摇动构造，抛丸器安装在滚筒盖上，在抛丸投射中，滚筒不仅转动还上下摇动，因此滚筒内工件无一遗漏地被搅拌，钢丸均匀地投射到工件上，达到均匀清理的效果。

摆床式抛丸清理机在国外已被广泛应用十多年了，但产品并不多见，应用也较少，其中以好迪（Hidea）公司最先实现研发设计和国产化生产制造，并在国内逐步推广应用，可分为间歇式和连续式两种。

工作原理图如下图所示。

多角摆床绕径向轴线以120°幅度前后摆动，从而保证工件在柔和地翻转中被清理干净。抛丸器位于工作区域的正上万，钢丸流集中抛射到工件上实现能量最佳利用。SWD 型多角摆床式抛丸清理机间歇式工作，具有以下特点：①可彻底地抛射混合品种工件并且确保被抛工件翻转柔和；②每个摆床体上方布置有多个抛头，生产率高；③装卸料时间很短；④结构紧凑，占地面积小；⑤适用于批料生产，易于与现有生产线组成流水线生产。

与SWD系列抛丸机配备类似的多角槽体，抛丸器沿槽体纵向布置在铸件流的正上方。

连续式多角摆床抛丸清理机具有以下特点：①可连续抛丸清理包括浇冒口在内的铸件混合料；②抛丸器布置在铸件流的正上方，有利于使弹丸的能量得到最好利用；③铸件受到抛丸清理的区域最长；④抛射区无活动零部件干涉铸件清理；⑤配置升降机构，生产量可调；⑥生产率高达35 t/h，单件质量最大可达150 kg；⑦易与原有生产线集合成一体进行自动流水生产。

振动通过式抛丸清理机适用于清理铸件回炉料等表面锈蚀和其它杂质，抛丸机室内槽体采用振动输送槽形式，抛丸器布置在铸件流的正上方，物料从一端被送入抛丸机振动输送槽室内，经振动输送翻滚和抛丸器抛射清理后，由另一端出来，设备易于集成到生产线中，设备具有以下特点：①抛丸振动槽体内衬进口高锰钢板，使用寿命长；②设备采用振动输送，减低劳动强度；③ PLC 全自动控制，故障显示报警，不同工件的抛丸时间可提前预设，操作者只需按钮操；④可组成自动生产线，无需人工控制加料；⑤设备无需地坑，最大降低土建费用。

该类设备为连续式作业，克服了单钩抛丸清理室间歇式作业生产率不高的缺点，具有生产率高、结构紧凑、操作方便等优点。该机适用于铸件的表面清理、去毛刺和锻件除锈，特别是形状和尺寸不宜翻滚的工件。可用工业机器人与之结合，使之成为自动操作的独立生产单元，或与生产线集成一体，其装卸料可完全自动化而无需人工参与。

吊挂式抛丸清理机将待清理的铸件挂在吊钩上，通过挂设在室顶上的轨道进入清理室，然后铸件随吊钩一同旋转，同时受到来自抛丸器的高速弹丸的击打而使铸件得到均匀清理。由于吊挂式抛丸清理机将铸件吊挂悬空进行清理，弹丸不会埋住铸件，铸件不用翻身就被清理干净，是应用最广泛的抛丸清理设备之一，可用于不同尺寸的多种产品领域，典型设备实物图如下图所示。吊挂式抛丸清理机的产品形式多样，但由于可进行模块化设计，因此很多零部件具有很强的互换性。

机械手式抛丸清理机具有以下特点：①包括装卸料在内的全自动作业；②可清理不同尺寸和结构形式的铸件而无需更换复杂的夹具；③机械手的两个夹持臂绕轴转动从而使铸件也绕同一轴线转动，避免了产生清理死角现象；④机械手可被编程来完成各种组合运动（转动、摇摆和停顿），以便将清理难度大的部位暴露于抛射的弹丸流中，以确保具有复杂内腔和表面形状的铸件能得到全面均匀的清理；⑤可在机内将弹丸倒干净而不占用设备工作节拍时间；⑥易与已有生产线集成在一起；⑦铸件外表面和内部通道均能得到全面清理；⑧清理生产率高达40 t/h，单件铸件质量达600 kg。

网带通过式抛丸清理机通过网带输送系统输送工件到封闭的抛丸室，利用高速抛射的弹丸打击工件表面，除掉工件上的锈层、焊渣、粘砂及氧化皮，使之获得均匀一致的金属光泽，以提高工件的涂装质量与防腐效果。设备主要用于汽车、航天、铁路与机械制造业的薄壁铸件、薄壁和脆弱的铁或铝合金铸件、陶瓷等小型零件的表面抛丸，亦可用于机械零件的抛丸强化。

路面抛丸机工作原理：路面抛丸机的工作原理是通过机械的方法把丸料（钢丸或沙粒）以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让丸料冲击工作表面，然后在机器内部通过配套的吸尘器的气流清洗作用，将丸料和清理下来的杂质分别回收，并且使丸料可以再次利用的技术。机器配有除尘器，做到无尘、无污染施工，既提高效率，又保护环境。

抛丸设备首先应用于铸造业铸钢、铸铁件的表面粘砂及氧化皮的清除。几乎所有的铸钢件、灰铸件、可锻铸铁件、球铁件等都要进行抛丸处理。这不仅是为了清除铸件表面氧化皮和粘砂，同时也是铸件质量检查前不可缺少的准备工序，比如大型气轮机机壳在进行无损探伤以前必须进行严格的抛喷丸清理，以保证探伤结果的可靠性。在一般铸件生产中，抛喷丸清理是发现铸件表面缺陷如皮下气孔、渣孔以及粘砂、冷隔、起皮等的必不可少的工艺手段。有色金属铸件，如铝合金、铜合金等的表面清理，除清除氧化皮、发现铸件的表面缺陷外，更主要的目的是以抛喷丸来清除压铸件的毛刺和获得具有装潢意义的表面质量，获得综合效果。冶金钢铁生产中，抛喷丸或者酸洗是保证钢铁大量生产中获得高生产率而采用的机械或化学联合去除磷皮的一种工艺方法。硅钢片、不锈钢薄板等其他合金钢板、带的生产中，在冷轧工序过程中必须进行退火后再进行抛丸或酸洗处理，以保证冷轧钢板的表面粗糙度及厚度精度。

根据现代金属强度理论，增加金属内部的错位密度，是提高金属强度的主要方向。实践证明抛丸是增加金属位错结构的行之有效的工艺方法。这对一些金属不能通过相变硬化(如马氏体火等)或实现相变硬化的基础上而要求再进一步强化的工件而言，更具有十分重要的意义。航空、宇航工业、汽车、拖拉机等零部件要求轻质化，但可靠性要求越来越高，其重要工艺措施就是采用抛喷丸工艺提高构件的强度和疲劳强度。

移动式路面抛丸机可以用于清理沥青混凝土路面的各种油渍和污渍，清除道路上的小石子、铁屑等杂物，清除水泥混凝土路面上的油漆薄膜及粘附物，用于处理旧沥青混凝土路面（包括水泥混凝土路面），使旧路翻新恢复其使用性能。对桥梁进行除锈刷漆处理：去除桥面铺装层表面的锈蚀层、氧化层及污物，清洗桥梁伸缩缝中的垃圾污垢以及防水涂层破损处等部位。

ISO共制定ISO 11124 ∶1993 《涂装油漆和有关产品前钢材预处理喷射清理用金属磨料的技术要求》系列标准、ISO11125∶1993 《涂装油漆和有关产品前钢材预处理喷射清理用金属磨料的试验方法》系列标准、ISO 3861∶2005 《喷砂清理用橡胶软管规范》等34 项。其中， ISO 主要制定了抛喷丸用金属磨料、非金属磨料的标准以及相应检测标准， 如应用最多的是金属磨料标准ISO 11124-3∶1993 《涂装油漆和有关产品前钢材预处理喷射清理用金属磨料的技术要求第3 部分：高碳铸钢丸和砂》； 抛喷丸清理后钢材质量检测方法，粗糙度测定、粉尘测定、盐分测定等标准， 如钢材除锈等级标准ISO 8501-1∶2007 《涂料和相关产品使用前钢衬底的制备表面清洁度的目测评估第1 部分： 未涂覆钢衬底和彻底清除原有涂层后钢衬底的锈蚀等级和制备等级》， 并于2012 年制定ISO 8503-4∶2012 《涂装油漆和有关产品前钢材预处理喷射清理钢材的表面粗糙度特征第4 部分： 粗糙度测定比较样块对比法》。

美国汽车工程师协会共制定25项标准。其中， 主要制定了抛喷丸用金属磨料、非金属磨料的标准， 以及金属磨料寿命标准， 如SAE J441 ∶2009 《钢丝切丸》、SAEJ827∶2004 《高碳铸钢丸》、SAE J1993∶1996《高碳铸钢砂》、SAE J445∶2005 《金属磨料寿命测定》标准， 并制定了大量抛喷丸强化用系列标准， 如抛喷丸强度火照技术要求、覆盖度测量方法等标准。

MIL与SAE相类似， 共制定标准10项， 如制定MIL-S-13165C∶1989 《清理与强化用金属磨料钢丸、钢砂、钢丝切丸》。

中华人民共和国国家标准共制定GB/T 19816—2005 《涂覆涂料前钢材表面处理喷射清理用金属磨料的试验方法》系列标准等20项。主要有近几年制定的抛喷丸用金属磨料、非金属磨料的标准， 以及相应检测标准。其中金属磨料应用标准较多由山东开泰集团有限公司参与起草， 包括GB/T 18838.3—2008 《涂覆涂料前钢材表面处理喷射清理用金属磨料的技术要求： 高碳铸钢丸和砂》； 并制定了抛喷丸清理后钢材处理质量检测方法、锈蚀等级和锈蚀等级、粗糙度测定、粉尘测定、盐分测定等标准； 抛喷丸设备标准如GB/T 24390—2009 《抛（喷） 丸设备安全要求》、GB/T 23576—2009《抛喷丸设备通用技术条件》等。

中国共制定抛喷丸机械行业标准如JB/T 10174—2008 《钢铁零件强化喷丸的质量检验方法》、JB/T 11044—2010 《多工位

回转工作台抛丸机技术条件》、JB/T 9984—2011《道式抛丸清理机》等23 项。包括大量抛喷丸设备标准， 部分弹丸及测试标准， 如单圆盘、双圆盘抛丸器标准， 滚筒、履带、单钩、倾斜滚筒、转台、吊链步、辊道式、多工位转台不同类型的抛丸清理设备技术条件标准， 干式、液体喷砂机技术条件标准， 钢丝丸、钢铁零件强化喷丸的质量检验方法， 抛（喷） 丸清理设备可靠性试验方法等。

冶金、石油天然气、铁路、电子、造船、航空、化工等行业也制定了少量抛喷丸相关标准， 如TB/T 1758—1986 《机车车辆弹簧喷丸技术条件》等。

随着科技的不断发展，未来的抛丸机可能会更加智能化。通过引入人工智慧、物联网和大数据等先进技术，抛丸机可以更好地实现自动化和智能化操作，提高生产效率和质量。

为了满足不断增长的生产需求，抛丸机可能会朝着高效化的方向发展。通过优化设计和改进工艺，提高抛丸机的生产能力和效率，以实现更快速、更高效的生产。

随着环保意识的不断提高，未来的抛丸机可能会更加环保。通过引入环保技术和材料，减少抛丸机对环境的影响，同时提高资源的利用效率，实现可持续发展。

为了方便用户进行维修和升级，未来的抛丸机可能会采用模块化的设计。这样用户可以方便地对设备进行局部的维修或升级，提高设备的可靠性和使用寿命。