冷凍修邊較早出現于20世紀50年代,此后大致經歷了4個發展階段。
一代
以轉鼓為工作容器,初選擇干冰作致冷劑。把待修件裝入轉鼓,或者再添加一些能起到摩擦作用的工作介質。桶內溫度控制在溢邊已發脆而制品本體未脆的范圍。為了恰到好處地達到這一目的,溢邊厚度應≤0.15mm。轉鼓是設備的主要部件,呈八角形。其關鍵點是能控制好噴射介質的落點,以使翻滾周而復始地進行。
轉鼓以反時針方向轉動,而物料受重力的作用沿1-2線掉落,然后依序循環,達到翻勻。一段時間后,溢邊脆化,均勻完成修邊。一代技術的不足之處是不徹底,特別在分型面兩側容易出現殘余溢邊。原因是模具設計欠妥,或分型面處的膠層太厚(大于0.2mm)所致。
二代
其在一代的基礎上,做了三方面的改進。
①致冷劑改用液氮。因為于冰的氣化點為-78.5℃,對某些脆性溫度低的膠種(如硅橡膠)就不適用。而液氮的沸點僅-195.8℃,能囊括所有膠種。
②盛放待修制品容器的改進。由轉鼓改為以槽形輸送帶作運載體。這樣,由于待修產品能在帶槽中周而復始地翻滾,大大減少了死角的出現幾 率。不僅提高了工效,也改善了修邊的精密度。
③不再單純地依靠待修件相互之間的摩擦來除邊,而是引入細粒狀的噴射介質助威。使用粒徑0.5~2mm的粒狀金屬或硬質塑料彈丸,以線速25 ~55m/s射向待修品的表面,造成很大的沖擊力,從而大大縮短了周期。
三代
其是在二代基礎上改進而產生的,待修件的容器改為四壁帶孔結構的吊籃。這些孔布滿吊籃四壁,孔徑為5mm左右(大于彈丸直徑,以允許彈丸順利通過孔眼而落下),經回收到設備頂部后供二次使用。這樣安排既能擴大容器的有效容量,又可減少沖擊介質(彈丸)的儲存量。三代冷凍修邊機的內部構造設計重點包括:吊籃并非垂直安置,而是帶一定的傾斜度(40°~60°)。其優點是在沖修過程中。由于兩種力的疊加而翻動劇烈。一種力是由吊籃底盤提供的旋轉力; 二種力則是隨彈丸沖擊帶來的離心力。當這兩股力匯合在一起時,就產生了360°的全方位運動,導致均勻、徹底地翻動,從而縮短加工周期
三代冷凍修邊機雖有翻動均勻、加工快速等優點,但也存在兩個缺點。一,受吊藍容積的限制,不適用于直徑≥200mm的大型制件;二,正因為受吊藍容積之限,只能進行分批作業,而每次換批、啟動,又得重 復耗用液氮,使成本增加。
改進型的冷凍修邊機是在三代冷凍修邊機的基礎上加了自動過濾,自動烘干噴射介質的輔助設備,使冷凍修邊機使用更加方便。
四代
前三代冷凍修邊機的有效容量基本在20L~50L之間,按照冷凍修邊加工成本測算,更適用于小件制品加工,如O型圈、油封、手機外殼、電器接插件、硬盤支架等,對于尺寸超過15cm的制品,因為每批次投放量受限制,加工大件制品的效率很低,且成本會比較高。
2013年四代超大型冷凍修邊機研制完成,改造了設備零件籃容量,使有效容積成本增長,并且通過重新設計零件籃構造、拋射系統構造,使設備可以適用于大型制品的修邊,同時通過提高攪拌效率,改進保溫系統,實時監控系統,大幅度降低了設備的運行成本,使得低成本處理大尺寸制品成為可能。