磨料喷射加工——零件、工作原理、应用
在本文中，您将了解磨料喷射加工 ，包括工作原理 , 部分 , 工作 , 应用程序 , 优点 和缺点 .
磨料喷射加工
磨料喷射加工 是一种非传统的去除材料的方法，使用高压气体或空气携带的 Al2O3 或 SiC 磨粒的聚焦流通过 0.3 至 0.5-mm 的喷嘴撞击工作表面直径。
换言之，磨料喷射加工 是用高压气体或空气通过喷嘴将高速磨粒流冲击到工作表面上，由于高速磨粒的侵蚀而发生金属去除的过程。
粒子的冲击产生了足以进行切割等操作的集中力；材料被磨料以150-300m/s的速度磨蚀去除 .在高速气流中使用磨粒。
磨料喷射加工的工作原理
磨料射流加工的工作原理 是使用高速流 由高压气体或空气通过喷嘴在工作表面上携带的磨粒。
由于高速冲击工作表面的磨粒引起的腐蚀，金属被去除。每次撞击时，都会有少量材料松动，将新的表面暴露在射流中。
该工艺主要用于此类机械加工 其他困难的，例如硬金属和合金的薄片，切割对热损伤敏感的材料，产生复杂的孔，去毛刺，蚀刻，抛光等。
磨料喷射加工零件
1. 供气
在加工系统中，一个气体 （氮气、CO2 或空气）在 2 至 8 kg/cm2 的压力下供应 .切勿使用氧气，因为它会与工件切屑或磨料发生剧烈的化学反应。这种磨料和气体混合物以 150 到 300 m/min 的高速喷射 来自安装在夹具上的小喷嘴。
2 . 过滤
过滤器清理 燃料供应使污垢 和其他杂质 不要阻碍进程的进展。
3.压力表
压力表用于控制压缩空气压力 用于磨料喷射加工。因为压力决定了切削深度和切削所需的力量
4. 混合室
磨料粉末被送入混合室，可以使用振动器控制磨料的量。使磨料和气体充分混合 在混合室中。
5 . 喷嘴
喷嘴用于增加速度 细磨料射流浆料以牺牲压力为代价，因为我们知道降低压力会导致速度增加。喷气式飞机的速度将在每秒 100 到 300 米之间。
可调节喷嘴以实现所需的角度切割 并且可以通过冲击侵蚀去除材料。
由于高磨损，喷嘴通常由碳化钨制成。喷嘴直径约为0.2-0.8mm。
喷嘴的材料应该是耐腐蚀的。喷嘴截面为圆形或矩形，头部可以是直的也可以是直角的。
6 . 磨料
在磨料喷射加工中，碳化硅和氧化铝玻璃珠 用作研磨剂。磨料的形状可以是规则的或不规则的。磨料的尺寸范围为 10 至 50 微米 .磨料的质量流量在每分钟2到20克之间 .
磨料的选择由MRR决定 , 工作材料的类型 ，以及加工精度等级 必填。
12、20、50 微米的氧化铝 (Al2O3) 适合清洁、切割和去毛刺；白云石尺寸 200 目用于蚀刻和抛光。
碳酸氢钠的粒径为 27 微米 用于软质材料的清洗、去毛刺、切割。
7 . 工件
金属去除率 由喷嘴直径决定 、磨料气体混合物的成分、磨料颗粒的硬度和被加工材料的硬度、粒度、射流速度、工件与射流的距离。在切割玻璃时，磨料喷射加工的典型材料去除率是 16 mm/min .
8.调节器
调节器用于控制压缩空气的流量 流经管道。
磨料喷射加工的工作
在图 1 所示的加工系统中，一种气体（氮气、CO2 或空气）
在 2 至 8 kg/cm2 的压力下供应 .永远不应该使用氧气
因为它会与工件切屑或引起剧烈的化学反应
磨料。经过过滤和调节后，气体通过含有磨料颗粒并以 50 Hz 振动的混合室。
来自混合室的气体以及夹带的磨粒 (10–40 µm )，通过 0.45 毫米直径 速度为 150 至 300 m/s 的碳化钨喷嘴 .氧化铝 (Al2O3) 和硅
硬质合金粉末用于重度清洁、切割和去毛刺。
碳酸镁 推荐用于轻度清洁和蚀刻，而碳酸氢钠用于精细清洁和切割软材料。商业级粉末不适合，因为它们的尺寸没有很好地分类。它们可能含有对健康有害的二氧化硅粉尘。
重新使用磨料粉末是不切实际的，因为污染物和磨损的砂粒会导致加工速度下降。磨料粉末的进给速度由振动幅度控制 在混合室中。喷嘴间距为 0.81 mm .工件与喷嘴之间的相对运动可通过凸轮驱动、受电弓、示踪机构手动或自动控制，或根据所需的切割几何形状使用计算机控制。
铜、玻璃或橡胶面罩可用于集中喷射流 磨粒到工件上的有限位置。使用具有相应轮廓的掩模可以产生复杂而精确的形状。并入除尘设备
保护环境。
磨料喷射加工的应用
让我们来讨论一下磨料喷射加工的用途：
1。 钻孔、切槽、清洁硬质表面、去毛刺、抛光
2. 对需要无毛刺表面处理的小型精密零件（例如液压阀、飞机燃油系统和医疗器械）的交叉孔、槽和螺纹进行去毛刺。
3. 在敏感、易碎、薄或难以加工的材料上加工复杂的形状或孔
4. 不影响导体的绝缘剥皮和电线清洗
5. 皮下注射针的微量去毛刺
6. 磨砂玻璃和电路板修整、混合电路电阻器、
电容器、硅和镓。
7. 去除薄膜和精细清洁不规则表面，因为
磨料流能够跟随轮廓
8. 用于玻璃、陶瓷、耐火材料的研磨和磨砂，比蚀刻或研磨便宜。
9. 金属分层的清洗，如电阻涂层。
10. 注塑件和锻件的小型铸件去毛边和分型线修整
11. 用于在车窗钢化玻璃上雕刻车牌号。
12. 用于清洁金属模具和型腔。
13. 清洁表面的腐蚀、油漆、胶水和其他污染物。
磨料喷射加工的优缺点
优势
- 因为 AJM 是一种冷加工工艺，所以它最适合加工 脆性 和热敏感 玻璃、石英、蓝宝石和陶瓷等材料。
- 该工艺用于加工超级合金 和耐火材料 .
- 它没有反应性 任何工件材料。
- 无需更换工具 是必须的。
- 尖角的复杂部分 可以加工。
- 加工后的材料不会硬化 .
- 不需要初始孔 根据需要启动操作
电火花线切割。 - 材料利用 高。
- 它可以加工薄材料 .
- A 高表面光洁度 可以通过这个过程获得。
缺点
1. 去除率 是缓慢的。
2. 流浪 无法避免切割（±0.1 mm 的低精度）。
3. 锥形效应 尤其是在金属钻孔时可能会发生。
4。 磨料可能会 阻碍 在工作台面上。
5。 合适的除尘系统 应提供。
6. 软材料 不能通过工艺加工。
7. 硅尘 可能会危害健康。
8. 普通店空气要过滤 去除水分和油脂。
9. 进程容量较小 由于材料去除率低。
10. 加工软材料时，磨料嵌入 ，降低表面光洁度。
11. 由磨料射流不可避免的变化引起的孔变细影响切割精度 .
12. 由于杂散切割，精度较差 .
13. 因为除尘系统是防止大气污染和健康危害的基本要求，所以额外成本 会出现的。
14. 喷嘴的使用寿命 是有限的（300 小时）。
15. 因为磨料粉末的锋利边缘会磨损，较小的颗粒会堵塞喷嘴 ，它们不能重复使用。
16. 较短的间隔距离会导致喷嘴损坏 .
17. 由于磨料射流的扩口效应，工艺精度较差。
18. 锥度 将存在于深孔中。
19。 AJM 该工艺对环境有害并造成污染 .
20. 空气中的磨粒会造成危险的环境 .
磨料粒度和流速对材料去除率的影响
在给定压力下，MRR 增加 随着增加 磨料流速 由磨料粒度决定。
然而，在达到最优值后，MRR下降 作为磨料流速 是增加 更远。
这是因为气体的质量流量随着磨料流量的增加而减少，因此混合比增加，导致材料去除率因可用侵蚀能量的减少而降低。
出口气体速度和磨粒密度的影响：
载气流速 输送磨粒的速度随磨粒的密度而显着变化。
当内部气体压力接近喷嘴出口压力的两倍且磨粒密度为零时，出口速度 气体的速度可以提高到临界速度。
退出速度 如果逐渐增加磨粒的密度，则在相同压力条件下会减小。
这是因为气体的动能 用于移动磨粒。
混合比对材料去除率的影响：
随着磨料的质量流速增加 ，其速度降低 , 减少可用于侵蚀的能量，并最终降低材料去除率。
喷嘴压力对 MRR 的影响
可以通过增加载气流速来增加磨料流速。随着内部气体压力的升高，磨料质量流量也会升高，因此 MRR 也会升高。
材料去除率 随着气体压力的增加而增加。磨粒的动能是侵蚀过程中材料去除的原因。
为什么在磨料喷射加工中不能重复使用磨粒？
气流中夹带的细磨粒可以高速 (100–300m/s) 撞击工作表面，以在磨料射流加工 (AJM) 过程中逐渐降解材料。冲击侵蚀是材料去除的机制。载气以固体小颗粒的形式输送被侵蚀的材料，并利用磨粒远离加工区。由于以下两个原因，不建议重复使用这些磨粒。
- 磨损碎屑会污染磨料（去除的工作材料）。
- 磨料失去锋利的边缘，降低其切割效果。
经常提问
磨料喷射加工有什么用？
常见应用包括切割热敏、脆性、薄或硬材料。它专门用于切割复杂的形状或形成特定的边缘形状。
磨料喷射加工使用哪种气体？
磨料射流加工通过将气体与磨料颗粒混合来产生射流。使用的气体称为载气。空气、二氧化碳和氮气是三种最常用的载气。氧气从不用作载气，因为它会氧化工件的表面。
AJM 可用于
磨料喷射加工工艺可用于去毛刺、切割、清洁和许多其他重型应用。
在磨料射流加工过程中，磨粒应该是
在 AJM 中，一般来说，粒度约为 50 μm 的磨料颗粒会以 200 m/s 的速度从内径喷嘴撞击工件材料。 0.5 毫米，间距约为 2 毫米。
磨料喷射加工中的材料是如何去除的？
在磨料射流加工中，磨料颗粒的聚焦流通过喷嘴撞击在工作表面上，并且通过高压空气或气体携带的高速磨料颗粒的侵蚀去除工件材料。由于载气充当冷却剂，因此切割过程很凉爽。高速磨料流是通过将载气或空气的压力能转换为其动能而产生的，从而产生高速射流。
磨料喷射加工 MCQ
问。在磨料喷射加工中，工件材料通过以下哪种方式去除？
a) 汽化
b) 电镀
c) 机械磨损
d) 腐蚀
答案： c
解释： 磨粒以高压和高速撞击表面，从而去除材料。
Q. 磨料喷射加工中的金属去除率随着的增加而增加
a) 对峙距离增加，但减小超过一定限度
b) 磨料流速降低
c) 磨料粒度减小
d) 没有提到的
答案： 一个
解释： 在一定限度内，MRR 与对峙距离成正比。达到一定限度后，磨料的动能开始下降。
问。磨料喷射加工可以加工哪些类型的材料？
一杯
b) 陶瓷
c) 硬质材料
d) 所有提到的
答案： d
解释： 陶瓷、玻璃、硬质和超硬材料等材料都可以使用磨料喷射加工来加工。
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