特种加工 第九章.pptVIP

第三节 磨料流加工 Abrasive Flow Machining （AFM） 挤压珩磨 磨料流加工 一、基本原理 二、挤压珩磨的工艺特点 三、粘弹性磨料介质 四、夹具 五、实际应用 一、基本原理 挤压珩磨是利用一种含磨料的半流动状态的粘弹性磨料介质，在一定压力下强迫在被加工表面上流过，由磨料磨粒的刮削作用去除工件表面微观不平材料的一种工艺方法。 背压 锥度 尖角倒圆 二、磨料流加工的工艺特点 （1）适用范围 由于挤压珩磨介质是一种半流动状态的粘弹性材料，它可以适应各种复杂表面的抛光和去毛刺，如各种型孔、型面，像齿轮、叶轮、交叉孔、喷嘴小孔、液压部件、各种模具等。几乎能加工所有的金属材料，也能加工陶瓷、硬塑料等。 （2）抛光效果 加工后的表面粗糙度可降低为加工前表面粗糙度值的十分之一，最低的表面粗糙度可以达到Ra0.025um的镜面，可以去除在0.025um深度的表面残余应力，可以去除前面工序形成的表面变质层和其它表面微观缺陷。 （3）材料去除速度 材料去除量一般为0.01～0.1mm 多件同时加工 （4）加工精度 是一种表面加工技术，不能修正零件的形状误差。切削均匀性可以保持在被切削量的10％以内，不会破坏零 三、粘弹性磨料介质 粘弹性磨料介质由一种半固体、半流动性的高分子聚合物和磨料颗粒均匀混合而成。这种高分子聚合物是磨料的载体，能与磨粒均匀粘结，而与金属工件则不发生粘附。它主要用于传递压力，携带磨粒流动以及起润滑作用。 磨料一般使用氧化铝、碳化硼、碳化硅、金刚石粉。 四、夹具 夹具的主要作用除了用来安装、加紧零件、容纳介质并引导它通过零件以外，更重要的是要控制介质的流程。因为流体最易通过路程最短、截面最大、阻力最小的路径。为了引导介质到所需的零件部位进行切削，可以在夹具某些部位进行阻挡、拐弯、干扰，迫使粘弹性磨料通过所需要加工的部位。 五、实际应用 挤压珩磨可用于边缘光整、倒圆角、去毛刺、抛光和少量的表面材料去除，特别适用于难以加工的内部通道的抛光和去毛刺，从软的铝到韧性的镍合金材料均可进行挤压珩磨加工。 挤压珩磨已用于硬质合金拉丝模、挤压模、拉深模、粉末冶金模、叶轮、燃料旋流器等的抛光去去毛刺。还用于去除电火花加工、激光加工或渗氮处理等造成的热影响层。 磨料喷射加工 一、基本原理 　　 磨料喷射加工(Abrasive Jet Machining，简称AJM)是利用磨料与压缩气体混合后经过喷嘴形成的高速束流，通过对工件的高速冲击和抛磨作用来去除工件上多 　余的材料，达到加工的目的。 　　　　气源供应的气体必须干燥、洁净，并具有适度的压力。磨料室混合腔往往利用一个振动器进行激励，使磨料均匀混合。喷嘴紧靠工件并具有一个很小的角度。操作过程应封闭在一个防尘罩中或接近一个能排气的集收器。影响加工过程的有磨料、气体压力、磨料流动速度、喷嘴对工件的角度和接近程度等。利用铜、玻璃或橡胶面罩可以控制磨料喷射加工刻蚀的图形。 二、设备和工具 　　 磨料喷射加工的设备主要包括四部分： ①储藏、混合和载运磨料装置； ②工作室； ③粉尘集收器； ④干燥气体供应装置。 　　　粉尘集收器的功率约需500W。它带有过滤器，可以控制粉末微粒在1μm以内。气体压力不小于600～900kPa。气体应经过干燥处理，湿度应小于十万分之五。可以采用瓶装二氧化碳或氮气作为干燥气体。工作地点应有充足的照明。 　　　　喷嘴通常由硬质合金材料制造，其寿命取决于所使用的磨料和工作压力。采用碳化硅磨料时，喷嘴的寿命一般为8～15h。采用氧化铝磨料时，喷嘴的寿命一般为20～35h。 　　 磨料必须清洁、干燥，并且经过仔细的筛选分类。磨料通常不能重复使用。因为磨损的或混杂的磨料会使加工性能降低。 　　　用于磨料喷射加工的磨料必须是无毒的，并且需要安装和使用完善的粉尘控制装置。因为在磨料喷射加工过程中有可能产生硅尘，对健康有害。 　　　工厂中的压缩空气如果没有经过充分的过滤以去除湿气和油，不能作为运载气体。 　　　氧气不能用作运载气体，这是因为氧气与工件材料碎屑或磨料混合可能产生强烈的化学反应。 三、实际应用 　　　 磨料喷射加工可用于玻璃、陶瓷或脆硬金属的切割、去毛刺、清理和刻蚀。还可以应用于小型精密零件，例如液压阀、航空发动机的燃料系统零件、医疗器械上的交叉孔、窄槽以及螺纹的去毛刺等。 　　　由尼龙、特氟隆(聚四氯乙烯)和狄尔林(乙缩醛树酶)制成的零件也可以采用磨料喷射加工来去除毛刺。 　　　磨料束流可以跟随工件的轮廓形状，可以清理不规则的工件表面，例如螺纹孔等。 　　　磨料喷射加工一般不能用于在金属材料上钻孔，因为孔壁会有很大的锥度，而且加工速度较慢。 实际操作时，通常采用手动喷嘴、缩放仪或自动工