磨料噴射加工技術(shù)

先進(jìn)加工技術(shù)------磨料噴射加工(AJM)組員：馬艾逸韋燦林朱俊杰阮藍(lán)聰

張欽庭常亞楠唐夏覃佳幸主講：韋燦林磨料噴射加工技術(shù)一性質(zhì)與加工原理二設(shè)備和工具三基本參數(shù)四特點五實際應(yīng)用什么是磨料噴射加工

50年代初開始在美國應(yīng)用。以一定壓力（2～13MPa）的氣體（空氣、氮或二氧化碳）和磨料粉末（直徑10～50微米）混合后從直徑為0.1～1.2毫米的噴嘴小孔中高速噴出，利用磨料的沖擊破壞作用去除工件上的材料。一般使用剛玉或碳化硅磨料，有時還使用玻璃小珠（用于表面拋光）和碳酸氫鈉（用于表面清理）。噴嘴孔材料采用硬質(zhì)合金或藍(lán)寶石。噴嘴一般做成筆桿手柄式，以便于手工操作，也可將噴嘴安裝在夾具上，用控制裝置進(jìn)行自動化大批生產(chǎn)。一、基本原理4

壓縮氣體和磨料粉末混合后，從噴嘴小孔中高速噴出，利用磨料的沖擊破壞作用去除工件上的材料。二、加工設(shè)備5磨料噴射加工的設(shè)備主要包括四部分：①儲藏、混合和載運磨料裝置；②工作室；③粉塵集收器；④干燥氣體供應(yīng)裝置——氣源。

粉塵集收器的功率約需500W．它帶有過濾器，可以控制粉末微粒在1μm以內(nèi)。氣體壓力不小于600～900kPa。氣體應(yīng)經(jīng)過干燥處理，濕度應(yīng)小于十萬分之五。可以采用用瓶裝二氧化碳或氮作為干燥氣體。工作地點應(yīng)有充足的照明。

噴嘴通常由硬質(zhì)合金材料制造，其壽命取決于所使用的磨料和工作壓力。采用碳化硅磨料時，噴嘴的壽命一般為8—15h。采用氧化鋁磨料時，噴嘴的壽命一般為20—35h。

磨料必須清潔、干燥，并且經(jīng)過仔細(xì)的篩選分類。磨料通常不能重復(fù)使用。因為磨損的或混雜的磨料會使加工性能降低。用于磨料噴射加工的磨料必須是無毒的，并且需要安裝和使用完善的粉塵控制裝置。因為在磨料噴射加工過程中有可能產(chǎn)生硅塵，對健康有害。工廠中的壓縮空氣如果沒有經(jīng)過充分的過濾以去除濕氣和油．不能作為運載氣體。氧氣不能用作運載氣體，這是因為氧氣與工件材料碎屑或磨料混合可能產(chǎn)生強烈的化學(xué)反應(yīng)。

加工類型與常見磨料加工類型磨料名稱磨料尺寸（μm)去毛邊和拋光玻璃球0.635~1.27雕刻和拋光石英砂約200（目）切槽氧化鋁10、20、30磨料噴射加工過程圖解AJM加工參數(shù)三、加工速度、加工質(zhì)量及影響因素10磨料流量對材料去除速度的影響11磨料射流加工中，影響材料去除率的主要因素有：磨料的類型和尺寸、噴嘴口徑、結(jié)構(gòu)尺寸、噴嘴與工件表面距離、噴射速度等。圖為影響材料去除速度的各種因素。磨料流量對材料去除速度的影響噴嘴距離對材料去除速度的影響12噴嘴距離對材料去除速度的影響噴嘴壓力對材料去除速度的影響13磨料尺度對材料去除速度的影響14

不同磨料在不同的加工工藝中使用。鋁氧土和碳化硅通常用于清洗，切除，去毛刺。拋光和噴丸一般使用玻璃磨料。碳酸氫鈉一般用于加工軟質(zhì)金屬。磨粒尺寸也非常重要，當(dāng)磨粒尺寸在15μm-45μm時，切削效果最好。磨粒粉末不可使用，因為不但會降低切削、磨削效率，還容易與工件金屬親和。磨料的流動速率直接影響金屬去除率，同樣會影響噴嘴的使用壽命。流速與金屬切除率的關(guān)系四、特點16能夠加工截面細(xì)、薄的脆性材料，特別是其他方法難以達(dá)到的部位。由于工具沒有接觸工件，而且是在金屬切除量極微小的情況下逐步切除的，因此很少或不產(chǎn)生熱量，故不產(chǎn)生顯著的表面損傷。這種方法具有成本低和功率消耗低的特點。切除韌性材料時，材料切除速率比較低。用這種方法加工的零件必須進(jìn)行一道附加的清洗工序，因為磨粒有可能粘附在表面上。加工的精度差，而噴嘴的磨損率高。加工過程中產(chǎn)生大量粉塵，會污染環(huán)境。五、應(yīng)用17磨料噴射加工主要用于：①玻璃、陶瓷、石英、鍺、硅、鎵、云母、鎢和鈦合金等脆硬金屬材料的切割，或開窄槽、打小孔和刻蝕等。②小型精密零件，例如液壓閥、航空發(fā)動機的燃料系統(tǒng)零件、醫(yī)療器械上