磨料噴射光整加工機理及在機械領域中的應用探討

王書可 譚彬 于寅龍

摘 要：對于磨料噴射光整加工其主要是通過細微磨料還有高壓空氣結合成的具有高速運動狀態的束流，并且采用磨粒的高速的沖擊以及拋磨進而對元件外層材料的去除，使得所加工的原件能夠保持相對較為光滑平整。本文主要是對磨料噴射光整加工的理論還有其應用過程中的具體特征進行有效的分析。

關鍵詞：磨料;加工;光整;噴射

前言

對于磨料噴射加工來講其屬于采取游離磨粒通過高速運轉的方式展開對機械元件的磨料加工。磨料噴射加工的主要原理是利用氣體、液體或者兩者的混合物經過高速的噴射進行對機械元件的噴射磨粒，磨粒在加工的工程中通過高速的運動狀態對工件表面進行沖擊或者拋磨，以此完成對工件表面相關材料的去除工作。對于磨料噴射加工的類型來講其大致可以分為兩種：一種是高去除率加工;另一種則是微去除加工。

一、工作原理與組成概述

1.1 磨料噴射加工工作原理

所謂的高去除率磨料噴射加工，其在具體的加工過程中主要是利用氣體、液體或者兩種物質的混合物作為噴射載體，在物質內部加入直徑性對較粗的磨粒，然后不通過對混流系統還有噴嘴進行科學合理的從而制造高壓并且通過高速的束流展開對機械元件的加工。在具體的加工過程中，磨粒在運動的過程中其將定能轉變成材料變形能，以此起到對元件的表面材料的去除作用。對于高去除率磨料噴射加工來講其在加工過程中所能夠覆蓋的面積還有加工的深度主要是由加工束流的直徑還有具體的入射角度以及噴射的速度等方面決定的。高去除率磨料噴射加工主要是針對具有一定加工難度的材料的表面的加工活動。并且在實際的加工活動中高去除率磨料噴射通常情況下不進行光整方面的加工。

對于磨料噴射微去除加工其主要是采用的微細魔力還有壓縮氣體或液體亦或兩者的混合材料經過噴嘴使其保持高速運動的狀態以束流的形態展開對相關材料的加工，在具體的加工過程中其已高速沖擊成屑、微細蝕刻還有摩擦拋光進行對元件表面材料的去除，從而能夠使得元件的表面缺陷層得到有效的去除以此實現光整加工的目標。采用磨料噴射微去除加工其對于磨粒方面的要求相對較高，需要進行仔細的選擇，并且其在運動的過程中需要將速度控制在一定的范圍內。對于磨料噴射微去除的加工方式來將其屬于一種冷切削辦法，因此在具體的元件加工的過程中其對于元件的表明不會造成熱量的增加負擔，并且在加工的過程中不會產生應力，從而能夠一定程度上提升元件層的質量。本文筆者主要是對微細磨料還有氣體緩和形成的磨料流噴射加工展開的有效分析。

1.2基本組成分析

對于磨料噴射光整加工相關實施主要是有四個關鍵部分構成的其分別為：存儲、混合還有傳輸磨料的相關設備;工作室;吸塵設備以及供應干燥氣體的相關氣體源。

對于磨料流噴射光整加工來講其具體的工藝程序來講，經過有效的干燥還有油水方面的合理分離的壓縮空氣進入到混合裝置并且同磨料喂入設備的磨料展開適當的混合，壓縮氣體的壓力還有流量通過調壓閥進行控制，然后通過混合以后的磨料流經過噴嘴噴射出來，從而進行對元件表面的加工。并且其內部的吸塵設備和工作室處于相連的狀態，從而展開對加工過程中所產生的廢屑等方面的物質的吸取。同時其起源的壓力還有氣體的含水量需要保持在一定的范圍內，能夠通過瓶裝的二氧化碳或者氮氣作為干燥氣體的主要氣體源。對于噴嘴來講其端部一般情況下采用的是碳化鎢或者藍寶石進行制作的，其使用的期限和所采用的磨料的類型還有相關的壓力具有一定的關系。磨料微粉應當保持其具有一定的清潔度以及干燥性同時需要對其進行仔細的分選，在經過加工以后所使用過的磨料不能夠進行再次回收再次使用。

二、關于磨料噴射光整技工的特點的分析

由于磨料噴射加工屬于一種冷切削的方式，在具體的加工過程中不會對加工的元件的造成熱力方面的負擔以及不會對元件的表面產生應力，從而有效的避免了元件不會在具體的加工過程中由于應力方面的影響以及熱量方面的變化造成其表面的出現損傷的情況出現。經過磨料噴射加工之后的表面通常情況下具有散亂的紋理，為了有效的避免在元件的加工過程中其表面出現彎月形的凹點，因此其噴嘴方面的設備應當保持持續的運動狀態，并且其在正常運行的狀態下所采用的磨料的粉末需要經過相對較為嚴格的篩選，因此確保在加工的過程中形成滿足具體需求的射流。其研所氣體不能夠采用含有氧氣成分的氣體，由于氧氣很有可能在加工的過程中與加工階段產生的碎屑物質引發性對較為劇烈的化學性質的反映。除此以外，壓縮氣體在進行具體的加工過程中應當采取有效的手段對其展開有效的過濾還有干燥處理，從而進行對元件加工過程中的油水進行有效的分離。對于噴射加工的過程中應當做好防塵方面的工作。

三、加工過程中對加工能力還有質量方面的影響因素的分析

對于磨料噴射加工來講對其能力方面造成影響的主要因素有設備的噴射壓力還有所采用的磨粒的的尺寸以及壓射的距離與噴射的角度，此外還有加工過程中元件的進給速度已磨料類型，該些因素均會對加工的能力產生相對較大的影響。在具體的加工過程中在給定的加工標準下，去除率對應一定的臨界的噴射壓力，在加工過程中其噴射的壓力低于臨界的環境下，將不會產生材料去除發生，若其壓力大于臨界值將會隨著壓力的升高，磨粒所獲得的動能在相應的變大，從而造成去除率增加。在保持噴射壓力不變的情況下，取得最佳的去除率對于磨粒的尺寸方面是有一定的范圍要求的，若是其小于該標準的情況下，在加工的過程中隨著磨粒的尺度的提高其去除率也會相應的提升。同時在保障其他加工條件不變的情況下噴射的角度存在一個去除率最佳的范圍，在加工的過程中保持在該范圍內，將會隨著角度的提升使得去除率也相應的得到提升。

對于加工過程中對于元件表面質量方面的影響因素主要受磨料的粒徑還有磨料種類以及承載磨料的介質方面的影響。對于元件加工的表面質量方面來講其收磨料離地的影響相對較大，粒徑減小所加工的元件的表面粗糙程度相對減小。

四、關于在機械領域中的具體應用

首先磨料噴射光整加工能夠進行對元件表面的毛刺還有清理以及表面的潘廣還有再玻璃材質、陶瓷材質或者相對較為堅硬的件數上展開蝕刻。其次能夠對液壓閥、醫療使用的器械等精密的遠近進行毛刺的處理還有表面的光整加工。此外能夠進行導線絕緣層的剝除還有清理工作并且經過加工以后不會對元件的導電性產生影響。

五、結束語

現階段，磨料噴射加工仍然處于不斷發展與不斷完善的過程中，隨著對其加工的機理方面的不斷深入了解以及進一步的深化研究，從而使得磨料噴射加工技術能夠在工業制造生產領域，尤其是在光整加工的過程中發揮更大的作用。

參考文獻：

[1]樊晶明，王成勇，王軍.微磨料空氣射流加工技術的發展.金剛石與磨料磨模工程.2015，第1期：25—30，35.

作者簡介：

王書可（1997.9），性別：男，民族：漢族，籍貫（精確到市）：浙江省紹興市，當前職務：學生，學歷：本科，研究方向：機械電子.

譚彬（1998.02.12），性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：重慶市渝北區，當前職務：機械1602班副班長，當前職稱：學生，學歷：本科.

于寅龍（1998.2.28），性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：吉林長春，當前職務：學生，學歷：本科.