磨料喷射加工技术

先进加工技术------磨料喷射加工(AJM)组员：马艾逸韦灿林朱俊杰阮蓝聪

张钦庭常亚楠唐夏覃佳幸主讲：韦灿林磨料喷射加工技术一性质与加工原理二设备和工具三基本参数四特点五实际应用什么是磨料喷射加工

50年代初开始在美国应用。以一定压力（2～13MPa）的气体（空气、氮或二氧化碳）和磨料粉末（直径10～50微米）混合后从直径为0.1～1.2毫米的喷嘴小孔中高速喷出，利用磨料的冲击破坏作用去除工件上的材料。一般使用刚玉或碳化硅磨料，有时还使用玻璃小珠（用于表面抛光）和碳酸氢钠（用于表面清理）。喷嘴孔材料采用硬质合金或蓝宝石。喷嘴一般做成笔杆手柄式，以便于手工操作，也可将喷嘴安装在夹具上，用控制装置进行自动化大批生产。一、基本原理4

压缩气体和磨料粉末混合后，从喷嘴小孔中高速喷出，利用磨料的冲击破坏作用去除工件上的材料。二、加工设备5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——气源。

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。可以采用用瓶装二氧化碳或氮作为干燥气体。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。

加工类型与常见磨料加工类型磨料名称磨料尺寸（μm)去毛边和抛光玻璃球0.635~1.27雕刻和抛光石英砂约200（目）切槽氧化铝10、20、30磨料喷射加工过程图解AJM加工参数三、加工速度、加工质量及影响因素10磨料流量对材料去除速度的影响11磨料射流加工中，影响材料去除率的主要因素有：磨料的类型和尺寸、喷嘴口径、结构尺寸、喷嘴与工件表面距离、喷射速度等。图为影响材料去除速度的各种因素。磨料流量对材料去除速度的影响喷嘴距离对材料去除速度的影响12喷嘴距离对材料去除速度的影响喷嘴压力对材料去除速度的影响13磨料尺度对材料去除速度的影响14

不同磨料在不同的加工工艺中使用。铝氧土和碳化硅通常用于清洗，切除，去毛刺。抛光和喷丸一般使用玻璃磨料。碳酸氢钠一般用于加工软质金属。磨粒尺寸也非常重要，当磨粒尺寸在15μm-45μm时，切削效果最好。磨粒粉末不可使用，因为不但会降低切削、磨削效率，还容易与工件金属亲和。磨料的流动速率直接影响金属去除率，同样会影响喷嘴的使用寿命。流速与金属切除率的关系四、特点16能够加工截面细、薄的脆性材料，特别是其他方法难以达到的部位。由于工具没有接触工件，而且是在金属切除量极微小的情况下逐步切除的，因此很少或不产生热量，故不产生显著的表面损伤。这种方法具有成本低和功率消耗低的特点。切除韧性材料时，材料切除速率比较低。用这种方法加工的零件必须进行一道附加的清洗工序，因为磨粒有可能粘附在表面上。加工的精度差，而喷嘴的磨损率高。加工过程中产生大量粉尘，会污染环境。五、应用17磨料喷射加工主要用于：①玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、镓、云母、钨和钛合金等脆硬金属材料的切割，或开窄槽、打小孔和刻蚀等。②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