特种加工 磨料喷射加工

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、清净，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。

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、缩放仪或自动农具等。可以在玻璃上切割加工直径小于1.6mm的圆盘盘，厚度达6.35mm，并且不会产生表面缺陷。

磨料喷射加工技术还成功地用于剥离绝缘层和清理导线，但不会影响到导体。也应用于微小截面例如皮下注射针头的去毛刺。常常用于加工磨砂玻璃、微调电路板以及硅、镓等的表面清理。在电子工业中，常用于制造混合电路电阻器和微调电容。