液体珩磨技术及其应用
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图) ’ $ 压缩空气 喷枪结构图 " $ 磨料混合物输送管 * $ 连接套 ! $ 混合管
使用寿命。可见只要好好地利用，液体珩磨将会有 更加广阔的应用领域。
( $ 可换碳化物喷嘴
万方数据
图) 液体珩磨中磨料切削过程示意图 ( % 被切除区 # % 流体层
某些结构特点。选用手工控制喷射还是机械控制喷 射要取决于优先选用的喷射角度和工件的形状。 + " , 磨粒大小也是影响珩磨质量的重要因素。 细的磨粒很容易悬浮，而粗大的磨粒又有沉积的趋 势，要防止沉积就要采取专门的措施。通常用的磨 料其磨粒大小一般为 # - .$! 特殊情况下可用磨 /， 粒为 (($ - (!$! / 的磨料。磨粒的大小可根据最初 的表面粗糙度来选择 + 见表 ( , 。
收稿日期： #$$$ 年 . 月 #( 日
图( ( % 压缩空气
液体珩磨的原理 # % 磨削混合物 * 液体 / 磨料 + . % 工件
" % 喷嘴
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在液体珩磨中磨粒的作用机理
— —入射角度合适 * 起切削作用 + 0— — —入射角度太大 * 在表面上留下凹坑 + 1— — —入射角度太小 * 磨粒弹回 + 2—
表( 表面粗糙度与磨粒种类及大小的关系
磨粒种类及 大小 +! /, :5;<(($ :5;<.$ :5;<)$ :5;<(. =># ?) <(" =># ?) <1 得到的表面 粗糙度 +! /, . "-! (% # ( $% ) $% #
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不同大小磨粒的切削能力与喷嘴直径的关系
+ . , 喷嘴来回移动的速度很重要，其值应该在 除形状复杂的工件外， 推荐采用机械式 ) - !// 8 9 ， 移动。手工操纵要求操作者技术熟练并理解这一过 程。 + 0 , 工件的形状误差只能得到局部校正， 如果喷 射技术差，误差则可能还会加剧到相当大的程度。 如在每平方厘米的表面喷射大约 )9 ，则在任何情况 下都会产生 #! / 的误差。 ) 液体珩磨设备 液体珩磨通常是在一个密封的箱体中进行，箱 体带有观察窗和内部照明， 工作时工作人员的手、 臂 应带防护套。 图 ! 是液体珩磨设备的安装原理图， 根 据这个原理图可产生各种各样的系统以供使用。图 * 为喷枪结构示意图。
大的关系， 随着喷嘴和表面之间距离的增加， 喷射流 分散开来， 会减弱切削效率。 * " + 喷射入射角对珩磨效率也有影响。最佳入 射角度为 "$3 4 )$3，这种要求决定了被加工工件的
万方数据
Βιβλιοθήκη Baidu !"
《模具工业》 #$$$ % & ’ % ($ 总 #)* 除 )! / 厚 的 材 料 ， 那 么 在 (/ 56 内 即 可 珩 磨 喷嘴直径大小是很重要的， 从图 " 所 ($$7/ # 。当然， 示曲线图可以看出，喷嘴的大小应该和磨粒的大小 相适应， 但更精确的具体情况还不能给出， 这是因为 喷嘴的磨损很大， 当喷嘴直径大于 1 % !// 时， 切削 效果会急剧下降。
上工序加工的 表面粗糙度 +! /, 1 - ($ !-1 #-! $% 1 - # $% ! - $% 1 $% ) - $% !
+ ! , 所加工的表面各处的粗糙度都应一致。因 为用一种类型的磨粒珩磨工件表面，其表面粗糙度 的改进是有限的，只有用逐次细的磨粒进行珩磨才 能使其得到较大的改进。当最初的表面粗糙度轮廓 高度为 . - 0! 如首先用磨粒为 (($! / 时， / 的磨粒 进行加工，得到的表面粗糙度值为 .! / ，其次用磨 粒为 .$! / 的磨粒加工，得到的表面粗糙度值为 最后用磨粒大小为 )$! 得到的 "! /， / 的磨料加工， 表面粗糙度值为 ( % #! /。 + * , 被加工工件的材料对加工影响不大。被加 工工件的材料很难影响表面粗糙度改进的速度，这 是因为珩磨实际上只是轮廓无定形的顶层被去除， 只有多孔性材料才会给加工带来困难。 + 1 , 切削加工能力取决于以上所提到的各个因 素。对于硬度低的钢材， 在有利的条件下， 气体压强 可采用 $ % *2 34 ， 磨粒大小取 (.! 此时如果只去 /，
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液体珩磨设备安装原理图 # % 磨料混合物输送管 ! % 溢流管 " % 搅拌器
( % 压缩空气 )% 泵
万方数据
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! * 液体珩磨的应用 液体珩磨不但能用于模具制造中，而且还可以 用于任何需要对一些金属工件的复杂三维轮廓进行 精加工的情况，如果用液体珩磨的方法对切削刀具 和凸模切削刃进行精加工，由于在加工中磨粒对工 件表面具有冲击作用， 不但减小了表面粗糙度值， 而 且还会使被加工表面得到强化，从而提高了它们的
(
引
言
形状简单的工件其表面大多是由平面、圆柱面 等组成，这类零件表面粗糙度的改进一般用常规的 机床即可完成，不但能得到表面粗糙度值很小的表 面， 而且效率也很高。但对于形状复杂的工件， 其三 维轮廓面也很复杂，要减小这类表面的粗糙度值， 用其它方法加工一般很困难，而液体珩磨则可能是 一种有效的方法，但它不能校正工件的总体形状。 这种方法主要用于塑料成型模具制造中模具型腔、 复杂零件等的三维轮廓面的精加工。 # 液体珩磨技术 液体珩磨的大体情况如图 ( 所示。在高压作用 下， 液体和磨料的混合物以一定的距离 ! 和一定的 角度 " 喷射到工作表面上，最大冲击区为 ! # ，图 # 示意了这个过程中磨料的作用机理。磨粒撞击工件 表面，用部分碰撞动能凿出一小块切屑，原则上只 是最初的粗糙轮廓的高峰顶端被除去，因为在这些 高峰顶端之间会形成液体小坑，它们将吸收磨粒对 工件表面的冲击，所以顶端之间加工不到。图 " 示 意了液体珩磨的工作过程。 由图 " 可以看出，粗糙轮廓高的顶端被除去， 高顶端之间的液体又缓和了磨粒的冲击，从而阻止 了磨料对低凹处的切削。液体珩磨有以下特点： * ( + 接近锥状喷射流心部的地方切削效率最 高。由于喷射流的外层有空气的摩擦和湍流损失， 喷射速度被减弱， 因而切削效率也降低。 * # + 喷嘴和工件表面间的距离及空气压力有重 — — —— — —— — —— — —— — —— — ——
《模具工业》 #$$$ % & ’ % ($ 总 #")
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液
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珩
磨
技
术
及
#""$($ +
其
刘明珠
应
用
信息产业部电子第四十研究所 * 安徽蚌埠
, 摘要 - 详细阐述了液体珩磨技术的基本原理及所使用的设备， 并给出了加工中的技术参数 及液体珩磨技术的应用场合。 关键词 液体珩磨 磨粒 表面粗糙度
! !"#$%&’$ " # $% &’()* +,)-*)+.% /0 1$% .)23)4 5,)-4)-5 1%*$-/./56 7’( (1’1%4 )- 4%1’). ’-4 1$% %8 23)+9%-1 3(%4 0/, )1 7’( 4%(*,)&%4 : # $% 1%*$-)*’. +’,’9%1%,( 0/, +,/*%(()-5 ’-4 1$% /**’()/-( 1/ ’++.6 1$% .)23)4 5,)-4)-5 1%*$-/./56 7%,% +31 0/,7’,4 : ()* +,%-# .)23)4 5,)-4)-5 ; 5,)-4)-5 +’,1)*.% ; (3,0’*% ,/35$-%((
使用寿命。可见只要好好地利用，液体珩磨将会有 更加广阔的应用领域。
( $ 可换碳化物喷嘴
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图) 液体珩磨中磨料切削过程示意图 ( % 被切除区 # % 流体层
某些结构特点。选用手工控制喷射还是机械控制喷 射要取决于优先选用的喷射角度和工件的形状。 + " , 磨粒大小也是影响珩磨质量的重要因素。 细的磨粒很容易悬浮，而粗大的磨粒又有沉积的趋 势，要防止沉积就要采取专门的措施。通常用的磨 料其磨粒大小一般为 # - .$! 特殊情况下可用磨 /， 粒为 (($ - (!$! / 的磨料。磨粒的大小可根据最初 的表面粗糙度来选择 + 见表 ( , 。
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— —入射角度合适 * 起切削作用 + 0— — —入射角度太大 * 在表面上留下凹坑 + 1— — —入射角度太小 * 磨粒弹回 + 2—
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不同大小磨粒的切削能力与喷嘴直径的关系
+ . , 喷嘴来回移动的速度很重要，其值应该在 除形状复杂的工件外， 推荐采用机械式 ) - !// 8 9 ， 移动。手工操纵要求操作者技术熟练并理解这一过 程。 + 0 , 工件的形状误差只能得到局部校正， 如果喷 射技术差，误差则可能还会加剧到相当大的程度。 如在每平方厘米的表面喷射大约 )9 ，则在任何情况 下都会产生 #! / 的误差。 ) 液体珩磨设备 液体珩磨通常是在一个密封的箱体中进行，箱 体带有观察窗和内部照明， 工作时工作人员的手、 臂 应带防护套。 图 ! 是液体珩磨设备的安装原理图， 根 据这个原理图可产生各种各样的系统以供使用。图 * 为喷枪结构示意图。
大的关系， 随着喷嘴和表面之间距离的增加， 喷射流 分散开来， 会减弱切削效率。 * " + 喷射入射角对珩磨效率也有影响。最佳入 射角度为 "$3 4 )$3，这种要求决定了被加工工件的
万方数据
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《模具工业》 #$$$ % & ’ % ($ 总 #)* 除 )! / 厚 的 材 料 ， 那 么 在 (/ 56 内 即 可 珩 磨 喷嘴直径大小是很重要的， 从图 " 所 ($$7/ # 。当然， 示曲线图可以看出，喷嘴的大小应该和磨粒的大小 相适应， 但更精确的具体情况还不能给出， 这是因为 喷嘴的磨损很大， 当喷嘴直径大于 1 % !// 时， 切削 效果会急剧下降。
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+ ! , 所加工的表面各处的粗糙度都应一致。因 为用一种类型的磨粒珩磨工件表面，其表面粗糙度 的改进是有限的，只有用逐次细的磨粒进行珩磨才 能使其得到较大的改进。当最初的表面粗糙度轮廓 高度为 . - 0! 如首先用磨粒为 (($! / 时， / 的磨粒 进行加工，得到的表面粗糙度值为 .! / ，其次用磨 粒为 .$! / 的磨粒加工，得到的表面粗糙度值为 最后用磨粒大小为 )$! 得到的 "! /， / 的磨料加工， 表面粗糙度值为 ( % #! /。 + * , 被加工工件的材料对加工影响不大。被加 工工件的材料很难影响表面粗糙度改进的速度，这 是因为珩磨实际上只是轮廓无定形的顶层被去除， 只有多孔性材料才会给加工带来困难。 + 1 , 切削加工能力取决于以上所提到的各个因 素。对于硬度低的钢材， 在有利的条件下， 气体压强 可采用 $ % *2 34 ， 磨粒大小取 (.! 此时如果只去 /，
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液体珩磨设备安装原理图 # % 磨料混合物输送管 ! % 溢流管 " % 搅拌器
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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! * 液体珩磨的应用 液体珩磨不但能用于模具制造中，而且还可以 用于任何需要对一些金属工件的复杂三维轮廓进行 精加工的情况，如果用液体珩磨的方法对切削刀具 和凸模切削刃进行精加工，由于在加工中磨粒对工 件表面具有冲击作用， 不但减小了表面粗糙度值， 而 且还会使被加工表面得到强化，从而提高了它们的
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引
言
形状简单的工件其表面大多是由平面、圆柱面 等组成，这类零件表面粗糙度的改进一般用常规的 机床即可完成，不但能得到表面粗糙度值很小的表 面， 而且效率也很高。但对于形状复杂的工件， 其三 维轮廓面也很复杂，要减小这类表面的粗糙度值， 用其它方法加工一般很困难，而液体珩磨则可能是 一种有效的方法，但它不能校正工件的总体形状。 这种方法主要用于塑料成型模具制造中模具型腔、 复杂零件等的三维轮廓面的精加工。 # 液体珩磨技术 液体珩磨的大体情况如图 ( 所示。在高压作用 下， 液体和磨料的混合物以一定的距离 ! 和一定的 角度 " 喷射到工作表面上，最大冲击区为 ! # ，图 # 示意了这个过程中磨料的作用机理。磨粒撞击工件 表面，用部分碰撞动能凿出一小块切屑，原则上只 是最初的粗糙轮廓的高峰顶端被除去，因为在这些 高峰顶端之间会形成液体小坑，它们将吸收磨粒对 工件表面的冲击，所以顶端之间加工不到。图 " 示 意了液体珩磨的工作过程。 由图 " 可以看出，粗糙轮廓高的顶端被除去， 高顶端之间的液体又缓和了磨粒的冲击，从而阻止 了磨料对低凹处的切削。液体珩磨有以下特点： * ( + 接近锥状喷射流心部的地方切削效率最 高。由于喷射流的外层有空气的摩擦和湍流损失， 喷射速度被减弱， 因而切削效率也降低。 * # + 喷嘴和工件表面间的距离及空气压力有重 — — —— — —— — —— — —— — —— — ——
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液
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珩
磨
技
术
及
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其
刘明珠
应
用
信息产业部电子第四十研究所 * 安徽蚌埠
, 摘要 - 详细阐述了液体珩磨技术的基本原理及所使用的设备， 并给出了加工中的技术参数 及液体珩磨技术的应用场合。 关键词 液体珩磨 磨粒 表面粗糙度
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