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磨料射流加工简介
磨料射流加工(AJM)是一种非传统的加工工艺。AJM主要用于加工硬质原料，生产复杂形状的产品。在这个过程中，切屑的形成不像传统的机械加工过程，如车削，钻孔，拉削。
定义:
在磨料喷射加工,集中的磨料粒子,由高压空气或气体是由影响工作表面通过喷嘴和材料是影响工作通过一个喷嘴表面和工作材料由高速磨料粒子被侵蚀。
磨料射流加工|流程:
在磨料射流加工(AJM)中，磨料颗粒以高速撞击工作材料。磨料颗粒的射流由载气或空气输送。磨料的高速流是将载气或空气的压力能转化为动能，从而产生高速射流。喷嘴以可控的方式将磨料射流导向工件上，从而使喷嘴与工件之间的距离和撞击角度可以理想地设定。高速磨料颗粒通过微切削作用去除材料，并对工作材料进行脆性断裂。图1为材料去除过程示意图。
AJM不同于标准抛丸或喷砂，因为AJM使用更细的磨粒，可以更有效地控制参数，更好地控制产品质量。
一般情况下，50 μm粒度的磨料颗粒以200 m/s的速度从内径0.5 mm的喷嘴处冲击工作材料，距离约为2 mm。由于工件的脆性断裂，甚至是由磨料进行的微切削，磨料颗粒的动能足以提供材料的去除。
磨料射流加工设备:
在AJM中，空气被压缩在空压机中，以5bar左右的压缩空气作为载气，如图2所示。图中还显示了AJM系统的其他主要部分。二氧化碳、氮气等气体也可作为载气直接从气瓶中释放出来。氧一般不用作载气。载气首先通过压力调节器获得所需的工作压力。然后，气体通过空气干燥器去除任何残留的水蒸气。为了去除任何油蒸汽或颗粒污染物，同样要通过一系列过滤器。然后载气进入一个被称为混合室的封闭室。研磨颗粒从料斗通过金属筛进入腔室。筛子用电磁激振器不断地振动。 The mass flow rate of abrasive (15 gm/min) entering the chamber depends on the amplitude of vibration of the sieve and its frequency. The abrasive particles are then carried by the carrier gas to the machining chamber via an electromagnetic on-off valve. The machining enclosure is essential to contain the abrasive and machined particles in a safe and eco-friendly manner. The machining is carried out as high velocity (200 m/s) abrasive particles are issued from the nozzle onto a work piece traversing under the jet.
工艺参数和加工特性。
工艺参数如下:
磨料
- 材质:Al2O3/ SiC /玻璃微珠
- 形状-不规则/球形
- 尺寸:10 ~ 50 μm
- 质量流量- 2 ~ 20gm /min
载气
- 成分-空气，CO2, N2
- 密度-空气~ 1.3公斤/立方米
磨料射流
- 速度- 100 ~ 300m /s
- 混合比
- 隔离距离- 0.5 ~ 5mm
- 撞击角- 60到90度
喷嘴
- 材质:WC /蓝宝石
- 直径-(内部)0.2 ~ 0.8 mm
- 寿命- 10 ~ 300小时
AJM的重要加工特性是
•材料去除率(MRR)立方毫米/分钟或gm/分钟
•加工精度
•喷嘴寿命
磨料射流加工的应用
1.这是用于研磨和磨砂玻璃比蚀刻或研磨更经济
2.清洗陶瓷上的金属污迹、金属上的氧化物、电阻涂层等。
3.适用于电子设备制造、玻璃晶圆钻孔、塑料去毛刺、尼龙和特氟龙零件在橡胶模板上的永久标记、钛箔切割
4.拆装小型铸件，在钢化车窗玻璃上刻印注册号
5.用于切割锗、硅等薄型易碎元件。
6.可以很容易地完成寄存器流化，并可以有效地完成电接点的微模块制造和半导体加工。
7.用于硬脆材料的钻孔、切割、去毛刺、蚀刻和抛光。
8.最适合加工脆性和热敏性材料，如玻璃、石英、蓝宝石、云母、陶瓷锗、硅、镓等。
9.它也是去毛刺小孔的好方法，如在皮下针和小铣刀槽在硬金属组件。
磨料射流加工优势:
1.根据晶粒尺寸的不同，可以获得较高的表面光洁度。
2.伤害深度很低(大约2.5微米)
3.它具有冷却的切割作用，所以它可以加工精致和热敏性的材料
4.加工过程没有颤振和振动，因为刀具和工件之间没有接触
5.工程造价低，易于操作和维护。
6.锗、云母、硅、玻璃和陶瓷等硬脆材料的薄片可以被加工。
7.它具有在硬材料中切割复杂形状孔的能力。
磨料射流加工的缺点/局限性
1.MRR低，容量有限。玻璃的MRR为40克/分钟
磨料可能会嵌入工作表面，特别是在加工软材料如弹性体或软塑料时。
3.由于磨料射流不可避免的扩口，导致孔锥度降低，影响了切割精度。
4.散乱切割是难以避免的
5.除尘系统是防止大气污染和健康危害的基本要求。
6.喷嘴寿命有限(300小时)
7.磨粉不能重复使用，因为锋利的边缘被磨损，更小的颗粒会堵塞喷嘴。
8.切割时离喷嘴的距离太短，会损坏喷嘴。
