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简介
技术组成
优点
应用
关键技术
在喷丝板微孔加工中应用
在齿轮修缘中应用
简介
data/attachment/portal/201111/06/14524194hb1rutf1hf9cz9.jpg磨料流加工
磨料流加工(AbrasiveflowMachining简称AFM)技术是一种最新的机械加工方法,它是以磨料介质(掺有磨粒的一种可流动的混合物)在压力下流过工件所需加工的表面,进行去毛刺、除飞边、磨圆角,以减少工件表面的波纹度和粗糙度,达到精密加工的光洁度。AFM法在需要繁复手工精加工或形状复杂的工件,以及其他方法难以加工的部位是最好的可供选择的加工方法。AFM法也可应用于以滚筒、震动和其它大批量加工不够满意或加工时要受伤的工件。并且能有效得到去除放电加工或激光束加工后再生的脱层和先前工序加工表面所残留的残余应力。
工件夹持在夹具中，把流动的介质导向工件所需磨掉的部位，而其它部分不受影响。夹具紧固在对置的介质圆柱筒间，让磨料介质来回流动。
技术组成
data/attachment/portal/201111/06/145245z4bmuetgtgtghtkh.jpg磨料流加工
1、磨料流加工机床
磨料流加工机床是在加工过程中用来将零件和夹具固定在规定位置上，对研磨磨料施加挤压力的装置。它通常由主机、液压系统及控制系统组成。主机的主要部分是两个相对的料缸，在液压系统驱动下两料缸可以开合。液压系统驱动各液压执行元件，完成料缸分合以及挤压推动研磨磨料各动作。控制系统除了用来完成对液压系统各电磁阀的控制外，还要完成对各加工参数，如对温度、压力、流动速度等的检测。磨料流加工机床在将磨料从一个料缸挤压到另一个料缸的过程中，完成了被加工零件表面的研磨，磨料流加工技术具有文明人作简单、调节方便、多功能等优点。
2、研磨用磨料
研磨磨料是磨料流加工中的刀具，它是一种以高分子粘弹性体为载体，掺人各种规格磨粒的半固状物质，具有一定的流动性。磨料通常使用碳化硅、氧化铝、金刚石等，要求磨料具有一定的流动性，不粘、无毒、不掉砂。研磨磨料最主要的性能指标是粘度，粘度可以通过软化剂来进行调整。在磨料流加工机床产生的挤压力的作用下，磨料与被加工零件的表面产生相对运动，达到对零件表面的研磨抛光效果，不同种类和粒度的磨料可用于不同的材料、形状及要求。
3、工件用夹具
夹具用来将工件固定在规定的位置上，并导引磨料在指定的通道上流动，从而对工件表面进行抛光或倒圆角。另外，夹具还起到密封的作用，也对不能承受压力的工件承受压紧力的作用。在小批量生产中，夹具通常是比较简单的，而大批量生产应设计一次多件的夹具。另外，在简单的工件加工中，夹具起到的作用可能不大，但对复杂几何形状的工件加工来说，夹具往往是加工成败的重要因素。
4、工件清理
由于磨料介质自身有很强的内聚力，客观上它具有不粘金属的性能。加工完的工件可以用手轻松地将大部分的磨料剥离下来，这些被剥离下来的磨料可收起来以备重复使用，残留在工件上的磨料采用超声波振动、压缩空气吹、汽油清洗就可以除净。
优点
data/attachment/portal/201111/06/145245gccn65snzhaao5k7.jpg磨料流加工
挤压研磨是对金属材料进行微量去除，对零件内腔交叉部位去毛刺并倒圆，达到精细加工的目的。磨粒流加工具有精确性、稳定性和灵活性。广泛用于汽车业和各种生产制造业。它最根本的优点是：可以通达零件复杂而难以进入的部位；抛光表面均匀、完整；批量零件的加工效果重复一致。这些加工特点使零件性能得到改善，寿命延长，同时减免繁杂的手工劳动，大大降低劳动强度。如汽车进气管，手工抛光其内表面时，只能先切割开，抛光后再焊接起来。而用磨粒流加工方法，不需要切割打开就可以完成内表面抛光。除了作为一种抛光手段，磨粒流工艺还可以对一些表面形状公差、质量要求极其严格的零件进行微量磨削加工。摩擦副材料及其选用轴类零件的功用、结构特点及技术要求轴类零件的材料轴类零件的毛坯和材料常见故障的排除传动齿轮的使用要求标准的结构和组成国内外齿轮精度标准的发展及现状齿轮用淬火介质的选择淬火冷却中的质量问题。
应用
磨料流加工是20世纪60年代由美国两公司独立发展起来的，最初应用于航空、航天领域的复杂几何形状合金工件的去毛刺加工。随着科学技术的飞跃发展，在宇航、导弹、电子、计算机等精密机械零件的工艺性能要求不断提高的情况下，以前用手工、机械、化学等方法对零件表面进行抛光、倒角、去毛刺均有其局限性，特别是对零件内小孔径、相互交叉的孔径及边棱进行抛光、倒角、去毛刺更是无能为力；而磨料流加工技术由于具有对零件隐蔽部位的孔、型腔研磨、抛光、倒圆角的作用，又有对外表面各种复杂型面研磨、抛光的能力，因而具有其它方法无法比拟的优越性。目前，这项技术已应用在宇航和兵器工业，同时也扩展到了纺织、医疗、缝纫、精密齿轮、轴承、模具制造等其它机械行业。
关键技术
data/attachment/portal/201111/06/1452463gb7l0lz33bbzggb.jpg磨料流加工
1、磨料流体介质
磨料流流体介质是由载流体(基体)和磨料组成，是一种在一定压力下可流动的粘弹性半固状物质，具有可塑性和弹性，无毒、无臭，不污染环境。磨料流流体介质的规格按基体的粘度、磨料材质、磨粒粒度和磨料含量来确定。
基体是由一种具有粘弹性的半固态的高分子聚合物加上凝胶(软化剂)、润滑剂等配制而成。基体的粘度是介质的主要特性，聚合物与凝胶的配制比例不同，基体的粘度也就不同，在配制时，可以按加工要求把高、低两种标准粘度的基体均匀混合制成中间浓度的基体，不同的介质基体粘度对加工效果有较明显的影响。
根据被加工工件材料和表面粗糙度要求的不同，磨料流体介质中混合的磨料种类、粒度以及所含磨料的浓度有所不同，选择原则与磨削时砂轮粒度的选择相近，磨料的粒度一般采用20号～50号，常用80号～150号。粗磨料用于去除毛刺，细磨料用于抛光、光整表面。在实际应用中，经常是几种粒度的磨料混合使用。
在一定范围内，增加磨料流体介质中的磨料含量有利于加工效率的提高；但随着磨料含量的增加，介质的粘度也会产生一定的变化，故需要根据被加工工件的要求来配制不同浓度的磨料流体介质。
磨料流体介质的粘度应根据不同的工件加工要求来进行调配，粘度较低的磨料流体介质在受挤压通过孔道时，会对工件棱边部分形成急剧的滑动摩擦作用，去除毛刺和倒角的作用较强。而粘度较高的磨料流体介质，由于其流动性不好而形成一种受剪切的状态，对孔壁有较强的滑动摩擦作用，抛光表面用较好。在调配磨料流体介质时，可根据需要加入不同的添加剂，如增塑剂、减粘剂、润滑剂等，以满足不同材料、不同形状工件的加工质量要求。
磨料流体介质在常温下长时间保存而不硬化，使用寿命一般为200h～300h。使用一段时间后，由于磨料会逐渐钝化而失去切削能力，且在基体介质中也会产生过量的金属碎屑，因此需要定时清除和更换。
2、加工工艺参数的选择
磨料流加工时的工艺参数有挤压力、循环次数和加工时间等。挤压力对材料去除率和表面粗糙度的影响较大，在一定范围内提高挤压力会较明显地改善加工效果。加工时的挤压力一般为1MPa～3MPa，也有根据要求达到10MPa的。工件加工时的往复循环次数和加工时间应根据被加工工件的材料和表面粗糙度要求，经过多次加工试验后最终确定，不同的加工工序需要有不同的工艺参数设置。
3、各种因素的综合影响
由于影响磨料流加工的因素众多，而这些因素在加工时又会相互影响，使磨料流加工时对工艺参数的设置就变得相当困难。目前在这方面也没有可依据的公式和图表，在具体加工时就需要通过多次加工试验，来确定最佳的工艺参数设置。
在喷丝板微孔加工中应用
data/attachment/portal/201111/06/145246mykjaecgpchy8ehe.jpg磨料流加工
在化纤生产中，喷丝板是纺丝机不可缺少的精密零件，其功用是将精确计量过的纺丝熔体通过喷丝板上的微孔喷挤出具有一定粗细和质地细密的纤维束。喷丝板上的微细孔孔道作为新合成纤维的母体，它们的加工质量是保证纤维成品质量和良好纺丝工艺的重要条件，所以，喷丝板上喷丝孔加工的精度要求极高，也是至关重要的。随着化学纤维发展的日新月异，也导致了喷丝板的快速发展，为了使织物更加柔软以及具有良好的导湿性、舒适性，就需要纤维的直径越来越小，从而使得喷丝孔的孔径也越来越小。同时，为了适应市场的需求，提高化学纤维的生产效率以及加工质量，也要求喷丝板的单板孔数增加，而且喷丝孔的加工精度对化纤产品的质量有着非常大的影响，这些因素都对喷丝孔的加工工艺及其加工技术提出了更高的要求。
在对喷丝板进行微孔钻削加工时，喷丝板的微孔内表面会留下毛刺，进而会影响到丝条的质量和正常生产。传统进行处理的方法只是在纺丝熔体通过喷丝板微孔喷挤出的自然作用下，对喷丝板微孔进行去除毛刺和表面的抛光，这种方法会造成纺丝前期过程不稳定，纤维出现断头，纺丝质量不好。为了改进工艺，引入了国外磨料流加工技术。由于磨料流加工技术具有对零件隐蔽部位的孔及型腔研磨抛光、倒圆角的作用，因而在喷丝板微孔的加工中，特别对于长径比大的微孔能起到很好的加工效果，具有其它加工方法无法比拟的优越性。
与一般的传统抛光工艺比较，磨料流加工技术在对喷丝板微孔的加工中具有以下两方面的优势：喷丝板微孔的加工、特别是对于长径比较大的深孔，是孔加工中较难进行的，由于尺寸上所受的限制，传统的加工手段较难以胜任，而磨料流加工中的刀具---流体磨料具有随机流动性，可添加软化剂来进行调整，到达区域能够不受限制；因此，用磨料流技术来加工微孔时能具有较大优势。另外，用一般的抛光工艺进行加工时所采用的磨料，如金刚砂之类在对工件孔腔进行抛光加工时，会对小孔的孔口处产生一个较大的法向压力，因而会在孔口处产生喇叭口形状的加工误差。而磨料流加工技术所采用的粘弹性磨料由于其具有入口收敛作用，即当粘弹性磨料流体从大截面流道进人工件孔道时，会由于流体的粘弹特性和流道截面的突然收缩，以及自身的粘弹力学特性，而在工件孔道流动中产生相应的弹性应变能的贮存及其粘性耗散，出现明显的人口压力下降，从而能够较好地解决微孔抛光加工中易出现喇叭口的加工工艺问题。
在齿轮修缘中应用
data/attachment/portal/201111/06/145246oj6x548k5uji5vxs.jpg磨料流加工
磨料流加工齿轮修缘技术，一种普通磨料流加工机床上配套简单专用夹具就可以进行齿轮修缘技术，主要包括机床选择与设计、磨料流体介质配制、专用夹具设计，其机床为一般磨料流加工机床即可；其磨料流体介质一般由基体介质、添加剂、磨料三种成分均匀混合成一种半固体、半液体状态聚合物，磨料使用氧化铝、碳化硼、碳化硅，其粒度、含量根据加工具体对象而确定，其特征于专用夹具设计，根据磨料流体加工切削规律，夹具从外观上看呈圆柱体，由上端盖、下端盖、夹具体组成，上、下端盖完全对称，夹具体一个与被修形齿轮模数、齿数、变位系数都相同内齿轮，从修缘高度开始，夹具体齿根部分别开启三角形小槽，与被加工齿轮形成三角形直通道，轴向截面内，三角形与齿面相对边渐开线切线夹角成２０°～３０°，夹具体两端面距上、下端盖内表面距离为３０～５０ｍｍ。
磨料流加工齿轮修缘技术属于磨料流加工齿轮加工技术范畴，一种用磨料流加工技术进行齿轮修形技术方案，主要包括机床设计、磨料配制、专用夹具设计，其特征于专用夹具设计，由上、下端盖夹具体组成，其夹具体一个与被修形齿轮模数、齿数、变位系数都相同内齿轮，夹具体齿根部，分别开启三角形小槽与被加工齿轮形成三角形直通道。其该项技术，生产率高、设备简单、操作方便、易于应用推广。