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东莞喷砂加工过程中工件与加工参数

添加时间:2016-10-31 10:00:07    查看:

1、喷砂工件参数

    微喷砂工件参数包括工件的材料力学特性和形状尺寸,其中工件材料力学特性对微喷砂中材料的去除方式影响较大。对于延性材料,如不锈钢和钛合金等,磨料颗粒的撞击作用使材料在撞击点区域产生塑性应变,当塑性应变值达到材料断裂应变值时,材料被塑性去除;对于脆性材料,如陶瓷和硬质合金等,磨料颗粒的撞击作用同样使材料在撞击区域产生塑性变形,但随着撞击力的增大,撞击区域产生裂纹,裂纹交错连接后引发材料的脆性去除。

2、喷砂加工参数

    微喷砂工艺的加工参数主要包括磨料特性、喷嘴形状和喷嘴尺寸。

    磨料特性主要包括磨料形状、磨料硬度和磨料颗粒粒度。磨料形状一般有两种:一种具有锋利边缘,如氧化铝、碳化硅;另一种为丸状,如氧化错。经不同形状的磨料处理后,工件表面形成不同的表面形貌和光泽,如图1-3所示,经有锋利边缘的磨料处理后,工件表面为毛糙面,入射光线被折射掉,工件表面发暗;经丸状磨料处理后,工件表面为球状面,入射光线部分被折射掉,工件表面表现为亚光效果。与普通喷砂加工相比,微喷砂加工的特点是所使用的磨料更为精细,其等效直径一般在5~100um之间。

 东莞喷砂加工过程中工件

喷砂加工中常用的喷嘴为如图1-4a所示的渐缩直孔喷嘴,形状为圆形或矩形,高压气体从渐缩直孔喷嘴射出时出口速度最大为当地音速,即由渐缩直孔喷嘴射出的磨料颗粒速度小于当地音速。喷嘴另一种形式为前后粗、中间细的拉瓦尔喷嘴,如图1-4b所示。

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喷嘴

    渐缩圆孔喷嘴将气体射流射入到大气(假设大气为无限空间静止流体)时射流结构与射流断面的速度分布如图1-5所示,由于湍流的脉动,卷吸周围静止的气体进入气体射流,两者混掺向前运动,从而增加了气体射流的流量和宽度,降低了气体射流的速度,越往下游,气体射流的边界就越宽,流量也越大,而速度就越小。

 东莞喷砂加工过程中工件与加工参数

    在微喷砂中,喷嘴射出的流体除了气体射流外,还有磨料射流。磨料颗粒速度受到气体速度的影响,当气体速度大于磨料速度时,气体对磨料颗粒起到加速作用;当气体速度小于磨料速度时,气体对磨料颗粒起到减速作用。磨料射流中磨料颗粒速度分布与气体射流中气体速度分布相似,即中间速度高外围速度低。

    高压气体在拉瓦尔喷嘴中间位置由亚音速加速至当地音速,最后以超音速状态从拉瓦尔喷嘴射出。由于拉瓦尔喷嘴后端截面积逐渐增大,高速气体的密度逐渐降低致使气体对磨料颗粒加速效果不明显。

    喷嘴尺寸主要包括喷嘴孔径和直孔长度,其中直孔长度影响气体对磨料颗粒质量、投影面积、直径、密度、速度。直孔喷嘴中,气体速度高于磨料颗粒速度,气体对磨料颗粒起到加速作用,喷嘴越长,气体对磨料颗粒加速作用时间越长,喷口处磨料颗粒速度越高。

3、喷砂工艺参数

    微喷砂工艺的工艺参数包括喷砂时间、喷砂压强、喷砂距离和喷砂角度。

    喷砂时间影响磨料颗粒对工件表面的覆盖情况,即喷砂时间越长,磨料颗粒对工件表面的覆盖率越高。当微喷砂用于工件加工时,喷砂时间越长,工件材料去除量越高;当微喷砂用于工件表面清理、强化时,喷砂时间越长,工件表面清理越彻底,力学性能越均匀。

    喷砂压强主要影响磨料颗粒速度大小以及速度大小的分布情况。高压气体从渐缩直孔喷嘴射出时出口速度最大为当地音速即当出口速度达到当地音速后,提高喷砂压强,气体速度不会增大。但提高喷砂压强,气体的密度会增加,气体对磨料颗粒的加速效果越明显,磨料颗粒由喷嘴射出时的速度越大。

    喷砂距离影响磨料颗粒到达工件表面时速度大小和磨料对工件表面的覆盖面积。随着喷砂距离的增大,到达工件表面时磨料颗粒速度减小,但截面上磨料颗粒速度更加均匀,磨料对工件表面的覆盖面积增大。

    喷砂角度是指射流轴线与射流轴线在工件表面上投影之间的夹角。喷砂角度不同,工件材料对磨料颗粒撞击的响应方式不同。

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