
什麽是磨粒流磨削,也稱為磨粒流加(jiā)工(AFM)或擠壓珩磨(extrude honing?),是一(yī)種(zhǒng)應用於多種行業(yè)的精密精加工技術。此過程的一些應用包括:
去毛(máo)刺
邊半徑生成
表麵改進(拋光)
熱(rè)重(chóng)鑄層的去除
將(jiāng)複雜的內部形狀拋光至鏡麵光潔度
創建/改進閥門和配(pèi)件內的氣體/液體流動路徑
為什麽使用磨粒流加工?
磨粒流加工是20世紀60年(nián)代發展起來的一種對內(nèi)表麵進行平滑和拋(pāo)光並產(chǎn)生可控半徑的方法。手工拋光或去毛刺可能導致結果不一致或效率低下,並且可(kě)能無法在複雜或(huò)內表麵上執行。
該工(gōng)藝(yì)還可以優化流動係數或提高某(mǒu)些(xiē)零件的高、低周(zhōu)疲勞強度。
過(guò)程
磨料流加工是指在(zài)含磨(mó)料、粘(zhān)彈性(xìng)化合物或磨料介質的壓力下,通過夾具在待拋光、去毛刺和半徑區域(yù)上來回(huí)流動。在典型的雙向(xiàng)流(liú)動過程中,兩個垂直相對的圓柱體通過工件和工具形成(chéng)的通道來回擠壓研磨介質。在單向係統中,研磨(mó)介質僅向一個方向流動,允許介質從零件中流出,以便快速加工、輕(qīng)鬆清潔(jié)或簡單快速更換工具。
這個過程包括(kuò)三個基本要素:夾具、機器和磨料。
固定裝(zhuāng)置
夾具的設計是為了提高(gāo)待(dài)加工區域內磨料的速度。速度的增加將材料的去除集中在工件的特(tè)定區域。夾具可以由廉價的結構級尼龍製成(chéng),提供更充分的強度與重量比,並且(qiě)可以方便地加工成(chéng)定製配置。高產(chǎn)量的夾具由鋼或鋁製成,並使用聚氨酯塗(tú)層的刀片來保護工件不受磨料劃傷或開槽。根(gēn)據零(líng)件(jiàn)尺寸和機器尺寸,夾具可以容納1到50個或更多。
流動磨床具有多種功能。首先,它必須能夠在規定的壓力(PSI/MPa)或(huò)流量(立方英寸(cùn)/秒/升/分鍾)下泵送研磨介質。其次,它必須能夠夾持和密封夾具(jù)之間的上下介質缸,在雙(shuāng)向流動係(xì)統。這兩種功能通常都由液壓缸完成。
研磨介質通(tōng)過推(tuī)動下介質(zhì)活塞從預(yù)加載的下介質缸中泵出,然後流過夾緊夾具,最(zuì)後向上進入上(shàng)介(jiè)質缸。當下介質活塞完全前進時,流動反向;上介質活塞前進,使介質通過夾具(jù)返回下(xià)缸。此流動循環代表一個序列,重複此循環,直到達到預設(shè)的總介質位移值(立方英寸/升)。
大(dà)多數生(shēng)產的AFM機器還包(bāo)括一個介質冷卻器,用於去除由研磨作用產生的熱量,以及一個夾具(jù)運輸裝置,例如穿(chuān)梭機或轉(zhuǎn)台,用於將夾具從(cóng)裝載/卸載(zǎi)站索引到介質氣缸之(zhī)間的處理位置。自動介質貯存器可用於用研磨介質預填充內部體積較大的夾具,並確(què)保有足夠的(de)介質使機器始終在其全排量活塞行程下運行(以避免“短循(xún)環”)。
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研磨介質係統(tǒng)
磨料流磨削中使用的磨料介質提供了實際的材料去除:拋(pāo)光、去(qù)毛刺和邊緣半(bàn)徑。基質是一種(zhǒng)粘彈性半固體,其粘度範圍從堅硬的膩子狀材料(liào)到柔軟的、幾乎像油脂(zhī)的稠度不等。在Winbro Flow Grinding,我(wǒ)們根據客戶的特殊研(yán)磨(mó)需(xū)求定製這種(zhǒng)材料。請在我們的研磨介質係統頁(yè)麵中閱讀有(yǒu)關此定製(zhì)解決方案的更多信息。
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研磨介質係統
磨粒流(liú)磨削(也稱為磨粒流加工(gōng)-AFM)中使用的磨料介質提供實際的材料去除:拋光、去毛刺和邊緣半徑。每(měi)種介(jiè)質配(pèi)方由(yóu)聚合物、可流動載體組成(chéng),其中混合了一種或多種粒度的磨料顆粒。載體或(huò)介質基是(shì)一種粘彈性半固體,其粘度範圍從堅硬的膩子狀材(cái)料到柔軟的、幾乎像油(yóu)脂的稠度不等。介質基部的彈(dàn)性特性(xìng)支持磨粒流(liú)過(guò)表麵或通過內部通道,以通過純研磨作用細化表麵和邊緣。媒體基地本身由高彈性(xìng)的硼矽氧烷“彈(dàn)跳膩子”聚合物與油基潤滑劑混合,以增加流動性。聚合物含(hán)量(liàng)高的載(zǎi)體將是堅硬的,可用於(yú)拋光或半徑大的特征;潤滑劑含量高的載(zǎi)體將是柔軟的,很容易通過小通道或長通道。
盡管(guǎn)任何類型的自由(yóu)磨料顆粒都可以混合到載體中,但最(zuì)常用(yòng)的磨料是碳化矽和氧(yǎng)化鋁。它們在(zài)高性能(néng)和中(zhōng)等成本之(zhī)間提供(gòng)了(le)良(liáng)好的平衡。通常(cháng),所用磨料的(de)尺寸從粗的(de)20目磨(mó)料(平均粒徑~0.9mm)到非常細的600目(mù)磨料(平均粒(lì)徑(jìng)~0.9mm)。研(yán)磨(mó)介質將包含約25%至約67%的磨粒(按重(chóng)量計)。
配方代碼
Winbro流動磨(mó)削磨料介質的配方代碼描述了基(jī)體的聚合物(wù)含量和(hé)介質的磨料含量。通(tōng)過理解公式代碼,用戶(hù)可以確定該(gāi)介質的特性,從而智能地選擇(zé)要用於給(gěi)定(dìng)操作的介質。例如:
WB57-20S(30)-36S(35)
該研磨介(jiè)質(zhì)中(zhōng)的載(zǎi)體(tǐ)含(hán)有57%的聚合物,且相對較硬。磨料含(hán)量為混合物:30%(按重(chóng)量計)20目碳化(huà)矽磨料加35%(按重量計)36目碳化矽磨料(liào)(總共(gòng)65%磨料顆粒/35%介質基)。這將是一個(gè)沉重和侵略性的媒體,這(zhè)將適合拋光(guāng)大型鑄(zhù)造工業閉式泵葉輪內部通道。
WB35-80(50)
這種研磨介質中的載體隻有35%的重量聚合物,因此(cǐ)它(tā)比前麵的例子更柔軟(ruǎn),更易流(liú)動。磨料粒(lì)度單一,為80目較細的碳化矽,磨(mó)料含量為50%(按重量計)。該介質用(yòng)於(yú)去除流體控製部件或電樞中相對較小直徑(2-3 mm)的孔的毛刺。
WB30-320S(30)
本例中的載(zǎi)體更易流動,其聚合物(wù)重量僅為30%。為了進一步提高流動性,磨料含量(liàng)也降低到隻有30%的重量。由於它的低粘(zhān)度和細磨粒尺寸,這種(zhǒng)介質將流經非常小(xiǎo)的直(zhí)徑孔(0.4毫米),如重新拋光纖維擠出模具。
變化
磨料類型:磨料(liào)粒度後麵的後綴“S”表示它是碳化矽,最常(cháng)用的磨料。“A”表示氧化鋁,“B”表示碳化硼,“D”表示金剛石粉末(用於(yú)拋光碳化鎢模具)。
媒體基礎(chǔ):所有Winbro研磨(mó)媒體配(pèi)方代碼以字母“WB”開(kāi)頭。我們的(de)標準媒體基地,然後包(bāo)含(hán)一個(gè)2位(wèi)數(shù)的數字,描述百分(fèn)比的聚合物載體。2位(wèi)數(shù)字後麵的字母“A”表示該介質中的潤滑劑已優化用(yòng)於拋光。也就是說,這種介質提供了一個更(gèng)明亮更有光澤的表麵外觀,特別是在不鏽鋼部件上(shàng),介(jiè)質(zhì)的侵蝕性略有下降(jiàng)。例如:WB46A-120S(60)。2位數字後麵的字母“S”表示該介質中的潤滑劑已(yǐ)針對半徑邊緣進行了優化。對於這些“S”介質配方,與我們的標準介質基礎(chǔ)相比,通過孔或通道移除的材料量顯著(zhe)減少,而邊緣半徑的大小不受影響。例如:WB40S-24S(62)
應用領域(yù):適用於航(háng)空航天、軍工、兵器工業、模具(jù)、汽車、醫療、紡織、電子等行業的金屬、鎢(wū)鋼(gāng)、硬質(zhì)合金、陶瓷等材料工件內表(biǎo)麵拋光/去毛刺/倒(dǎo)角等。有效提(tí)升產品光(guāng)潔度、耐磨度、疲勞度等質量。
