利用攜帶磨料的粘彈性基體介質(研磨介質)在一定壓力下反覆摩擦加工表面而達到拋光或去除毛刺作用的特種加工,又稱磨料流動加工。
優點,加工原理,套用,
優點
這種加工方法最初主要用於去掉零件中隱蔽部位或交叉孔內的毛刺,後來又套用到拋光模具或零件的表面,還用於拋光電火花加工的表面或去除表面變質層,對機械零件的棱邊倒圓等。擠壓珩磨具有加工效率高、能自動操作、拋光效果好等優點。
加工原理
工件固定安裝在夾具中,夾具被上、下兩隻盛有研磨介質的擠壓筒壓緊。加工時,上、下擠壓筒中的活塞由液壓系統驅動上、下同步移動,從而推動和擠壓研磨介質,使之反覆通過工件的被加工表面,由磨料顆粒產生磨削作用。加工所用的擠壓力為1~3兆帕,也有高達10兆帕的。 研磨介質是由磨料和基體介質(一種半固體狀的高分子聚合物)均勻混合而成。在實際使用中還根據不同的加工對象加入一定量的添加劑,如潤滑劑、增塑劑和減粘劑等,以改變基體介質的粘度和流動性等物理性能。磨料一般採用碳化矽或氧化鋁,有時也採用碳化硼或金剛石粉。磨料粒度範圍是20#~600#。粗磨料用於去毛刺,細磨料用於拋光。磨料含量是10~60%,依具體加工情況而定。 夾具使研磨介質按規定路徑通過被加工表面,同時還起著安裝固定工件的作用,因此夾具結構應根據工件形狀、尺寸和加工要求設計製造。對小型工件可採用多工位夾具,一次可安裝許多工件同時進行加工。夾具材料一般採用耐磨工具鋼和尼龍等,也可採用碳鋼或鋁等材料,磨損後加以更換。夾具須具有足夠的強度和密封性。
一般為立式結構,分為全自動式和半自動式兩種類型。工具機的主要組成部分是蝸桿螺旋頂重器、主液壓系統、副液壓系統、控制迴路和輔助設備等。工具機的操作控制參數是擠壓力、研磨介質流量、加工循環次數和循環時間等。
套用
在噴油嘴及一些微細小孔的加工中,國內的大部分生產廠還都在使用鑽孔工藝加工噴孔。這種工藝加工的噴孔,粗糙度差,在壓力室中有翻邊毛刺,噴油嘴流量係數只有0.5~0.6。為了滿足越來越嚴格的排放法規要求,柴油機要求噴油嘴流量係數在0.8以上,需要進一步提高其流量係數。目前,國際上普遍採用液體擠壓研磨的工藝。由於噴油嘴中孔直徑D與噴孔直徑d的比值D/d較大(約20),其截面面積之比是D/d的平方(約400),因此磨料在噴油嘴中孔和噴孔中的流速相差約100倍。而磨料的切削作用只有在一定速度下才能起到作用,即磨料在高壓的作用下,由夾具壓頭進入噴油嘴中孔,經過噴油嘴壓力室,高速通過噴孔;在壓力室噴孔產生切削磨粒流,對壓力室噴孔邊角毛刺和噴孔進行微量磨削;在噴孔入口處研磨出圓角並使孔壁粗糙度提高,而不會破壞精加工後噴油嘴中孔、座面的的精度。
在加工過程中,影響噴油嘴噴孔擠壓研磨效果的主要因素有:研磨料的工作壓力P;加工時間S;研磨料的切削性能;噴孔的成形工藝。由此可見,根據鑽孔時鑽頭的公差及鑽通時的毛刺,鑽頭的鋒利與否都影響噴孔的孔徑大小和毛刺的大小。為達到最終相同的噴孔流量,在使用相同研磨料的情況下,就需要調整研磨料的工作壓力P或加工的時間S。所以,對不同批次加工的噴油嘴首先應在流量試驗台上檢測流量,進行分組;根據不同的流量值來確定研磨料的工作壓力P或加工的時間S。
試驗證明,經過擠壓研磨後,可以消除壓力室與噴孔處的毛刺,擴大其相貫線處的圓角,減少高壓油的壓力損失;降低噴孔表面的粗糙度,增加油的流速,獲得良好的霧化效果;可提高噴油嘴的流量係數,使動態噴霧角度和流量趨於一至,降低了柴油機的油耗和排放指標。