精密零部件使用磨粒流加工可以優化流動係數或提高某些零件的高、低周疲勞強度
08-17-2021
精密零部件使用(yòng)磨粒流(liú)加工可以優(yōu)化流動係數或提高某些零件的高、低(dī)周(zhōu)疲勞強度


什麽是磨粒流磨(mó)削(xuē),也稱為磨粒流加工(AFM)或擠壓珩磨(extrude honing?),是一種應用於(yú)多種行業的精密精加工技術。此過程的(de)一些(xiē)應用包括:


去毛刺


邊半徑生成


表麵改進(拋光)


熱(rè)重鑄層的去除


將複雜的內部形狀(zhuàng)拋光至鏡麵光(guāng)潔度


創建/改進閥門和配件內的氣體/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年代發展起來的一種對內表麵進行平滑(huá)和(hé)拋光(guāng)並產生(shēng)可控半徑的(de)方法。手工(gōng)拋光或去毛刺可能導(dǎo)致結果(guǒ)不一(yī)致或效(xiào)率低下,並(bìng)且可能無法在複雜或內表麵上執行。


該工(gōng)藝還可以優化流動係數或提高某些(xiē)零件的高、低周疲勞強度(dù)。


過程


磨料流加工是指在含磨料(liào)、粘(zhān)彈性化合物(wù)或磨料介質的壓力下,通過夾具在待拋(pāo)光、去毛刺和半徑區域上來回(huí)流動(dòng)。在典型的(de)雙(shuāng)向流動過程中,兩個垂直相(xiàng)對的圓柱(zhù)體通過工件(jiàn)和工具(jù)形成的通道來回擠壓研(yán)磨介質。在單向係統中,研磨介質僅向一(yī)個方向流動,允(yǔn)許介質從(cóng)零件中流出,以便快速加工、輕鬆清潔或簡單快(kuài)速更換工具。


這個(gè)過程包括三個基本(běn)要素:夾具、機器(qì)和(hé)磨料(liào)。


固定裝置


夾具(jù)的設計(jì)是(shì)為了提高待加工區域(yù)內磨料的速度。速度的增加將材料的去除(chú)集中在工件的特定(dìng)區域。夾具可以由廉價的結構級(jí)尼龍製成,提供(gòng)更充分的強度(dù)與重量比(bǐ),並且可以方便地加工(gōng)成定製配置。高產量的(de)夾具由鋼或(huò)鋁製成,並使用(yòng)聚氨酯塗層(céng)的刀片來保護工件不受磨料劃(huá)傷或開槽。根據零件尺寸和機器尺寸(cùn),夾具可以容納1到50個或更多。


流動磨床具有多種(zhǒng)功能。首先,它必須能(néng)夠在(zài)規定的壓力(PSI/MPa)或流量(立(lì)方英(yīng)寸/秒/升/分鍾)下泵送研磨介質(zhì)。其次,它必須能(néng)夠夾持和密封夾具之(zhī)間的上下介質缸,在雙向流動係統。這兩種功能通常都由液壓缸完成(chéng)。


研磨介質通過推動下介質活塞從預加載的下介質缸中泵出,然後流過夾緊夾具,最後向上進入上介(jiè)質缸(gāng)。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(guò)夾具(jù)返回下缸。此流動循環代表一(yī)個序列,重複此(cǐ)循環,直到達到預設(shè)的總介(jiè)質位移值(立(lì)方英寸/升)。


大多數生產的AFM機器還包括一個介質冷卻器(qì),用於去除由研磨作用產(chǎn)生的熱量,以及一個夾具(jù)運輸裝置,例如穿梭(suō)機或轉(zhuǎn)台,用於將夾具從裝載/卸載站(zhàn)索引到介質氣(qì)缸之間的處理位置。自動介質貯存器可用於用研磨介質預填充內部(bù)體積較大的夾具,並確保有足夠的(de)介質使機器始終在其全排(pái)量活塞行程下運行(以避(bì)免“短循環”)。


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研磨介質係統


磨料流磨削中(zhōng)使用的磨料介質提供了實際(jì)的材料去除:拋(pāo)光、去毛刺和(hé)邊緣半徑。基質是一種粘彈性半固體,其粘度範圍從堅硬的膩子狀材料到柔軟的、幾乎像油脂的稠度不(bú)等。在Winbro Flow Grinding,我們根據客戶的特殊研磨需求定製這種材料。請在我們的研磨介(jiè)質係統頁麵中(zhōng)閱讀有關此定製解決方案的更(gèng)多信息。


定製解決方案


我們可以與您合作,生產出符合您需要的受控製造解決方案,無(wú)論是用於磨料流加工還是電化學去毛刺。有關(guān)這些(xiē)解決方案的更多信(xìn)息(xī),請訪問我們的部件處(chù)理/合(hé)同完成服務頁麵。


研磨介質係統


磨粒流磨(mó)削(xuē)(也稱為磨粒流加工-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(biān)緣半徑。每種介質配(pèi)方由聚合物、可流動載體組成(chéng),其中混合了一種或多種粒度(dù)的磨料顆粒。載體或介質基是一種粘彈性半固體,其粘度範圍從堅硬(yìng)的膩子(zǐ)狀材料到柔軟的、幾乎像油脂的稠度不等。介(jiè)質基部的彈性特(tè)性支持磨粒流過表麵或通過內部通道,以通過純研磨作用細化表(biǎo)麵(miàn)和邊緣。媒體基(jī)地本身由高(gāo)彈(dàn)性的硼矽氧烷“彈跳膩子”聚合物與油基潤滑劑混合,以增加流動性。聚合物含量高的載體將是堅硬的,可用於拋光(guāng)或半徑大的特征;潤滑劑含量高的載體將是柔軟的,很容易通(tōng)過小通道或長通(tōng)道。


盡管任何類型的自由磨料顆粒都(dōu)可以混合到載體中,但(dàn)最常用(yòng)的磨料是碳化矽和氧化鋁(lǚ)。它(tā)們在高性能和中等成本之間提(tí)供了良(liáng)好的平衡。通常(cháng),所用磨料的尺寸從粗的20目磨料(平均粒徑~0.9mm)到非常細的600目(mù)磨料(平均粒(lì)徑~0.9mm)。研磨介質將包含約25%至約(yuē)67%的磨粒(lì)(按重量計)。


配方代碼


Winbro流動磨削磨料介(jiè)質的配方代碼描述(shù)了基體的聚(jù)合物含量和介質的(de)磨(mó)料含量。通過(guò)理(lǐ)解公式代碼,用戶可以確定該(gāi)介質的特性,從而智能地選擇要用於給定操作的介質(zhì)。例如:


WB57-20S(30)-36S(35)


該研磨介質中的載體含有57%的聚合物,且相對較硬。磨料(liào)含(hán)量為混(hún)合物:30%(按重量計)20目碳化矽磨(mó)料加35%(按重量計)36目碳化矽磨料(總(zǒng)共65%磨料(liào)顆粒/35%介質基)。這將是一個沉重和(hé)侵(qīn)略性的媒體,這將適合拋光大型鑄造工業閉式泵葉輪內部通道。


WB35-80(50)


這(zhè)種研磨介質中的載體(tǐ)隻有35%的重量聚合物,因此它比前麵(miàn)的例子更柔軟,更易流動(dòng)。磨料粒度單(dān)一,為80目較(jiào)細(xì)的碳化矽,磨料含量為50%(按重(chóng)量計)。該介質用於去(qù)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)


本例中的載體更易流動,其聚合物重量僅為30%。為了進一步提高流動性,磨料含量也降低到隻有30%的重量。由於它的低粘度和細磨粒尺寸(cùn),這種介(jiè)質將流經非常小的直徑孔(0.4毫米),如重新拋光纖維擠出模具。


變化


磨料類型:磨料粒度後麵的後綴“S”表示它是碳化矽,最常用的磨料。“A”表示氧化鋁,“B”表示碳(tàn)化(huà)硼,“D”表示金剛石(shí)粉末(用於(yú)拋(pāo)光碳化鎢模具)。


媒體基礎:所有Winbro研磨媒體配方代碼以字母“WB”開頭。我們的標準媒體基地,然後包含一個2位數的數字,描述百分(fèn)比的聚合物載體。2位數(shù)字後麵的字母“A”表示該介質中的潤(rùn)滑劑已優化用於(yú)拋光。也就是說,這種介質提供了一個更明亮更有光澤的表麵外觀,特別(bié)是在不鏽鋼部件上,介質的侵蝕性略有(yǒu)下降。例如:WB46A-120S(60)。2位數字後麵的字母(mǔ)“S”表示該介質中的潤滑(huá)劑(jì)已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相比,通(tōng)過孔或通道(dào)移除的材料量顯著減少,而邊緣半徑的大小不受影響。例如:WB40S-24S(62)


應用領域:適用於航空航(háng)天、軍工、兵器工業、模具、汽車、醫療、紡織、電子等行業的金屬、鎢鋼、硬質合(hé)金、陶(táo)瓷等材(cái)料工件內(nèi)表麵(miàn)拋光/去毛刺/倒角等。有效提升產品光潔度、耐磨度、疲勞度等質量。
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