喷射加工简介

喷射加工

jet machining

利用从喷嘴中高速喷出的液体或固体微粒的冲击力破碎和去除工件材料的特种加工。喷射加工一般分为液体喷射加工和磨料喷射加工，前者发展较快，应用较广。

20世纪50年代末开始应用，它是利用压力为200~400兆帕(最高可达1500兆帕)的高压水，从孔径为 0.05~0.4毫米的蓝宝石或金刚石喷嘴孔中以每秒数百米至一千米以上的高速喷出，形成一股高能量密度的射流冲击工件,使材料破碎而去除。主要用于切割各种非金属材料如塑料、橡胶、石棉、石墨、木材、胶合板、石膏、水泥、皮革和纸板等。切割厚度为几毫米至几十毫米，取决于使用的喷射压力和材料的性质。液体喷射切割的主要特点是:①切缝小,一般为0.08~0.4毫米;②切割速度高，如切割厚度为 6.4毫米胶合板的切割速度达1.7米/秒;③切屑被液体带走,不致粉尘飞扬，因而能避免环境污染。液体喷射还可用于穿孔、切割薄金属材料、金属零件去毛刺和表面清理等。

50年代初开始在美国应用。一定压力 (2~13兆帕)的气体(空气、氮或二氧化碳)和磨料粉末(直径10~50微米)混合后从直径为0.1~1.2毫米的喷嘴小孔中高速喷出，利用磨料的冲击破坏作用去除工件上的材料。一般使用Link title刚玉或碳化硅磨料，有时还使用玻璃小珠(用于表面抛光)和碳酸氢钠(用于表面清理)。喷嘴孔材料采用硬质合金或蓝宝石。喷嘴一般做成笔杆手柄式，以便于手工操作，也可将喷嘴安装在夹具上，采用样板导向、缩放仪导向或其他控制装置进行自动化大批生产。磨料喷射加工主要用于:①切割玻璃、石英、锗、硅、镓、云母、钨和钛合金等材料的薄片，或开窄槽、打小孔;②使玻璃表面毛化;③从零件表面去除脏物、杂质、氧化层、绝缘层或其他涂层和镀层，以及去除毛刺等;④对集成电路的电阻、电容进行微调。

(1)磨料喷射加工与喷砂工艺不同,喷砂工艺的主要用途是清理工件表面,磨料喷射加工是利用磨粒对被加工材料进行切磨加工;喷砂工艺所使用的磨料粒度比喷射磨料加工中的磨料粒度更大;高速喷射的磨料微粒在严密控制下,能完成磨削抛光加工。

(2)与传统的抛光技术相比, 它的"加工刀具"是液体状的,不存在磨具磨损的问题,去除函数保持恒定,面形精度易于控制。可不破坏零件原有的尺寸精度,而达到较高的表面光度。

(3)抛光头是一很小的液体柱,能适合各种诸如齿轮、叶轮、各种模具、精密机械零件等各种型孔、型面及各种特殊复杂表面的抛光。抛光特性不受工件位置的影响,应用范围较广,既可用来加工金属材料,也可以加工非金属材料。

(4)磨料水射流抛光属于冷加工范畴,加工时对材料无热影响,切削时无火花,工件不会产生热变形和热影响区,对加工热敏感材料尤为有利。同时由于在加工过程中抛光液不断循环流动, 还能自动清除加工下来的碎屑。

(5)加工清洁,不产生有害人体健康的有毒气体和粉尘等,对环境无污染,提高了操作人员的安全性。抛光液基本不损耗,可重复使用,寿命较长。

(6))加工"磨具"为高速高压液流,加工过程中不会变钝,减少了磨具准备、刃磨等时间,效率高。喷嘴与加工表面无机械接触,能实现高速加工。

(7)设备维护简单,操作方便,可以灵活地任意选择加工起点和部位,可通过数控,容易地进行复杂形状的自动加工。