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喷丸强化机械及技术的现状

喷丸强化机械及技术的现状

添加时间:2020-06-05 00:38 | 文章录入:本站 | 文章来源:原创

   1870年,作为喷砂加工法的第1台机械离心式喷丸器问世,标志着喷丸机的核心部件———喷丸器的正式诞生。1908年,美国制造出激冷钢丸,金属弹丸的出现,不仅使喷砂工艺获得迅速发展,而且导致了金属表面喷丸强化技术的产生。1929年,美国Zimmerli等人首先将喷丸强化技术应用于弹簧的表面强化,取得了良好的效果[4]。到了上世纪70年代末,随着喷丸清理和喷丸强化技术的迅速发展,喷丸机械的研究进入了一个新的时期,从此,喷丸机械的发展步入了快车道。
   目前,喷丸设备的发展基本形成了以机械离心式和气动式为主、干湿结合、通用与专用并重的格局。机械离心式喷丸机主要有滚筒式、转台式、室式等;气动式喷丸机主要有转台式、室式、外场式和旋片式等。湿式喷丸机主要有湿式供丸气动式、直接泵送式、连续水射流式[5]、空化水射流式[6]、后混合水射流式[7]和中国矿业大学提出的前混合水射流式等。其中,有代表先进性的是离心气动联合式、旋片式、超音速式、小孔喷丸机和后混合水射流式。离心气动联合式喷丸机是综合机械离心式和气动式喷丸机的优点设计的。它利用机械离心式喷丸强化生产效率高、功率消耗小的特点作为主要强化手段;利用气动式喷丸强化操作灵活、可以对凹槽及复杂表面有效喷丸的特点作为辅助或补充手段,从而提高喷丸强化质量,降低喷丸强化成本。旋片式喷丸机以压缩空气为动力,具有小型灵活、携带方便、无粉尘污染、经济等特点,特别适用于大型结构件、不可拆卸零件和内孔的现场原位施工。该机的关键元件是黏结弹丸的旋片,主要由弹丸、胶黏剂和骨架材料3部分组成,美国3M公司在旋片生产上达到了很高的水平。

   超音速式喷丸机的喷丸器是超音速喷枪,它利用液体燃料或气体燃料与高压空气在喷枪燃烧室内混合燃烧膨胀产生的高速焰流带动弹丸,使弹丸以300~500m/ s的速度喷向零件表面,从而可以获得高效优质的喷丸强化效果,特别适用于大型结构件表面喷丸强化。小孔喷丸机与常规喷丸加工设备相比,在结构上、控制上、喷丸加工工艺等方面的要求很高,目前,只有美、日等少数国家掌握了小孔喷丸加工及其控制技术。后混合水射流喷丸机的喷丸器采用后混合丸粒供给方式,由供给系统输入的弹丸在混合室与高速水射流相混合,获得很高的速度后经弹丸喷嘴喷射到零件表面上,从而实现高效、优质、无污染、全强度等的喷丸强化效果。现在,日本本田技研工业公司熊本制作所安装了自动化的后混合水射流喷丸机进行汽车后轴传动齿轮的大批量喷丸强化加工。

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