一、磨粒流加工的适用对象

由于磨粒流加工以粘弹性流体进行研磨，所以使得很多用一般方法难以研磨的零件可以用磨粒流加工来实现。除研磨外，磨粒流也可用于去毛刺、倒小圆角。

适合于磨粒流加工的各类零件可分为：

1、具有异型和内部腔体的零件，如模具、发动机进排气道、阀体类零件；

2、具有小孔的零件，如化纤喷丝板、柴油机喷油嘴；

3、具有复杂曲面的零件，如叶片、涡轮、蜗壳等。

二、影响磨粒流加工的因素

磨粒流加工由硬件和软件构成，磨粒流加工的质量和效率也就由其硬件和软件所决定。硬件方面即其物质组成，包括机床、夹具、磨料；软件方面即研磨参数的设定和实现，包括磨料压力、磨料速度（流量）、加工时间（或循环次数）。

其中，夹具要随具体工件的磨粒流加工特性而定，在此不能一概而论；磨料是磨粒流研磨的直接执行者，必须具有一系列特性；研磨参数是研磨质量和效率的关键因素；而磨粒流机床是研磨参数得以实现的基础。

（一）磨料性能要求

1、生理惰性：即通过人体皮肤接触无伤害，也无可挥发的有毒害的组分。

2、安全性：非易燃易爆品。

3、黏弹性：除可流动外，还具有一定的弹性，以保证磨料与被加工面的接触应力。

4、自融性：具有较高的自聚融合力以使磨料成为整体而不散开。

5、粘附性：具有较小的附着力，不至于粘附在工件上难于清理。

6、耐用性：耐老化，具有较长的使用寿命。

7、流动性：良好的流动性和润滑性。

8、固砂性：磨料颗粒与载体能在使用期内较好地结合，以免大量散落并污染工件、降低效率和质量。

9、针对性：磨料的黏度、流动指数、材质、粒度等根据具体使用对象可以针对性配制。

（二）磨料对流动状态（流态）的影响

下图所示，说明不同的磨料（A磨料、B磨料）在相同的压力和时间工况下流态的区别：

 

                                   图1

1、A磨料的流态曲线呈奶嘴形：通道中心流速大，剪切速率大，通道边界处速度小；B磨料的流态呈活塞形：剪切速率小。

2、A磨料平均流速Va1大于B磨料平均流速Va2。

3、虽然B磨料的Va2小于A磨料的Va1，但其壁面流速VR2却大于VR1。

4、以上的区别导致的研磨效果如图所示，磨料B的研磨效果明显好于磨料A的研磨效果。

5、由此可知，磨料对研磨的影响巨大；对质量要求高的零件，磨料甚至是成败的决定因素。

6、造成磨料A和B的区别的原因是综合性的，其中最主要的黏度和流动指数。

（三）磨料流动速度

从图1可以看出，衡量磨料流速有两个参数：平均流速Va和壁面流速VR。由于存在剪切速率（速度梯度），故VR<Va；通常所称的磨料流速即是指的平均流速Va，但起作用的实际是VR。在Va较高的情况下，Va与VR差别小，可以把Va看作VR；但在Va小的情况下，VR可能为0，也就是说存在一个临界平均流速,只有大于这个速度，磨料才有壁面流动，才有切削作用。

以某叶轮（代号K200）为例说明：

A、叶轮类零件的磨粒流加工的工艺特性

1、磨料流动的通道截面积大：K200的叶片沿圆周均匀分布，叶片外缘直径339.4mm，内缘直径191.5mm，则流道截面面积（磨料通道截面积）：A=85％(镂空比)·π(339.4²-191.5²)/4=52392mm²=5.2dm²

2、叶片的曲面形状、数量及分布，不便于采用加填充物的方式来减小流道面积从而增加磨料阻力。

3、总体而言，此类零件的磨粒流研磨，磨料压力的建立主要靠磨料背压实现；增大磨料的流速要靠增大磨料流量来实现。

B、磨料流速和磨料缸直径的确定

如选定的某种磨料产生壁面滑动（即磨料和被加工面之间的相对运动）的临界平均速度为15mm/s，则磨料的平均流速应在30mm/s以上才能产生一定的磨削作用。此时，磨料流量Q=VR·A=30·52392=1571761mm³/S=94L/min。设磨料缸活塞位移速度25mm/s，则磨料缸直径为：φ²=4Q÷（π·Va）=4X1571761÷（25π）=80089mm²；φ=283mm。即磨料缸直径应大于283mm，取标准直径φ320mm。

（四）背压

仍以K200为例：镂空比85％，截面积5.2dm²，磨料平均流速30mm/s；如此大通道、慢速度，如果不采取措施，磨料压力将很低。为此，需要带背压型机床—即在标准型机床上配置背压装置。

 

                   图2

上图中，Pa为主动压力、Pb为背压，工件两端的压力差ΔP=Pa-Pb。Pa可以设定、Pb可以调节。

背压装置的作用：

是增压作用，以提高效率。在通用型机床中，磨料压力的设定其实是设定了磨料