强化研磨加工中喷射压力对工件表面粗糙度的影响

陶建华，包佑文，刘华，刘晓初

(广州大学 机械与电气工程学院，广州 510006)

强化研磨技术是一种基于复合加工方法的使金属材料具有抗疲劳、抗腐蚀、抗磨损特性的精密加工技术，集强化塑性加工和研磨微切削于一体的“强化研磨加工”新方法。通过喷管将混有高强度喷丸的强化研磨液高压喷射到工件表面，对表面进行随机等概率的碰撞，其中喷丸使其表面层发生弹塑性变形，并产生残余压应力，同时，喷丸对工件表面进行初次磨削；研磨粉在高压作用下与工件表面产生横向作用力，对工件表面进行微切削；并伴随有强化液的悬浮、冷却、清洗及润滑等一系列复杂作用，从而达到对工件表面的强化和研磨的效果。与传统加工方式相比，强化研磨技术还具有耗能少、成本低、效益好等优点，顺应了现代加工的需要，也是未来发展的一种趋势。

1 机理分析

强化研磨加工过程中，由于喷丸的作用使得工件表面发生塑性变形，在加工初期其所产生的变形量比磨料的切削量要大，故须首先考虑喷丸对工件表面的作用效果。

喷丸在高压的作用下经喷管喷射到工件表面，工件表面不断受到高速喷丸的撞击而被压缩。在材料相同的情况下，假设加工中每颗喷丸喷出的速度相同，则其与工件表面发生碰撞时所产生的能量也可以看作是相同的，忽略其他因素的影响，在工件的弹性区域内，根据弹性能的计算公式E=kx2/2可知：工件表面每次受到撞击时的压缩量也近似相等(图1)，即在工件表面留下直径小于喷丸直径的球冠形凹坑，被喷面的外形由大量球坑包络，如图2所示[1]。……