哪些因素决定了数控喷丸强化机的强化效果？
时间：
2016-06-29 12:59
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喷丸强化处理是提高零部件疲劳强度的有效方法之一。自20世纪70年代以来，该技术已在煤矿机械、航空工业、汽车制造以及农业机械等领域得到广泛应用。
喷丸强化工艺是提高零部件疲劳强度的重要手段之一。自20世纪70年代以来，该技术已在煤矿机械、航空工业、汽车制造及农业机械等领域得到广泛应用。贝尔登机械也已研制出数控喷丸强化设备。采用该数控喷丸强化设备对发动机叶片及其叶根表面进行强化处理时，操作人员只需完成工件的上料与下料，其余工序均由设备自动完成。在自动运行模式下，工作转台、喷枪、弹丸流量、提升机、振动筛、螺旋分选器以及喷丸时间等参数均实现自动化控制。
其工作原理是：机械臂引导喷嘴，清除工件隐蔽且复杂的角落中的盲区与死角；同时，喷嘴的持续摆动进一步加快了清理速度。该机器人既可由人工对单个工件进行强化处理，也可全自动对批量工件实施强化。根据不同的工件表面要求，机器人可选用任意尺寸与形状的丸料。机器人编程由操作人员通过操纵杆完成，而同类工件的喷砂清理则可通过预设程序自动实现。
喷丸强化以压缩空气为动力，通过喷枪喷嘴将细小的球形铸钢丸高速喷射，形成数十米每秒的高速弹丸流，冲击齿轮齿面以完成强化处理，从而在表面形成一层较高的残余压应力。当外载作用于经喷丸处理的齿轮时，由于外载引起的拉应力被抵消，喷丸后的表面压应力得以部分释放。若零件所受载荷不超过材料极限抗拉强度的40%～50%，或低于其弹性极限或屈服点，则喷丸产生的压应力仍能保留在零件内部。根据裂纹扩展理论，裂纹难以扩展至压应力层内。因此，喷丸强化可有效提高零件的疲劳寿命，消除加工刀痕等引起的内应力，并改善润滑性能。
喷丸强化的效果取决于两个基本因素：（1）被处理材料的能量传递状态及其吸收的能量大小；（2）喷丸工艺应以不同材料的弹塑性变形规律为基础，并据此明确喷丸强化的机理。基于该机理，制定相应的算法；通过调控变刚度板的曲率分布，使残余应力沿零件截面合理分布，并依据表面变形规律求解最优方案。
在喷丸强化工艺中，可通过可靠的算法确定合理的喷丸或喷砂工艺参数，从而进一步提升处理效果。
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