Usinagem a Jato Abrasivo - Peças, Princípio de Funcionamento, Aplicação

Neste artigo você aprenderá sobre Usinagem a Jato Abrasivo , incluindo o princípio de funcionamento , peças , trabalhando , aplicativos , vantagens e desvantagens .

Abrasivo Usinagem a Jato

Usinagem a Jato Abrasivo é um método não tradicional de remoção de materiais usando um fluxo focado de grãos abrasivos de Al2O3 ou SiC transportado por gás ou ar de alta pressão em alta velocidade é feito para colidir com a superfície de trabalho através de um bocal de 0,3 a 0,5 mm diâmetro.

Em outras palavras, Usinagem com jato abrasivo é o processo de impingir um fluxo de partículas abrasivas de alta velocidade em uma superfície de trabalho através de um bocal com gás ou ar de alta pressão, e a remoção de metal ocorre devido à erosão causada por partículas abrasivas de alta velocidade.

O impacto das partículas gera uma força concentrada suficiente para realizar operações como corte; o material é removido pela erosão do material de trabalho com grãos abrasivos a uma velocidade de 150-300m/s . Os grãos abrasivos são aplicados em um fluxo de gás de alta velocidade.

Princípio de funcionamento da usinagem a jato abrasivo

O princípio de funcionamento da usinagem a jato abrasivo é o uso de um fluxo de alta velocidade de partículas abrasivas transportadas por um gás ou ar de alta pressão na superfície de trabalho através de um bocal.

O metal é removido devido à erosão causada por partículas abrasivas que impactam a superfície de trabalho em altas velocidades. A cada impacto, pequenos pedaços de material são soltos, expondo uma nova superfície ao jato.

Este processo é empregado principalmente para tais trabalhos de usinagem que são de outra forma difíceis, como seções finas de metais duros e ligas, corte de material sensível a danos causados ​​pelo calor, produção de furos intrincados, rebarbação, gravação, polimento, etc.

Peças de usinagem a jato abrasivo

1. Fornecimento de Gás

No sistema de usinagem, um gás (nitrogênio, CO2 ou ar) é fornecido sob uma pressão de 2 a 8 kg/cm2 . O oxigênio nunca deve ser usado porque causa uma reação química violenta com cavacos ou abrasivos da peça. Esta mistura abrasiva e gasosa é ejetada a uma alta velocidade de 150 a 300 m/min de um pequeno bico montado em um acessório.

2 . Filtrar

O filtro limpa o abastecimento de combustível para que sujidade e outras impurezas não impeça o andamento do processo.

3. Manômetro

O manômetro é usado para controlar a pressão do ar comprimido usado na usinagem a jato abrasivo. como a pressão determina a profundidade de corte e a quantidade de força necessária para cortar

4. Câmara de Mistura

O pó abrasivo é alimentado na câmara de mistura e a quantidade de abrasivos pode ser controlada usando um vibrador. Para que os abrasivos e gases sejam completamente misturados na câmara de mistura.

5 . Bocal

O bocal é usado paraaumentar a velocidade da pasta do jato abrasivo fino em detrimento da pressão, porque sabemos que diminuir a pressão faz com que a velocidade aumente. A velocidade do jato ficará entre 100 e 300 metros por segundo.

O bocal pode ser ajustado para obter o corte angular desejado e o material pode ser removido por erosão por impacto.

Por causa do alto desgaste, o bico geralmente é feito de carboneto de tungstênio. O diâmetro do bocal é de aproximadamente 0,2-0,8 mm.

O material do bocal deve ser resistente à corrosão. O bocal tem seção transversal circular ou retangular, e a cabeça pode ser reta ou em ângulo reto.

6 . Abrasivos

Na usinagem a jato abrasivo, carbeto de silício e esferas de vidro de óxido de alumínio são usados ​​como abrasivos. As formas dos abrasivos podem ser regulares ou irregulares. Os abrasivos variam em tamanho de 10 a 50 mícrons . A taxa de fluxo de massa dos abrasivos está entre 2 e 20 gramas por minuto .

A escolha dos abrasivos é determinada pelo MRR , o tipo de material de trabalho , e o nível de precisão de usinagem requeridos.

Óxido de alumínio (Al2O3) tamanho 12, 20, 50 mícrons é bom para limpeza, corte e rebarbação; A malha de dolomita 200 é usada para gravação e polimento.

O bicarbonato de sódio tem um tamanho de partícula de 27 mícrons e é usado para limpar, rebarbar e cortar materiais macios.

7 . Peça de trabalho

A taxa de remoção de metal é determinado pelo diâmetro do bico , a composição da mistura de gás abrasivo, a dureza das partículas abrasivas e a dureza do material de trabalho, o tamanho da partícula, a velocidade do jato e a distância da peça de trabalho ao jato. No corte de vidro, uma taxa típica de remoção de material para usinagem com jato abrasivo é de 16 mm/min .

8. Regulador

O regulador é usado para controlar o fluxo de ar comprimido fluindo pelo tubo.

Trabalho de Usinagem a Jato Abrasivo

No sistema de usinagem mostrado na Fig, um gás (nitrogênio, CO2 ou ar)
é fornecido sob uma pressão de 2 a 8 kg/cm2 . O oxigênio nunca deve ser usado
porque causa uma reação química violenta com cavacos da peça ou
abrasivos. Após filtração e regulagem, o gás passa por uma câmara de mistura que contém partículas abrasivas e vibra a 50 Hz.

Da câmara de mistura, o gás, juntamente com as partículas abrasivas arrastadas (10–40 µm ), passa por um diâmetro de 0,45 mm bocal de carboneto de tungstênio a uma velocidade de 150 a 300 m/s . Óxido de alumínio (Al2O3) e silício
pós de carboneto são usados ​​para limpeza pesada, corte e rebarbação.

carbonato de magnésio é recomendado para uso em limpeza leve e decapagem, enquanto o bicarbonato de sódio é usado para limpeza fina e corte de materiais macios. Pós de grau comercial não são adequados porque seus tamanhos não são bem classificados. Eles podem conter poeira de sílica, que pode ser um perigo para a saúde.

Não é prático reutilizar o pó abrasivo porque contaminações e grãos desgastados causarão uma diminuição da taxa de usinagem. A taxa de alimentação de pó abrasivo é controlada pela amplitude de vibrações na câmara de mistura. A distância de afastamento do bico é 0,81 mm . O movimento relativo entre a peça de trabalho e o bico é controlado manual ou automaticamente usando acionamentos de cames, pantógrafos, mecanismos de rastreamento ou usando o controle do computador de acordo com a geometria de corte necessária.

Máscaras de cobre, vidro ou borracha podem ser usadas para concentrar a corrente de jato de partículas abrasivas para um local confinado na peça de trabalho. Formas complexas e precisas podem ser produzidas usando máscaras com contornos correspondentes. O equipamento de remoção de poeira é incorporado
para proteger o ambiente.

Aplicações de Usinagem a Jato Abrasivo

Vamos discutir o que é o uso da usinagem a jato abrasivo:

1. Perfuração de furos, ranhuras de corte, limpeza de superfícies duras, rebarbação e polimento

2. Rebarbação de furos transversais, ranhuras e roscas em pequenas peças de precisão que requerem um acabamento sem rebarbas, como válvulas hidráulicas, sistemas de combustível de aeronaves e aparelhos médicos.

3. Usinagem de formas ou furos intrincados em materiais sensíveis, quebradiços, finos ou difíceis de usinar

4. Decapagem de isolamento e limpeza de fios sem afetar o condutor

5. Micro-rebarbação de agulhas hipodérmicas

6. Vidro fosco e corte de placas de circuito, resistores de circuito híbrido,
capacitores, silício e gálio.

7. Remoção de películas e limpeza delicada de superfícies irregulares porque
o fluxo abrasivo é capaz de seguir contornos

8. É usado para abrasão e geada de vidro, cerâmica e refratários e é mais barato do que gravura ou moagem.

9. Limpeza de camadas de metal, como revestimento resistivo.

10. Rebarbação de fundição pequena e corte de linha de separação em peças moldadas por injeção e forjados

11. É usado para gravar números de registro em vidro temperado usado em janelas de automóveis.

12. Usado para limpar moldes e cavidades metálicas.

13. Limpeza de superfícies de corrosão, tintas, colas e outros contaminantes.

Vantagens e desvantagens da usinagem a jato abrasivo

Vantagens

• Como o AJM é um processo de usinagem frio, é mais adequado para usinagem frágil e sensível ao calor materiais como vidro, quartzo, safira e cerâmica.
• O processo é usado para usinagem de superligas e materiais refratários .
• Ele não é reativo com qualquer material da peça.
• Nenhuma alteração de ferramenta é requerido.
• Partes complexas de cantos nítidos pode ser usinado.
• Os materiais usinados não sofrem endurecimento .
• Nenhum furo inicial é necessário para iniciar a operação conforme exigido por
  fio EDM.
• Utilização de materiais é alto.
• Pode usinar materiais finos .
• Um alto acabamento de superfície podem ser obtidos através deste processo.

Desvantagens

1. A taxa de remoção é lento.

2. Desviado o corte não pode ser evitado (baixa precisão de ±0,1 mm).

3. O efeito de redução pode ocorrer especialmente ao perfurar metais.

4. O abrasivo pode ficar impedido na superfície de trabalho.

5. sistemas de coleta de poeira adequados deve ser fornecido.

6. Materiais macios não pode ser usinado pelo processo.

7. Pó de sílica pode ser um perigo para a saúde.

8. Loja comum ar deve ser filtrado para remover umidade e óleo.

9. A capacidade do processo é menor devido a uma baixa taxa de remoção de material.

10. Durante a usinagem de materiais macios, o abrasivo fica incorporado , reduzindo o acabamento superficial.

11. O afunilamento do furo causado pela variação inevitável de um jato abrasivo perturba a precisão do corte .

12. Devido ao corte disperso, a precisão é baixa .

13. Como um sistema de coleta de poeira é um requisito básico para prevenir a poluição atmosférica e os riscos à saúde, o custo adicional Estará presente.

14. A vida do bico é limitado (300 horas).

15. Como as bordas afiadas dos pós abrasivos se desgastam e partículas menores podem entupir o bico , eles não podem ser reutilizados.

16. Uma curta distância de afastamento pode causar danos no bico .

17. Devido ao efeito de queima do jato abrasivo, a precisão do processo é baixa.

18. Um afunilamento estará presente em buracos profundos.

19. AJM O processo é prejudicial ao meio ambiente e causa poluição .

20. Partículas abrasivas no ar podem criar um ambiente perigoso .

Efeito do tamanho do grão e taxa de fluxo de abrasivos na taxa de remoção de material

A uma determinada pressão, MRR aumenta com aumentando abrasivo taxa de fluxo e é determinado pelo tamanho das partículas abrasivas.

No entanto, após atingir o valor ideal, MRR diminui como o abrasivo taxa de fluxo é aumentado mais longe.

Isso ocorre porque a vazão mássica do gás diminui à medida que a vazão abrasiva aumenta e, portanto, a razão de mistura aumenta, resultando em uma diminuição na taxa de remoção de material devido a uma diminuição na energia disponível para erosão.

Efeito da velocidade do gás de saída e densidade de partículas abrasivas:

A velocidade do gás de arraste que transporta as partículas abrasivas varia significativamente com a densidade das partículas abrasivas.

Quando a pressão interna do gás é quase duas vezes a pressão na saída do bocal e a densidade de partículas abrasivas é zero, a velocidade de saída de gás pode ser aumentada para a velocidade crítica.

Velocidade de saída diminuirá para a mesma condição de pressão se a densidade das partículas abrasivas for aumentada gradualmente.

É porque a energia cinética do gás é usado para mover as partículas abrasivas.

Efeito da proporção de mistura na taxa de remoção de material:

À medida que a massa do abrasivo a taxa de fluxo aumenta , sua velocidade diminui , reduzindo a energia disponível para a erosão e, em última análise, a taxa de remoção de material.

Efeitos da pressão do bico no MRR

A taxa de fluxo do abrasivo pode ser aumentada aumentando a taxa de fluxo do gás de arraste. À medida que a pressão interna do gás aumenta, também aumenta a taxa de fluxo de massa abrasiva e, portanto, o MRR.

A taxa de remoção de material aumenta à medida que a pressão do gás aumenta. A energia cinética das partículas abrasivas é responsável pela remoção do material durante o processo de erosão.

Por que as partículas abrasivas não são reutilizadas na usinagem de jato abrasivo?

Partículas abrasivas finas arrastadas em um fluxo de gás podem impactar a superfície de trabalho em alta velocidade (100–300m/s) para degradar gradualmente o material no processo de usinagem a jato abrasivo (AJM). A erosão por impacto é o mecanismo de remoção de material. O gás transportador transporta o material erodido na forma de pequenas partículas sólidas e grãos abrasivos utilizados para longe da zona de usinagem. Devido às duas razões a seguir, a reutilização dessas partículas abrasivas não é sugerida.

1. Detritos de desgaste contaminam abrasivos (material de trabalho removido).
2. Os abrasivos perdem suas bordas afiadas, reduzindo sua eficácia de corte.

Frequentemente Perguntas feitas

Qual ​​é o uso da usinagem a jato abrasivo?

As aplicações comuns incluem o corte de materiais sensíveis ao calor, quebradiços, finos ou duros. É usado especificamente para cortar formas complexas ou formar formas de borda específicas.

Qual ​​gás é usado na usinagem a jato abrasivo?

A usinagem com jato abrasivo cria um jato misturando gás com partículas abrasivas. O gás utilizado é conhecido como gás de arraste. Ar, dióxido de carbono e nitrogênio são três dos gases de arraste mais comumente usados. O oxigênio nunca é usado como gás de arraste porque pode oxidar a superfície da peça de trabalho.

AJM pode ser usado para

O processo de usinagem a jato abrasivo pode ser usado para rebarbação, corte, limpeza e muitas outras aplicações de serviço pesado.

No processo de usinagem a jato abrasivo, as partículas abrasivas devem ser

Em AJM, geralmente, as partículas abrasivas com tamanho de grão de cerca de 50 μm colidiriam com o material de trabalho a uma velocidade de 200 m/s de um bocal de D.I. de 0,5 mm com uma distância de afastamento de cerca de 2 mm.

Como o material é removido na usinagem a jato abrasivo?

Na usinagem a jato abrasivo, um fluxo focado de partículas abrasivas é impactado na superfície de trabalho através de um bico e o material de trabalho é removido por erosão por partículas abrasivas de alta velocidade transportadas por ar ou gás de alta pressão. Como o gás de arraste atua como refrigerante, o processo de corte é frio. A corrente abrasiva de alta velocidade é criada pela transferência da energia de pressão do gás de arraste ou ar para sua energia cinética, resultando em um jato de alta velocidade.

Usinagem a Jato Abrasivo MCQ

P. Na usinagem a jato abrasivo, o material da peça de trabalho é removido por qual dos seguintes meios?
a) Vaporização
b) Galvanoplastia
c) Abrasão mecânica
d) Corrosão
Resposta: c

Explicação: Partículas abrasivas atingem a superfície com alta pressão e alta velocidade, o que remove o material.

P. A taxa de remoção de metal na usinagem de jato abrasivo aumenta com

a) Aumento na distância de afastamento, mas diminui além de um certo limite
b) Diminuição da taxa de fluxo abrasivo
c) Diminuição do tamanho do grão no tamanho do grão dos abrasivos
d) Nenhuma das mencionadas
Resposta: uma
Explicação: MRR é diretamente proporcional à distância de afastamento até certo limite. Após certo limite, a energia cinética dos abrasivos começa a diminuir.

P. Que tipo de materiais podem ser usinados usando usinagem a jato abrasivo?
um copo
b) Cerâmica
c) Materiais duros
d) Todos os mencionados

Resposta: d
Explicação: Materiais como cerâmica, vidro, materiais duros e super duros podem ser usinados usando usinagem a jato abrasivo.

Espero que tenha gostado deste artigo abordando todos os aspectos da Usinagem a Jato Abrasivo abordando seu princípio de funcionamento, vantagens, desvantagens e sua aplicação.

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