Mecanizado por chorro abrasivo:piezas, principio de funcionamiento, aplicación

Desde la cámara de mezcla, el gas, junto con las partículas abrasivas arrastradas (10–40 µm ), pasa a través de un 0,45 mm de diámetro boquilla de carburo de tungsteno a una velocidad de 150 a 300 m/s . Óxido de aluminio (Al2O3) y silicio
Los polvos de carburo se utilizan para limpieza profunda, corte y desbarbado.

Carbonato de magnesio se recomienda para uso en limpieza ligera y grabado, mientras que el bicarbonato de sodio se usa para limpieza fina y corte de materiales blandos. Los polvos de grado comercial no son adecuados porque sus tamaños no están bien clasificados. Pueden contener polvo de sílice, que puede ser un peligro para la salud.

No es práctico reutilizar el polvo abrasivo porque las contaminaciones y la arena desgastada provocarán una disminución de la velocidad de mecanizado. La velocidad de alimentación del polvo abrasivo está controlada por la amplitud de las vibraciones en la cámara de mezcla. La distancia de separación de la boquilla es 0,81 mm . El movimiento relativo entre la pieza de trabajo y la boquilla se controla de forma manual o automática mediante accionamientos de leva, pantógrafos, mecanismos trazadores o control por computadora de acuerdo con la geometría de corte requerida.

Se pueden usar máscaras de cobre, vidrio o caucho para concentrar la corriente en chorro de partículas abrasivas a un lugar confinado en la pieza de trabajo. Se pueden producir formas complejas y precisas mediante el uso de máscaras con los contornos correspondientes. Se incorpora equipo de eliminación de polvo.
para proteger el medio ambiente.

Aplicaciones del mecanizado por chorro abrasivo

Analicemos qué es el uso del mecanizado por chorro abrasivo:

1. Perforación de orificios, corte de ranuras, limpieza de superficies duras, desbarbado y pulido

2. Desbarbado de orificios transversales, ranuras y roscas en piezas pequeñas de precisión que requieren un acabado sin rebabas, como válvulas hidráulicas, sistemas de combustible de aeronaves y dispositivos médicos.

3. Mecanizado de formas complejas u orificios en materiales sensibles, quebradizos, delgados o difíciles de mecanizar

4. Pelado de aislamiento y limpieza de cables sin afectar al conductor

5. Microdesbarbado de agujas hipodérmicas

6. Esmerilado de vidrio y recorte de placas de circuitos, resistencias de circuitos híbridos,
condensadores, silicio y galio.

7. Eliminación de películas y limpieza delicada de superficies irregulares porque
el chorro abrasivo es capaz de seguir los contornos

8. Se usa para lijar y esmerilar vidrio, cerámica y refractarios y es menos costoso que grabar o esmerilar.

9. Limpieza de capas de metal, como revestimiento resistivo.

10. Desbarbado de piezas fundidas pequeñas y corte de líneas de partición en piezas moldeadas por inyección y piezas forjadas

11. Se utiliza para grabar números de registro en vidrio templado utilizado en ventanas de automóviles.

12. Se utiliza para limpiar moldes y cavidades metálicas.

13. Limpieza de superficies de corrosión, pinturas, pegamentos y otros contaminantes.

Ventajas y desventajas del mecanizado por chorro abrasivo

Ventajas

• Debido a que AJM es un proceso de mecanizado frío, es más adecuado para el mecanizado frágil. y sensible al calor materiales como vidrio, cuarzo, zafiro y cerámica.
• El proceso se utiliza para mecanizar superaleaciones y materiales refractarios .
• Es no reactivo con cualquier material de la pieza de trabajo.
• Sin cambios de herramienta son requeridos.
• Partes intrincadas de esquinas afiladas se puede mecanizar.
• Los materiales mecanizados no experimentan endurecimiento .
• No se requiere agujero inicial para iniciar la operación según lo requerido por
  electroerosión por hilo.
• Utilización de materiales es alto.
• Puede mecanizar materiales delgados .
• Un acabado superficial elevado se puede obtener a través de este proceso.

Desventajas

1. La tasa de eliminación es lento.

2. Extraviado no se puede evitar el corte (baja precisión de ±0,1 mm).

3. El efecto de disminución puede ocurrir especialmente cuando se taladra en metales.

4. El abrasivo puede obtener obstaculizado en la superficie de trabajo.

5. Sistemas de recogida de polvo adecuados debería ser provisto.

6. Materiales blandos no puede ser maquinado por el proceso.

7. Polvo de sílice puede ser un peligro para la salud.

8. El aire normal del taller debe filtrarse para eliminar la humedad y el aceite.

9. La capacidad del proceso es menor debido a una baja tasa de remoción de material.

10. Al mecanizar materiales blandos, el abrasivo se incrusta , reduciendo el acabado superficial.

11. La disminución del orificio provocada por la inevitable variación de un chorro abrasivo perturba la precisión de corte .

12. Debido al corte erróneo, la precisión es baja .

13. Debido a que un sistema de recolección de polvo es un requisito básico para prevenir la contaminación atmosférica y los riesgos para la salud, el costo adicional estará presente.

14. La vida útil de la boquilla es limitado (300 horas).

15. Porque los bordes afilados de los polvos abrasivos se desgastan y las partículas más pequeñas pueden obstruir la boquilla , no se pueden reutilizar.

16. Una distancia de separación corta puede causar daños en la boquilla .

17. Debido al efecto de ensanchamiento del chorro abrasivo, la precisión del proceso es pobre.

18. Un cono estará presente en agujeros profundos.

19. AJM El proceso es perjudicial para el medio ambiente y provoca contaminación .

20. Las partículas abrasivas en el aire pueden crear un ambiente peligroso .

Efecto del tamaño del grano y la tasa de flujo de los abrasivos en la tasa de eliminación de material

A una presión dada, MRR aumenta con aumento abrasivo tasa de flujo y está determinado por el tamaño de las partículas abrasivas.

Sin embargo, después de alcanzar el valor óptimo, MRR disminuye como el caudal de abrasivo es aumentado más lejos.

Esto se debe a que la tasa de flujo másico del gas disminuye a medida que aumenta la tasa de flujo de abrasivo y, por lo tanto, aumenta la relación de mezcla, lo que da como resultado una disminución en la tasa de eliminación de material debido a una disminución en la energía disponible para la erosión.

Efecto de la velocidad del gas de salida y la densidad de partículas abrasivas:

La velocidad del gas portador que transporta las partículas abrasivas varía significativamente con la densidad de las partículas abrasivas.

Cuando la presión interna del gas es casi el doble de la presión a la salida de la boquilla y la densidad de partículas abrasivas es cero, la velocidad de salida de gas se puede aumentar a la velocidad crítica.

Velocidad de salida disminuirá para la misma condición de presión si la densidad de las partículas abrasivas aumenta gradualmente.

Es porque la energía cinética del gas se utiliza para mover las partículas abrasivas.

Efecto de la proporción de mezcla en la tasa de eliminación de material:

A medida que aumenta la tasa de flujo de masa del abrasivo , su velocidad disminuye , reduciendo la energía disponible para la erosión y, en última instancia, la tasa de eliminación de material.

Efectos de la presión de la boquilla en MRR

El caudal de abrasivo se puede aumentar aumentando el caudal del gas portador. A medida que aumenta la presión del gas interno, también lo hace la tasa de flujo de masa abrasiva y, por lo tanto, la MRR.

La tasa de eliminación de material aumenta a medida que aumenta la presión del gas. La energía cinética de las partículas abrasivas es responsable de la remoción de material durante el proceso de erosión.

¿Por qué las partículas abrasivas no se reutilizan en el mecanizado por chorro abrasivo?

Se permite que las partículas abrasivas finas arrastradas por una corriente de gas impacten la superficie de trabajo a alta velocidad (100–300 m/s) para degradar gradualmente el material en el proceso de mecanizado por chorro abrasivo (AJM). La erosión por impacto es el mecanismo para la remoción de material. El gas portador transporta el material erosionado en forma de pequeñas partículas sólidas y utiliza granos abrasivos fuera de la zona de mecanizado. Debido a las dos razones siguientes, no se sugiere reutilizar estas partículas abrasivas.

1. Los residuos de desgaste contaminan los abrasivos (material de trabajo eliminado).
2. Los abrasivos pierden sus bordes afilados, lo que reduce su eficacia de corte.

Frecuentemente Preguntas hechas

¿Para qué sirve el mecanizado por chorro abrasivo?

Las aplicaciones comunes incluyen el corte de materiales sensibles al calor, quebradizos, delgados o duros. Se utiliza específicamente para cortar formas intrincadas o crear formas de bordes específicas.

¿Qué gas se utiliza en el mecanizado por chorro abrasivo?

El mecanizado por chorro abrasivo crea un chorro mezclando gas con partículas abrasivas. El gas utilizado se conoce como gas portador. El aire, el dióxido de carbono y el nitrógeno son tres de los gases portadores más utilizados. Nunca se utiliza oxígeno como gas portador porque puede oxidar la superficie de la pieza de trabajo.

AJM se puede utilizar para

El proceso de mecanizado por chorro abrasivo se puede utilizar para desbarbar, cortar, limpiar y para muchas otras aplicaciones de servicio pesado.

En el proceso de mecanizado por chorro abrasivo, las partículas abrasivas deben ser

En AJM, generalmente, las partículas abrasivas de alrededor de 50 μm de tamaño de grano incidirían en el material de trabajo a una velocidad de 200 m/s desde una boquilla de D.I. de 0,5 mm con una distancia de separación de unos 2 mm.

¿Cómo se elimina el material en el mecanizado por chorro abrasivo?

En el mecanizado por chorro abrasivo, una corriente concentrada de partículas abrasivas incide sobre la superficie de trabajo a través de una boquilla y el material de trabajo se elimina por erosión por partículas abrasivas de alta velocidad transportadas por aire o gas a alta presión. Debido a que el gas portador actúa como refrigerante, el proceso de corte es frío. La corriente abrasiva de alta velocidad se crea transfiriendo la energía de presión del gas portador o aire a su energía cinética, lo que da como resultado un chorro de alta velocidad.

Mecanizado por chorro abrasivo MCQ

P. En el mecanizado por chorro abrasivo, ¿se eliminó el material de la pieza de trabajo por cuál de los siguientes medios?
a) Vaporización
b) Galvanoplastia
c) Abrasión mecánica
d) Corrosión
Respuesta: c

Explicación: Las partículas abrasivas golpean la superficie con alta presión y altas velocidades, lo que elimina el material.

P. La tasa de eliminación de metal en el mecanizado por chorro abrasivo aumenta con

a) Aumento en la distancia de separación pero disminuye más allá de cierto límite
b) Disminución del caudal de abrasivo
c) Disminución del tamaño de grano en el tamaño de grano de los abrasivos
d) Ninguna de las mencionadas
Respuesta: a
Explicación: MRR es directamente proporcional a la distancia de separación hasta cierto límite. Después de cierto límite, la energía cinética de los abrasivos comienza a disminuir.

P. ¿Qué tipo de materiales se pueden mecanizar mediante el mecanizado por chorro abrasivo?
un vaso
b) Cerámica
c) Materiales duros
d) Todas las mencionadas

Respuesta: d
Explicación: Los materiales como la cerámica, el vidrio y los materiales duros y superduros se pueden mecanizar mediante el mecanizado por chorro abrasivo.

Espero que les haya gustado este artículo que cubre todos los aspectos del Mecanizado por Chorro Abrasivo cubriendo su principio de funcionamiento, ventajas, desventajas y su aplicación.

Si le gustó el artículo, compártalo con sus amigos y dé su opinión en la sección de comentarios.