何恩緒 魏曉麗 楊 琢 王華東 唐道興 李國(guó)明

（中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

零件小孔噴丸工藝研究

何恩緒 魏曉麗 楊 琢 王華東 唐道興 李國(guó)明

（中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

本文研究了小孔噴丸的特點(diǎn)和噴丸方式，經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，總結(jié)出了小孔噴丸遮蔽試片技術(shù)的正確應(yīng)用和小孔覆蓋率的檢測(cè)方法。

小孔；噴丸強(qiáng)度；飽和曲線；覆蓋率；遮蔽試片

1 概述

噴丸是種冷加工過(guò)程，用于在金屬表面產(chǎn)生壓縮殘留應(yīng)力層來(lái)改進(jìn)金屬的機(jī)械性能。需要用帶有充足力量的彈丸去撞擊零件表面使其產(chǎn)生塑性變形，從而增強(qiáng)零件壽命。小孔噴丸尤其是深孔，需要特殊噴丸方式，本文將詳細(xì)講解。

2 噴丸介質(zhì)的選擇

購(gòu)買的丸粒要符合ASM2431標(biāo)準(zhǔn)，介質(zhì)型號(hào)首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行選擇，如果設(shè)計(jì)圖沒(méi)有要求，根據(jù)表1進(jìn)行選擇。

1622M28 G07 根據(jù)設(shè)計(jì)圖選擇的丸粒型號(hào)是S110硬丸classB，噴丸強(qiáng)度：0.1016～0.2032mmA

3 噴丸試片的選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)圖或設(shè)計(jì)文件選擇相應(yīng)的試片，通常小孔噴丸采用的是A型或N型試片，試片要滿足SAE J442要求。

4 小孔噴丸的方法

4.1 外噴嘴直接噴丸

4.1.1 當(dāng)孔尺寸D≥H時(shí)，可以從孔的一側(cè)進(jìn)行噴丸（D代表孔直徑，H代表孔深），由于每個(gè)位置只能噴到孔的1/4面積，因此要對(duì)孔進(jìn)行4個(gè)方向噴丸。

4.1.2 當(dāng)孔尺寸D＜H，2D≥H并且是通孔時(shí)，采用外噴嘴噴丸時(shí)要從孔的兩側(cè)進(jìn)行噴丸（D代表孔直徑，H代表孔深），但也要對(duì)孔進(jìn)行4個(gè)方向噴丸。

不僅左右方向噴丸，前后還要進(jìn)行噴丸，才能達(dá)到完全覆蓋。為了提高噴丸效率，也可以采用4個(gè)噴嘴在孔的4個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行噴丸。

4.2 外噴嘴反射針式噴丸

在通孔的兩端（任何一端）放置一個(gè)反射針，采用正常的直噴嘴就可以對(duì)通孔內(nèi)徑進(jìn)行噴丸，不存在障礙。反射針需要用高硬度的碳化鎢或淬火后的高碳鋼制成，以便反射針能夠經(jīng)得住彈丸沖擊的磨損。選擇反射針時(shí)一定要注意反射針的直徑，要保證彈丸能夠順利從反射針?biāo)闹芑?，防止堵塞。如果孔的深度比較深，為了獲得充分的覆蓋率，反射針必須能夠上下移動(dòng)并且貫穿整個(gè)通孔，移動(dòng)距離取決于孔的深度，為了獲得均勻的覆蓋率有時(shí)需要旋轉(zhuǎn)反射針。

4.3 旋轉(zhuǎn)毛槍噴丸

4.3.1 （a）當(dāng)D＜H并且無(wú)法從兩側(cè)噴丸或2D

4.4 旋片噴丸

旋片噴丸是一種獨(dú)立的手動(dòng)式噴丸，廣泛應(yīng)用于小面積噴丸及內(nèi)孔噴丸和零件返修噴丸加工。旋片噴丸加工孔的最小直徑是12.7mm。

5 1622M28G07孔的試片噴丸

（a）將試片安裝到標(biāo)準(zhǔn)的阿爾門模塊上，采用標(biāo)準(zhǔn)的外置噴嘴，按圖紙規(guī)定的噴丸強(qiáng)度下限繪制一條飽和曲線（b）通過(guò)在已建立的飽和曲線的1T點(diǎn)，仍用標(biāo)準(zhǔn)外置噴嘴噴阿爾門試片，當(dāng)確認(rèn)了強(qiáng)度以后，記錄下獲得這個(gè)強(qiáng)度的噴丸參數(shù)。（c）遮蔽N型試片，以便彈丸只能噴射到試片的中間位置，噴射的寬度要與被噴孔的直徑相同。（無(wú)論前面兩步驟用的是A型還是N型試片，此步驟必須采用N型試片） 注意：遮蔽金屬片的厚度不小于2.29mm 。（d）用第二步同樣的參數(shù)噴遮蔽的N型試片，測(cè)量并讀取弧高值。此步獲得的弧高值將是圖紙要求的小孔噴丸較低強(qiáng)度下限的新目標(biāo)強(qiáng)度。這個(gè)目標(biāo)強(qiáng)度將明顯低于在第二步采用標(biāo)準(zhǔn)試片的強(qiáng)度值，因?yàn)樵嚻挥幸恍〔糠直┞对趶椡鑷娚湎隆＃╡）重復(fù)第一步到第四步的操作，將獲得圖紙要求的小孔噴丸較高強(qiáng)度上限的新目標(biāo)強(qiáng)度。（f）利用（a）～（e）步獲得的新的目標(biāo)強(qiáng)度范圍，強(qiáng)度上限和下限，使用旋轉(zhuǎn)噴槍和遮蔽試片模擬孔的固定裝置，制定一個(gè)新的噴丸參數(shù)獲得一個(gè)在新目標(biāo)強(qiáng)度范圍內(nèi)的強(qiáng)度。

注意：小孔的試片噴丸也可以采用小型試片，但是小型試片需要經(jīng)過(guò)相關(guān)部

表1被噴丸零件材料 小孔直徑 介質(zhì)型號(hào) 噴丸強(qiáng)度硬度高的合金 小于φ19.05mm S70、S110 0.25～0.36N硬度低的合金 小于φ18.67mm S70、S130 0.25～0.38N門批準(zhǔn)。

6 小孔噴丸覆蓋率的檢測(cè)

6.1 噴丸覆蓋率的檢測(cè)方法

6.1.1 放大鏡目視檢查

對(duì)于孔尺寸較淺時(shí)，可以直接用放大鏡進(jìn)行檢查，要求要用10～30倍放大鏡。

6.1.2 熒光追蹤劑

（a）噴丸前在零件內(nèi)孔表面涂上一層熒光追蹤劑，在紫外線燈下觀察零件小孔，確定熒光追蹤劑要均勻的涂在內(nèi)孔表面，待追蹤劑完全晾干（約10分鐘），再進(jìn)行噴丸。（b）在紫外線燈下觀察零件小孔表面追蹤劑涂層的去除率，確定小孔實(shí)際覆蓋率。

6.1.3 復(fù)制對(duì)比法

對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無(wú)法直觀檢測(cè)覆蓋率的零件，需要制作零件的復(fù)制品，復(fù)制品需要和零件具有同樣的機(jī)械性能和幾何形狀，復(fù)制品噴丸后，將其剖開(kāi)，把噴丸面通過(guò)投影儀投放到屏幕上，與標(biāo)準(zhǔn)覆蓋率樣板進(jìn)行比對(duì)，將會(huì)得到零件小孔的覆蓋率。

6.1.4 內(nèi)窺鏡觀察法

在孔尺寸比較深時(shí)，還可以采用內(nèi)窺鏡的方法來(lái)檢查小孔的覆蓋率，內(nèi)窺鏡是手持式設(shè)備，方便使用，通常帶有附件，如放大鏡、集成照明和伸縮探頭等配件。收集到的數(shù)據(jù)可以直接在屏幕上觀察，并且可以將數(shù)據(jù)存檔。

6.1.5 視頻影象法

他是光學(xué)輔助觀察的一種特殊形式，這種方法需要一定的技術(shù)和昂貴的設(shè)備，設(shè)備帶有20～40倍放大鏡，并可以將收集到的信息歸檔。

結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)小孔噴丸進(jìn)行了全面工藝研究與解讀，尤其是最難掌握的遮蔽試片技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到了非常好的效果，能夠正確的對(duì)小孔進(jìn)行試片驗(yàn)證和零件噴丸，此項(xiàng)技術(shù)適合所有零件小孔的噴丸，解決了小孔噴丸強(qiáng)度和覆蓋率不均勻問(wèn)題。

[1]SAE J442，美汽車工程師協(xié)會(huì)[S].

[2]P11TF3，GEAE噴丸標(biāo)準(zhǔn)[S].

TG66

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.095