由于科学技术的飞跃发展，在航空、电子、计算机、模具制造等领域，对精密机械零件的工艺性能要求不断完善，零件的不断小型化，表面质量及功能性边缘、边角要求的不断提高，致使目前用手工、机械、化学等传统的加工工艺方法对零件表面进行抛光、倒角及去毛刺均有其局限性，特别是对零件内小孔径相互交叉的孔径及边棱进行抛光、倒角去毛刺是无能为力的(因为工具不能奏效)。磨粒流加工技术既有对零件隐蔽部位的孔及型腔研磨抛光、倒圆角的作用，又有对外表面各种复杂型面研磨抛光的能力，尤其在零件的加工一致性上，具有传统工艺艺无法比拟的优势及其他方法不能胜任的功能，故称“ 奇特工艺”。
1.磨粒流加工技术的原理
磨粒流加工( AFM, Abrasiv Flow Machining)就是用流体作载体，将具有切削性能的磨料悬浮其中，形成流体磨料，依靠磨料相对于被加工表面的流动能量进行加工。根据流体的黏度和施加压力不同，可将磨粒流加工分为:磨料喷射加工和磨料流动加工，前者是采用黏度极低的压缩空气或水作为载体，用很大的压力差使流体磨料喷射在工件表面而达到加工的目的:后者则采用黏度大的有机高分子作载体，在压力作用下使载体中悬浮的磨料在被加工表面上缓慢流动从而达到刮削或光整的目的。磨粒流是-一种工件内表面、内部交叉面及无法触及区域的毛刺去除和抛光的加工工艺，不受工件几何形状的限制。因此，相对传统的方法具有极高的加工效率,不仅可以达到极低的表面粗糙度值及公差要求，而且可以保持稳定的质量，即重复精确性和加工稳定性。
2.磨粒流加工系统的组成
(1)机床用来将零件和夹具固定在规定的位置上，对磨料施加挤压力。机床有两个相对的磨料缸，闭合时夹紧零件或夹具，将磨料从一个缸内挤到另- -个缸内(见图1),零件被约束的部位就产生研磨作用，通过预先调整好的行程位置和循环次数，对零件进行研磨、抛光和倒圆角。目前市场上的机床普遍运用计算机控制系统，带屏幕显示控制单元，对系统参数如介质压力、循环次数、循环时间、加工时间和表面流速等可以方便地进行编程控制。机床具有操作简单，调节方便，功能多等优点。
图1磨粒流加工原理
(2)介质(磨料AFM Meida) 用来将机床产生的挤压力传递给零件需研磨抛光、倒圆角或去毛刺的表面，并通过磨料运动对零件进行研磨抛光。磨料指标包括磨料黏度、磨料种类和粒度大小(见图2)。磨料按黏度可分为D、DZ、ZG和G不同黏度的磨料。由于黏度不同，产生的磨料流型，可分为光整型(即抛光型)和倒圆角型磨料。在挤压力作用下磨料剪切变形，这样
就保证了抛光后公差的一致性。这种流型是在高黏度时产生，低黏度磨料产生的流型多用于倒圆角、去毛刺。磨料是- -种无毒、无嗅的中性物质，使用寿命长，可以生产10000件或保存期为一-年或更长时间，研磨下来的粉末混在磨料中，由于介质自身有惊人的纯净和内聚
力，可容纳10%~20%的磨屑而不损害工件表面和降低研磨能力。磨粒流的核心技术是磨料，目前市场上磨料主要是以美国和瑞士的产品为多。
图2磨料
(3)夹具使零件定位，并引导磨料能达到被加工部位，堵住不需要加工的部位，从而对工作表面抛光或倒圆角。有些零件的磨粒流加工不需要夹具辅助，如模具等，在小批量生产中夹具通常是比较简单的，在大批量生产时应设计一次装夹几个工件的夹具。夹具要设计得易于装、卸、清洗，夹具的材料也比较常用，可用合金铝、冷轨钢及非金属材料尼龙等。
(4)工件清理磨粒流加工前后要安排清洗工序，重点是清洗小孔、窄槽和精密加工部位。加工前的清洗是为了清除零件中的颗粒物，较大的颗粒物会堵塞小孔，或损坏已加工表面。加工后的清洗是为了清除磨料，同时也是为了精确检验，由于磨料介质自身有很强的内聚力，客观上它具有不粘金属的性能。加工完的工件可以用手轻松地将98%的磨料利离下来。这些被剥离下来的磨料收起来以备重复使用，残留的磨料采用超声波振动或压缩空气吹或汽油清洗就可以除净。
3.与传统机械加工方法的区别
(1) 以柔克刚磨粒流加工技术主要不依靠机械能和机械力来切除材料，加工时无明显的强大机械作用力，其加工性能与工件材料的强度或硬度力学性能无关，故可以加工各种超硬超强金属材料以及特殊的非金属材料。而其本身的磨料就是用流体作载体，将具有切削性能的磨料按比例与黏性聚合物充分混合后的一种半固体状介质，依靠磨料相对于被加工表面的流动能量进行加工。在常态下廓料可以像固体似地保持其形状并有弹性。
(2)用简单运动加工复杂型面磨粒流加工通过液压缸里的活塞上下往复运动，在压力作用下推动磨料可以像液体似地充满任意形状的空间并通过孔道流动，从而完成三维复杂型面的加工过程。
(3)工装简单， 磨粒流加工技术是因为在工件和磨料之间接触面的加工，无需根据工件的形状特征而特制复杂的刀具、工装和夹具，这是传统方法与之无法相比拟的。大幅度减少了传统机械加工购置所需大量刀具、夹具等工装的费用，极大地降低了生产加工成本，提高了加工效率。
(4)加工变形小、精度高传统的机械加工方法是利用强大的机械能来切除材料，故瞬时能量密度高，工件表面产生强烈的弹、塑性变形，并且容易形成热应力、残余应力、冷作硬化等表面缺陷。磨粒流加工是在压力作用下，使磨料在工件表面进行往复运动，对零件，的各种型腔及交叉孔径和边棱进行研磨抛光、倒圆角、去毛刺的一种新型工艺(见图3)，磨粒流加工的材料切蚀率很低，是一种能保证精度、效率和经济的自动化精整加工方法。
4.磨粒流加工技术的应用
(1)内部处理复杂内部几何形状的处理， 在磨粒流加工工艺的发展中起着决定性的因素。30 多年来，最.大的遗憾是，如内部交叉孔的表面精加工仍沿用传统的加工方法，以至于无法达到理想效果。随者几何形状的不断小型化和复杂化，磨粒流以其灵活的适应性，可达到特殊的理想要求和极高的公差要求，特别是对零件内小孔径、相互交叉的孔径及边棱进行抛光、倒角和去毛刺(见图4)。
(2)外部处理对于表面加工质 量要求高以及复杂三维形状的零件加工，磨粒流加工无疑也是最佳的选择，这种形状的产品用多轴数控机床加工根本无法达到所需的表面精度和准确的边缘形状。实践证明通过磨粒流加工的零件表面粗糙度值(见图5),由加工前的R。=1.5μm、R. =5.5μm,加工后可达R. =0. 05μm、R, =0. 5μm,边缘倒圆角可达0.03 ~ i.52mm,公差可控制图4交叉孔径倒角 去毛刺
图5
零件表面质量对比在士0.005mm之间。
(3)主要应用领域
①医疗技术领域(薄膜阀、泵)。
②塑料和铝工业、工具和硬质合金制造(模具、铸造模具、挤出模具)。
③汽车工业(喷油嘴、泵、阀体)。
④航空航天工业(涡轮叶片、燃烧室、整流叶片等)。
⑤纺织工业(槽筒、导引喷管)。
磨粒料加工方法的应用，可以说创立了内外表面及边角处理的新概念，使得金属表面处理更具特色。其更大优势在于随着现代制造技术的微型化、密集化，越来越多的零件结构呈现出封闭的、无规则的同时又要求高质量表面的各种型腔、通道等，磨粒流加工方法在这些部位的微量加工和抛光方面可谓独树一帜。
