论文总字数：12513字

摘 要

在历史长河中，人类文明从未停止过进化的脚步，各种产业飞速发展，尤其是工业的发展。因此，机械产品零件的特性要求也变得越来越严苛，需要在各种复杂恶劣的工况中能持续稳定地工作。零件除了各自有的特殊要求的功能特性外，还有着普遍的一些特性，很多零件有时候会要求耐高温、耐腐蚀、抗压等特性。刚出产的零件一般不能直接用于工作，因此，我们需要改善工件的性能，应运而生的加工手段就是表面处理技术，它可以强化零件的各方面特性，延长其使用寿命。本文研究的喷射表面处理技术是其中的一支，喷射的动力来自压力罐中的压缩空气，通过改变罐中压力值来改变工作压力，根据选用喷丸的不同，可以分为喷丸处理和喷砂处理。本毕业设计对表面处理技术的发展现状及意义做了阐述，重点研究一种创新的射流击打方法形成的金属结构表面结构强度的强化机理，研究了喷射过程中喷丸的运动速度与运动轨迹，并对加工过后的零件表面特性进行了分析，同时探索该方法实用化的工艺及装备。

关键词：喷射 表面处理 喷丸 表面特性

Abstract

In the new century, modern industry has developed steadily and rapidly, and its surface performance requirements for parts of mechanical products have become higher and higher, and it needs to be able to continue to work steadily under conditions of high speed, heavy load, high temperature and high pressure, and corrosive media. Therefore, we need to use a certain means of processing, to improve the performance of the workpiece surface, extending its service life. Sandblasting surface treatment technology powered by compressed air, established by the compressed air in pressure tank pressure, abrasive will be mixed in water and water by sand valve outlet pressure into the sand tube and the nozzle in a controlled way of emergent bombardment surface to achieve the desired processing. This graduation design elaborates the development status and significance of surface treatment technology. The emphasis is placed on the strengthening mechanism of the strength of the metal structure formed by an innovative jet striking method. The velocity and trajectory of shot peening during sandblasting were studied, and the surface characteristics of the processed parts were analyzed. At the same time, the practical process and equipment of the method were explored.

Key Words: Spray; Surface treatment; Shot peening; Surface characteristics

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 课题研究的内容、目的及意义 1

1.2.1 研究内容 1

1.2.2 研究目的及意义 1

1.3 表面技术的发展现状与前景 2

1.4 本文的创新点与不足 3

第二章 喷射处理的工艺参数研究 4

2.1 喷丸（磨料）的选用原则 4

2.2 喷丸尺寸对喷射速率的影响 4

2.3 金属表面覆盖率的测定 5

第三章 喷射强化系统设计 8

3.1 喷射强化技术及其原理 8

3.1.1 喷射强化技术简介 8

3.1.2 喷射强化系统的空气动力学原理 8

3.2 喷射强化设备的设计 9

3.2.1 设计的创新 9

3.2.2 与传统设备的比较的特点 9

3.3 实验内容 10

3.3.1 喷射装置研究 10

3.3.2 磨料特性研究 11

3.3.3 高新技术路线 11

3.4 本章小结 12

第四章 结论与展望 14

4.1 结论 14

4.2 展望 14

参考文献 16

致谢 18

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

人类物质文明在20世纪有着空前的发展速度，但同时对地球环境也造成了巨大的破坏，自然资源也遭受过量地开采。人类在20世纪末意识到生态环境的重要性，保护地球环境已成为亟待解决的问题，爆发式发展造成的污染与人们要求和谐美好生活的愿望存在严重的矛盾，成为世界经济可持续性发展^[1]的拦路虎。保护地球、走可持续发展道路，既需要减少污染排放也需要节约资源、减少能源损失。本文所研究的表面处理技术就在节约资源方面作出了重要贡献。

在新世纪里，现代工业稳步快速地发展，不仅是对零件的特性有着极高的要求，同时对生产技术的环保与资源的可持续利用要求日益显现。要促进可持续发展，首先要做的必然是运行操作过程中产生的污染要小，然后我们还可以从另一方面，也就是提高产品的使用寿命来节约生产资源。因此，我们需要通过一定的手段加工处理，来改善工件表面的性能，延长其使用寿命，节约重复制造所损失的资源。这就给现代制造技术带来了挑战与机遇，表面工程学科得到了重视。先进的表面工程技术推动了可持续发展的脚步，在制造业中广泛应用，推动了现代工业长足发展。

1.2 课题研究的内容、目的及意义

1.2.1 研究内容

喷射表面处理技术的研究分为两大方面：喷砂处理与喷丸处理。喷砂处理技术在清理毛面、除锈、去氧化皮等表面清洁项目上有显著作用。而喷丸处理技术经常用于表面改性。本文主要研究的处理方式为喷砂处理，研究处理对象为金属表面，对其进行喷射处理，目的在于得到最有效的处理方式。研究内容包括：喷丸的选取、喷射速率的影响因素、喷射强化系统的设计，并从两个方面来研究强化质量：喷射装置、磨料特性。

1.2.2 研究目的及意义

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