Схема процесса представлена на рисунке 3.46. На обрабатываемую поверхность направляется с определенной скоростью струя абразивных зерен, которые, обладая соответствующей кинетической энергией, при соударении с поверхностью осуществляют съем частиц металла, его окислов или пластическое деформирование элементарных ее участков, вызывая при суммарном воздействий изменение состояния поверхности и поверхностного слоя. Действие абразивных зерен на поверхность непродолжительно и носит ударно-импульсный характер. Количество ударов абразивных зерен составляет в зависимости от условий обработки 2*10⁶-25*10⁶ в секунду.

Рис. 3.46. Схемы струйно-абразивной обработки изделий: 1 — изделие;
2 — распылитель; 3 — абразив; 4 — жидкость с абразивом; 5 — воздух

К основным параметрам струйно-абразивной обработки относятся скорость, сила соударения и угол встречи частиц среды с обрабатываемой поверхностью, зернистость абразивных частиц, расстояние от среза до поверхности (длина струи), физико-механические свойства среды (энергоносителя), конфигурация сопла. Скорость полета частиц среды достигает от 20-60 до 150-200 м/с. Угол встречи влияет на интенсивность съема металла и может изменяться от 30 до 90°. Скорость полета частиц абразива наибольшая в месте наименьшего сечения сопла и снижается по мере удаления от него. Энергоносителем при струйно-абразивной обработке может быть сжатый воздух, жидкость, пар, газ, а также центробежные устройства, выбрасывающие лопатками порции абразива на обрабатываемую поверхность. В зависимости от вида энергоносителя различают следующие разновидности струйно-абразивной обработки: абразивно-жидкостную, абразивнопневматическую, абразивно-центробежную, абразивно-электрогидравлическую, абразивно-гравитационную.

Технологические возможности струйно-абразивной обработки достаточно широки и многообразны. Они позволяют выполнять следующие операции: очистные (очистка окалины, ржавчины, загрязнений), доделочные (удаление мелких заусенцев, скругление и полирование кромок), шлифовально-полировальные (сглаживание микронеровностей, отделка поверхности).

Своеобразный рельеф поверхности, состоящий из разнонаправленных коротких рисок и кратеров, обеспечивает получение матовых поверхностей на стекле, керамике, пластмассе и металле, что используется при обработке корпусов панелей нониусов и шкал различных приборов и отсчетных устройств.

Обработке могут подвергаться заготовки из различных материалов, различной конфигурации и размеров.

С технологической точки зрения процесс струйно-абразивной обработки достаточно сложен, так как достижение равномерности обработки при заданных показателях производительности сопряжено с применением громоздких аппаратов, содержащих быстроизнашивающиеся узлы насосной системы, струйно-напорных устройств и механизмов перемещения деталей и форсунок. В процессе обработки зачастую требуется участие оператора, работающего в весьма тяжелых условиях.

Однако несмотря на указанные недостатки этот метод один из немногих, с помощью которого удается получить микрорельеф поверхности, обладающей наибольшей микротвердостью, при минимальной шероховатости, что особенно важно для деталей, работающих в условиях недостаточной смазки или высоких контактных давлениях.

Детали, прошедшие струйно-абразивную обработку, имеют большую усталостную долговечность из-за отсутствия на поверхности грубых неровностей, являющихся концентраторами напряжений, и благодаря значительным сжимающим напряжениям (40-500 МПа) в поверхностном слое.

Струйно-абразивная обработка не оказывает существенного влияния на изменение геометрической формы и размеров обрабатываемых заготовок и относится к безразмерным методам обработки. Шероховатость обработанной поверхности (в зависимости от исходной шероховатости и применяемого абразива) может достигать Ra = 0,16-0,02 мкм.

Для осуществления процесса применяется соответствующее оборудование — струйно-абразивные установки. Конструктивное исполнение их зависит от вида энергоносителя, сообщающего частицам среды необходимую скорость, а также от конструктивных особенностей обрабатываемых заготовок. Струйно-абразивная обработка является достаточно универсальным методом и может применяться в условиях единичного, серийного и массового производства.

В качестве чистовой операции рассматриваемый метод наиболее часто применяется для обработки крупногабаритных изделий сложной формы в условиях серийного производства, для очистки заготовок (литых и кованых) широко применяется в условиях массового и серийного производства.