磨料射流加工技术的发展与研究现状 被引量：9

1

作者 胡焰 陈加东 +2 位作者 戴庆文 黄巍 王晓雷 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期80-98,共19页

与其他加工技术相比,磨料射流因具有无热损伤、高柔性、材料适用性强等特点,一直是国内外学者研究的热点。近年来,磨料射流被广泛用在微切割、微流道制备、表面抛光等领域,其发展趋势已经由宏观尺度向微观尺度转变,由粗加工向精加工转... 与其他加工技术相比,磨料射流因具有无热损伤、高柔性、材料适用性强等特点,一直是国内外学者研究的热点。近年来,磨料射流被广泛用在微切割、微流道制备、表面抛光等领域,其发展趋势已经由宏观尺度向微观尺度转变,由粗加工向精加工转变。从射流的本质或根源来看,传统技术主要分为(磨料)水射流、浆体射流和磨料气射流。首先对上述各射流技术的发展背景、工作原理进行了综述。此外,还介绍了最近出现的多相射流和高压浆体射流等新技术。面对复杂的应用需求,如何挑选出合适的射流技术是一个难题。鉴于此,对各磨料射流技术的射流速度、工作压力、射流束直径、侵蚀轮廓和加工机理进行了深入分析和比较。最后对各磨料射流技术在微流道制备和表面光整加工等领域的应用情况以及存在的问题进行了论述,并详述了多相射流和浆体射流在表面抛光方面的优缺点。结果表明,磨料气射流拥有低压高速的优点,可以快速地去除材料。磨料气射流的缺点是射流易发散,需要结合掩模制备微流道。目前,掩模磨料气射流能加工宽度低至10μm的微流道。浆体射流和磨料水射流的射流束直径已经可低至50μm,能直接在表面刻蚀出大于50μm的微流道。抛光应用中,浆体射流的材料去除率远低于磨料气射流,但表面粗糙度要好。考虑到两者的优点,多相射流试图在磨料气射流和浆体射流之间建立一个桥梁。同时,与浆体射流的W形侵蚀轮廓相比,多相射流的U形侵蚀轮廓更有利于表面抛光。 展开更多

关键词 磨料射流加工 混合方式 性能对比 应用领域 表面光整

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前混合磨料射流加工系统之光整加工试验研究

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作者 张丹 邹红亮 《湖北农机化》 2020年第1期178-179,共2页

使用前混合磨料射流加工系统喷射的微细射流束,进行了Q235钢板和Ly10铝板的气体压强单因素光整加工试验,根据试验,得出气体压强是决定加工效果的核心因素,对材料的去除量和表面粗糙度都有很大的影响。

关键词 前混合磨料射流加工系统 微细射流束 光整加工 抛光去毛刺

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微磨料气射流加工结构化拓扑鱼鳞表面的实验研究

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作者 智佳琦 吕玉山 +1 位作者 李兴山 陈超 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第3期391-397,共7页

为了在脆性难加工材料上制备结构化鱼鳞表面,首先提取了鱼鳞表面的拓扑特征,建立了鱼鳞单元的表面模型,并基于鱼鳞模型进行搭接,得到结构化鱼鳞表面;然后根据微磨料气射流加工原理,分析了气射流加工拓扑鱼鳞实验的可行性与影响结构化鱼... 为了在脆性难加工材料上制备结构化鱼鳞表面,首先提取了鱼鳞表面的拓扑特征,建立了鱼鳞单元的表面模型,并基于鱼鳞模型进行搭接,得到结构化鱼鳞表面;然后根据微磨料气射流加工原理,分析了气射流加工拓扑鱼鳞实验的可行性与影响结构化鱼鳞表面形貌的重要工艺参数;最后采用单因素实验法对重要加工参数进行实验分析,得到了较好的拓扑鱼鳞表面单元,并以此进行排布得到结构化表面。研究结果表明,微磨料气射流加工结构化拓扑鱼鳞表面较为合理的工艺参数组合是加工时间为10 s、气射流加工压力为0.5 MPa、靶距离为10 mm以及射流角度为30°,在此工艺条件下,鱼鳞表面的形态和尺寸可能会受到一定的影响,但鱼鳞表面的拓扑属性保持不变。 展开更多

关键词 微磨料射流加工 鱼鳞表面 拓扑特征 表面形貌

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微磨料气射流加工技术研究现状与展望

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作者 张桂冠 赵玉刚 +4 位作者 赵国勇 高跃武 孟建兵 孙玉利 左敦稳 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期14-26,共13页

微磨料射流加工技术是一种基于高能流体的磨粒冲蚀磨损加工技术,已广泛应用于难加工材料、复杂三维型面、光滑表面的加工。为进一步提高磨料射流加工过程中的精准控形控性能力,国内外学者开展了诸多基础加工理论与工艺探索等方面的研究... 微磨料射流加工技术是一种基于高能流体的磨粒冲蚀磨损加工技术,已广泛应用于难加工材料、复杂三维型面、光滑表面的加工。为进一步提高磨料射流加工过程中的精准控形控性能力,国内外学者开展了诸多基础加工理论与工艺探索等方面的研究工作。本文在概述磨料射流加工技术发展的基础上,全面总结了国内外学者在微磨料气射流加工(MAJM)技术中的微磨料气射流束发散效应及其抑制策略、材料力学性能对材料冲蚀去除模式的影响、材料冲蚀加工过程磨料嵌入抑制策略、微结构冲蚀加工几何特征等方面的主要研究成果,并对微磨料射流加工技术的难点与发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 微磨料气射流加工(MAJM)技术 材料冲蚀去除机理 微结构几何特征 磨料 磨料嵌入 难加工材料

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精密零件的微磨料气射流光整加工 被引量：2

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作者 樊晶明 王成勇 王军 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2006年第3期57-61,共5页

近年来,在非传统去毛刺加工方法中,微磨料气射流去毛刺由于初始成本低、生产效率高、灵活性强、无应力、无热影响区,在精密零件的光整加工中获得了广泛的应用。本文详细介绍了微磨料气射流用于光整加工去毛刺的加工原理、材料去除机理... 近年来,在非传统去毛刺加工方法中,微磨料气射流去毛刺由于初始成本低、生产效率高、灵活性强、无应力、无热影响区,在精密零件的光整加工中获得了广泛的应用。本文详细介绍了微磨料气射流用于光整加工去毛刺的加工原理、材料去除机理、去毛刺的工艺参数以及对棱边尺寸的影响,并列举了一些微磨料气射流在不同应用领域的加工实例。 展开更多

关键词 微磨料气射流加工 精密零件 去毛刺 光整加工

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五自由度磨料水射流空间加工机械手的设计 被引量：2

6

作者 陈保胜 侯荣国 +1 位作者 刘瑶 殷继花 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第8期159-160,163,共3页

通过设计一套五自由度龙门式磨料水射流空间加工机械手,可以实现传动末端喷头装置在空间范围内的任意运动,以满足对形状复杂零件,特别是曲面零件的加工需要。本装置主要由龙门架,腕部、臂部、腰部、底座等部分组成,可以实现龙门架的X、Y... 通过设计一套五自由度龙门式磨料水射流空间加工机械手,可以实现传动末端喷头装置在空间范围内的任意运动,以满足对形状复杂零件,特别是曲面零件的加工需要。本装置主要由龙门架,腕部、臂部、腰部、底座等部分组成,可以实现龙门架的X、Y、Z三向平移、腰部回转和臂部回转等主要运动,提高了零件加工的灵活性。通过将磨料水射流加工设备与机器人控制技术相结合可满足磨料水射流加工的便捷和柔性操作要求,提高其加工生产效率和加工质量。 展开更多

关键词 磨料水射流加工 机械手 龙门式

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磨料电化学射流加工SiC_p/Al复合材料仿真和试验 被引量：4

7

作者 刘壮 邱一 +1 位作者 郭超 高长水 《航空制造技术》 2020年第8期38-45,67,共9页

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)具有优异的物理及力学性能,但是其二次加工极为困难。仿真和试验研究了SiCp/Al复材的磨料电化学射流加工。结果表明,随着铝基体的去除,SiC增强体与铝基材之间的结合界面不断减小,界面的疲劳寿命随... 碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)具有优异的物理及力学性能,但是其二次加工极为困难。仿真和试验研究了SiCp/Al复材的磨料电化学射流加工。结果表明,随着铝基体的去除,SiC增强体与铝基材之间的结合界面不断减小,界面的疲劳寿命随界面面积减小而呈现若干数量级式降低。当结合界面面积下降到较低水平时,SiC增强相会从基体材料上脱落,同时在加工表面留下微坑。加工表面的粗糙度与这些微坑的数量和尺寸高度相关。SiC增强相尺度越大或含量越高,则加工表面越粗糙。 展开更多

关键词 特种加工 复合加工 磨料电化学射流加工 碳化硅增强铝基复合材料 加工机理 表面粗糙度

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工程陶瓷磨料水射流加工工艺参数对加工质量的影响 被引量：2

8

作者 张凤莲 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第12期42-44,共3页

工程陶瓷材料是一种经过高温烧结而形成的无机非金属材料 ,由于它硬度高、脆性大 ,大多数陶瓷不导电、用传统的机械加工方法难以加工。近年来 ,高压磨料水射流加工工程陶瓷的方法越来越受到人们的重视。文章选择不同的工艺参数 ,作了大... 工程陶瓷材料是一种经过高温烧结而形成的无机非金属材料 ,由于它硬度高、脆性大 ,大多数陶瓷不导电、用传统的机械加工方法难以加工。近年来 ,高压磨料水射流加工工程陶瓷的方法越来越受到人们的重视。文章选择不同的工艺参数 ,作了大量试验 ,研究分析了各工艺参数对加工质量的影响。给出了一种优选工艺参数的方法。 展开更多

关键词 工程陶瓷 磨料水射流加工 工艺参数 加工质量

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微磨料气射流加工的混砂器磨料雾化数值模拟

9

作者 吕玉山 秦怀良 +1 位作者 张辽远 赵广坡 《工具技术》 2010年第7期58-62,共5页

在微磨料气射流加工技术领域,微磨料混砂器是加工装备中的一个非常重要的功能部件。为了得到在混砂过程中混砂器内的颗粒雾化状态,基于气固两相流理论中的欧拉法和拉格朗日法,结合三维数值模拟技术对气喷射混砂器内的气固二相流进行数... 在微磨料气射流加工技术领域,微磨料混砂器是加工装备中的一个非常重要的功能部件。为了得到在混砂过程中混砂器内的颗粒雾化状态,基于气固两相流理论中的欧拉法和拉格朗日法,结合三维数值模拟技术对气喷射混砂器内的气固二相流进行数值模拟的研究,获得了不同的时间、压强等对混砂器内磨料的雾化混砂状态与规律。结果显示,当输入的气体时间在4s时,混砂器内颗粒雾化进入稳定状态;在时间以及气体流量不变的情况下,压强在0.5MPa-0.6MPa的范围,混砂器内颗粒的雾化效果较好。并通过实验对仿真得到的参数进行验证,结果证实了仿真的正确性。 展开更多

关键词 微磨料气射流加工 混砂器 气固两相流 混砂

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磨料水射流切削金属表面涂层薄铁的加工性研究(英文)

10

作者 王军 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第S1期63-72,共10页

以试验研究数据为依据，对磨料水射流切削金属表面涂层薄铁的可加工性进行了详细的分析与研究。结果表明，磨料水射流加工技术能够在该种材料上切削出高质量地切口，且生产率较高。还对很多切口特性与加工参数之间的关系进行了全面的讨... 以试验研究数据为依据，对磨料水射流切削金属表面涂层薄铁的可加工性进行了详细的分析与研究。结果表明，磨料水射流加工技术能够在该种材料上切削出高质量地切口，且生产率较高。还对很多切口特性与加工参数之间的关系进行了全面的讨论，由此推荐了最好的加工参数并建立了切口的几何及质量经验公式，以用于加工过程的控制和优化。 展开更多

关键词 磨料水射流加工 薄铁加工 切口特性 可加工性

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磨料水射流加工工程陶瓷工艺参数对加工效率的影响

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作者 张凤莲 《机械设计与制造》 2003年第4期104-105,共2页

研究用磨料水射流加工工程陶瓷,通过分析各工艺参数对加工效率的影响,提出了一种优选工艺参数的方法。

关键词 磨料水射流加工 工程陶瓷 工艺参数 加工效率 优选

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低温微磨料气射流加工微流道专用机床 被引量：2

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作者 钱炳坤 孙玉利 +3 位作者 张桂冠 刘旭 高航 左敦稳 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期93-100,共8页

针对目前低温微磨料气射流加工用简易实验装置中存在的问题,研制了低温微磨料气射流加工微流道专用机床。该机床主要由微磨料气射流发生部分、冷却部分、加工部分、磨料回收部分及其控制系统部分组成。首先对机床进行整体设计,保证其具... 针对目前低温微磨料气射流加工用简易实验装置中存在的问题,研制了低温微磨料气射流加工微流道专用机床。该机床主要由微磨料气射流发生部分、冷却部分、加工部分、磨料回收部分及其控制系统部分组成。首先对机床进行整体设计,保证其具有合理的布局和稳定的结构;其次针对机床的核心部件冷却器进行总体设计、理论计算与仿真分析,并开展测温实验验证设计的合理性,使用PLC控制器和液氮液位监测仪实现冷却器的自动控温;最后设计了四维移动平台,并通过人机交互界面对其进行编程控制。验证实验表明,该机床在低温下可实现对聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)材料的有效冲蚀去除,且加工效果明显好于常温下的加工效果,能够满足微流控芯片的多元化应用需求。 展开更多

关键词 低温微磨料气射流加工 专用机床 冷却器 自动控温 聚二甲基硅氧烷

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低温磨料气射流加工PDMS实验研究 被引量：2

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作者 娄元帅 孙玉利 +3 位作者 王亚霁 公正 刘志刚 左敦稳 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期305-311,共7页

通过自研的低温磨料气射流加工装置进行低温磨料气射流加工聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)实验研究,分析了加工时间、加工距离、冲蚀角度和磨料粒径对冲蚀率、孔深和孔横截面形貌的影响。结果表明:随着加工时间的增加,冲蚀... 通过自研的低温磨料气射流加工装置进行低温磨料气射流加工聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)实验研究,分析了加工时间、加工距离、冲蚀角度和磨料粒径对冲蚀率、孔深和孔横截面形貌的影响。结果表明:随着加工时间的增加,冲蚀率先增大后减小,在第1阶段加工过程中,孔深与加工时间大致呈线性关系,增加加工时间还可使孔底部变平整;存在一个最佳加工距离使孔深最大,当加工距离大于最大加工距离时,孔深将随着加工距离的增加而急剧下降,孔的锥度随着加工距离的增大而增大;当冲蚀角度处于30°~60°之间时,冲蚀率最大,随着冲蚀角度的增加,孔的形状逐步由椭圆形变成圆形;存在一个最佳磨料粒径,使冲蚀率和孔深达到最大;当冲蚀角度小于90°时,低温磨料气射流加工PDMS材料去除机理为塑性去除和脆性去除的结合。 展开更多

关键词 低温磨料气射流加工 工艺参数 冲蚀率 横截面形貌 塑脆转变

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低温磨料气射流加工装置的研制与实验验证 被引量：1

14

作者 娄元帅 孙玉利 +2 位作者 刘志刚 卢文壮 左敦稳 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期854-859,共6页

针对磨料气射流加工技术在常温下无法加工聚二甲基硅氧(Polydimethylsiloxane,PDMS)等聚合物材料的问题,提出了低温磨料气射流加工PDMS等聚合物材料的设想。设计了一套低温磨料气射流加工装置,通过改变浸没在液氮中的蛇形管长度,可以得... 针对磨料气射流加工技术在常温下无法加工聚二甲基硅氧(Polydimethylsiloxane,PDMS)等聚合物材料的问题,提出了低温磨料气射流加工PDMS等聚合物材料的设想。设计了一套低温磨料气射流加工装置,通过改变浸没在液氮中的蛇形管长度,可以得到不同温度的低温磨料气射流。建立了蛇形管长度计算的数学模型,通过实验验证了该模型的可行性,为以后对低温磨料气射流加工进行更深入的研究奠定了基础。用不同温度的磨料气射流加工PDMS,发现常温下磨料气射流无法加工PDMS,而低温下可以进行加工。低温下加工PDMS可以提高孔的横截面质量,材料去除机理为塑性去除和脆性去除的结合。 展开更多

关键词 低温磨料气射流加工 冷却筒 蛇形管 塑脆转变

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飞机复合材料磨料水射流加工 被引量：3

15

作者 Mohamed Hashish 《航空制造技术》 2009年第15期54-56,共3页

用于复合材料修边的AWJ工艺自20世纪80年代引入以来，取得了很大的进展，现在已成为一种飞机工业广泛接受的主流工艺，如今，几乎所有的飞机制造商都采用AWJ技术对复合材料进行修边。但仍需提高夹具、AWJ工具切割头以及端部受动器技术... 用于复合材料修边的AWJ工艺自20世纪80年代引入以来，取得了很大的进展，现在已成为一种飞机工业广泛接受的主流工艺，如今，几乎所有的飞机制造商都采用AWJ技术对复合材料进行修边。但仍需提高夹具、AWJ工具切割头以及端部受动器技术，以满足更多零件外形和尺寸需求。新软件和离线编程对于飞机工业接受AWJ系统也至关重要。 展开更多

关键词 飞机复合材料 磨料水射流加工 飞机工业 飞机制造商 AWJ 离线编程 切割头 工艺

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磨粒射流加工研究现状与进展 被引量：4

16

作者 张成光 王毅 +1 位作者 张勇 张飞虎 《工具技术》 北大核心 2016年第3期7-10,共4页

综述了不同磨粒射流加工技术国内外研究现状,重点阐述了磨料水射流加工、磁射流加工以及纳米颗粒胶体射流加工的研究进展,展望了其前景,提出了今后的重点研究方向。

关键词 磨料水射流加工 磁射流加工 纳米颗粒胶体射流加工

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水射流加工聚合物基复合材料的数学建模(英文)

17

作者 刘美清 王军 《青岛海洋大学学报（自然科学版）》 CSCD 1998年第4期673-680,共8页

以试验数据为依据，对磨料水射流切削聚合物基复合材料的可加工性及切口特性进行了详细的分析与研究。结果表明，如果适当地选择加工参数，磨料水射流加工技术能在该种材料上切出高质量的切口，且生产率较高，并能用来加工曲线切口。并... 以试验数据为依据，对磨料水射流切削聚合物基复合材料的可加工性及切口特性进行了详细的分析与研究。结果表明，如果适当地选择加工参数，磨料水射流加工技术能在该种材料上切出高质量的切口，且生产率较高，并能用来加工曲线切口。并建立了切削深度的数学模型，以用于加工过程的控制和优化，避免脱层现象的发生，具有很高的实用意义。 展开更多

关键词 磨料水射流加工 复合材料加工 聚合物基材料

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磨料水射流去除等离子喷涂法热障涂层的试验研究

18

作者 谢天海 高长水 +1 位作者 郭超 刘壮 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期792-799,共8页

热障涂层技术在航空发动机中具有延长热端部件使用寿命、提高功率和减少燃油消耗的优点。对热障涂层金属构件进行电火花小孔加工时,需要先去除金属基体表面的热障涂层。针对等离子喷涂法(Air plasma spray,APS)制备的热障涂层进行了磨... 热障涂层技术在航空发动机中具有延长热端部件使用寿命、提高功率和减少燃油消耗的优点。对热障涂层金属构件进行电火花小孔加工时,需要先去除金属基体表面的热障涂层。针对等离子喷涂法(Air plasma spray,APS)制备的热障涂层进行了磨料水射流去除加工试验。采用直径为300μm的低压磨料水射流,在室温下开展APS涂层的盲孔加工试验,以期为后续的电火花穿孔加工提供可能性。结果表明,冲蚀孔径和孔深随磨料浓度、射流压力、冲孔时间和靶距的增加而增大,涂层去除速率随磨粒硬度和粒径的增加而提高,APS涂层的冲蚀效率明显高于EB‑PVD涂层。 展开更多

关键词 磨料水射流加工 等离子喷涂法 热障涂层 微小孔加工 冲蚀孔型特征

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热障涂层冲蚀后的电火花制孔试验研究

19

作者 高长水 谢天海 +1 位作者 赵凯 刘壮 《电加工与模具》 2020年第4期17-21,共5页

电火花加工方法不能直接加工涂覆了热障涂层的高温合金构件。先利用磨料水射流冲蚀去除高温合金表面的热障涂层,形成涂层孔型,再利用电火花加工方法进行金属基体的微小孔加工。涂层孔型底部的金属基体裸露率对后续电火花加工可行性有重... 电火花加工方法不能直接加工涂覆了热障涂层的高温合金构件。先利用磨料水射流冲蚀去除高温合金表面的热障涂层,形成涂层孔型,再利用电火花加工方法进行金属基体的微小孔加工。涂层孔型底部的金属基体裸露率对后续电火花加工可行性有重要影响。结果表明:电火花加工可行性与金属基体裸露率、残余涂层材料厚度均有很大的关联;在残余涂层材料与金属表面高度差小于理想放电间隙的情况下,金属裸露面积的增加使电火花放电面积和单位时间内的放电能量均增加,可蚀除或剥落更多的残余涂层材料,有助于电火花加工顺利进行;在特定电火花加工条件下,保证金属裸露率达到一定的阈值是实现磨料水射流与电火花组合制孔的必要条件。 展开更多

关键词 热障涂层 磨料水射流加工 电火花加工 组合加工 微小孔

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