專利名稱：高壓水清洗工量刃具表面的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用高壓水射流技術(shù)清洗工量刃具表面。
背景技術(shù)：
工量刃具主要包括刃具、量具、夾具、量?jī)x儀器、機(jī)床附件、數(shù)控刀具、硬質(zhì)合金刀具、電動(dòng)工具、氣動(dòng)工具、風(fēng)動(dòng)刀具等，產(chǎn)品主要應(yīng)用于車床、銑床、磨床、鋸床、線切割、數(shù)控機(jī)床、加工中心、焊接設(shè)備、機(jī)床電器、液壓元器件、熱處理設(shè)備等，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。在工量刃具制造過程中，熱處理是必不可少的工序。硬度、耐磨性等是衡量工量刃具質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)，可以通過熱處理來實(shí)現(xiàn)，而含鉻、鐵的材料在熱處理后會(huì)在材料表面形成一層致密的氧化物，主要成分是氧化鉻、氧化鐵鉻等難溶物質(zhì)。這層氧化物地存在直接影響著產(chǎn)品的后續(xù)工藝及產(chǎn)品的質(zhì)量，清除難度較大。通常在熱處理后，采用化學(xué)清洗方法，即用酸洗技術(shù)清洗掉表面的氧化物，常用酸液為HN03、H2S04、HC1等，酸洗對(duì)環(huán)境影響較大，清洗過程產(chǎn)生的廢氣、廢液等需要處理，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后才可排放，“工業(yè)三廢”的治理需要投入較大資金，所以化學(xué)清洗方法將會(huì)被淘汰。拋丸與噴砂也分別用于表面清理，主要用途為:零件表面除銹；零件表面修飾；強(qiáng)化作用，可以顯著的提高材料的抗疲勞強(qiáng)度。一般情況下拋丸為小鋼球，噴砂為石英砂。拋丸與噴砂都能對(duì)工件起到清理和去污的目的，但拋丸對(duì)工件有強(qiáng)化作用，噴砂就不明顯了。拋丸和噴砂在精密鑄造中經(jīng)常應(yīng)用，以提高鑄件的表面質(zhì)量。但是，這兩種技術(shù)存在粉塵污染嚴(yán)重、效率較低、使用成本較高等問題。作為一種新型的清洗技術(shù)一高壓水射流清洗技術(shù)，受到了普遍關(guān)注。其原理是將普通自來水通過高壓泵加壓到數(shù)百乃至數(shù)千大氣壓力，然后通過特殊的噴嘴，以極高的速度(200-500米/秒)噴出一股能量高度集中的水流。這些小水流如同小子彈一樣具有巨大的打擊能量，能夠?qū)摪迩懈?、鑄件清砂、金屬除銹，更能除去管子內(nèi)壁的鹽、堿形成的垢及各種堵塞物，利用這股具有巨大能量的水流進(jìn)行清洗即為高壓水射流清洗。國(guó)際上水射流較普遍的壓力劃分:低壓0.5到20 MPa,中壓20到70 MPa,高壓140到200 MPa,到400MPa為超高壓。高壓水射流清洗的壓力一般為2-35MPa，水流量為20-100L/min。與傳統(tǒng)的水射流清洗、機(jī)械清洗和化學(xué)清洗技術(shù)相比，高壓水射流清洗的主要優(yōu)勢(shì)為:成本低、清洗質(zhì)量好、工作效率高、沒有二次污染、可清洗形狀復(fù)雜的工件等，廣泛應(yīng)用于物體表面清洗、管道疏通、涂裝前的預(yù)處理、表面除銹、鋼坯表面除磷等領(lǐng)域。2011年，中國(guó)專利《高壓水除鱗設(shè)備》(申請(qǐng)?zhí)?201110226279.1)公開了一種高壓水除鱗設(shè)備，其中包括高壓水輸送裝置、護(hù)罩、左擋板封閉裝置、右擋板封閉裝置、進(jìn)出料輥道、對(duì)中裝置、氧化皮收集裝置等，適用于管坯生產(chǎn)過程中的內(nèi)外表面除鱗，沒有涉及工量刃具工件的表面清洗。2010年，中國(guó)專利《高壓水刷式牙刷》(申請(qǐng)?zhí)?201010290006.9)公開了一種高壓水刷式牙刷，將氣壓裝置的水容器用軟導(dǎo)管連接牙刷，在牙刷毛刷的位置用針眼代替毛刷，牙刷柄上設(shè)置開關(guān)控制水流和噴射強(qiáng)度。在刷牙時(shí)將適宜溫度的水裝入氣壓裝置的水容器中，就可以用水刷代替毛刷刷牙，既能沖刷牙縫，又能靠水柱的壓力對(duì)牙齦等部位進(jìn)行按摩，同時(shí)又省去了牙膏。該專利也沒有涉及工量刃具工件的清洗。劉程在《表面活性性應(yīng)用手冊(cè)》(北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1996,66-96)中介紹了高壓水射流技術(shù)的原理。盧曉江、何迎春和賴維在《高壓水射流清洗技術(shù)及應(yīng)用》(北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006，18-19)中指出，當(dāng)高壓水射流正向或切向沖擊被清洗面的污垢時(shí)，高壓水射流具有的沖擊作用、磨削作用、空化作用、動(dòng)壓力作用、脈沖負(fù)荷疲勞作用、水楔作用等，將對(duì)物體表面產(chǎn)生沖蝕、剪切、滲透、剝離、壓縮、破碎，并引起裂紋擴(kuò)散和水楔等效果，揭示了復(fù)雜的清洗機(jī)理。任建新在《物理清洗》(北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000，12-14)—書中指出，高壓水射流與機(jī)械清洗、化學(xué)清洗相比具有的優(yōu)點(diǎn)。以上資料均沒有涉及工量刃具清洗設(shè)備方面的內(nèi)容。在目前已經(jīng)公開的信息中，存在的主要問題是:采用了高壓水技術(shù)在輥道上大規(guī)模清洗直徑較大的管坯，或者利用高壓水原理清洗牙齒，或者揭示高壓水的原理、優(yōu)點(diǎn)等，但是均沒有涉及工量刃具的表面清洗設(shè)備。因此，開發(fā)一種適合工量刃具表面清洗的高壓水設(shè)備，具有創(chuàng)新意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述已有技術(shù)中存在的不足，發(fā)明了一種以高壓水射流技術(shù)為手段，利用滾筒旋轉(zhuǎn)攪拌工量刃具，實(shí)現(xiàn)對(duì)工量刃具表面進(jìn)行均勻清洗的設(shè)備。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:高壓水清洗工量刃具表面的設(shè)備，其特征在于:該設(shè)備包括收集器、過濾器、滾筒裝置、磨料與水的噴嘴、混合腔、磨料箱、高壓水噴嘴、回水裝置和高壓水發(fā)生裝置，所述滾筒裝置中空，內(nèi)部用于放置要清洗的工量刃具工件，滾筒裝置下方設(shè)有過濾器，過濾器下方設(shè)有收集器；一設(shè)有磨料與水的噴嘴的混合腔平行設(shè)置于所述滾筒裝置的軸向上，所述混合腔端部設(shè)有一沒入混合腔內(nèi)的高壓水噴嘴，所述高壓水噴嘴與高壓水發(fā)生裝置相連；在所述混合腔的側(cè)邊還設(shè)有磨料箱；所述高壓水發(fā)生裝置還與收集器相連的回水裝置相連；所述滾筒裝置上設(shè)有篩孔，所述過濾器上設(shè)有過濾孔。所述篩孔孔徑大于過濾孔孔徑。本實(shí)用新型的有益效果如下:本實(shí)用新型針對(duì)中、小型工量刃具，將其集中在一起放入滾筒中，滾筒定向轉(zhuǎn)動(dòng)，利用滾筒的旋轉(zhuǎn)使工量刃具不斷翻轉(zhuǎn)，使其獲得均勻的清理。由高壓水發(fā)生裝置、磨料與水的噴嘴等形成的帶有磨料顆粒的高壓水柱，作用于工量刃具表面以完成清洗。清洗后的水通過過濾、收集后，再次送入高壓水發(fā)生裝置，實(shí)現(xiàn)再利用。本實(shí)用新型將磨料、高壓水由混合腔組合在一起，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的工量刃具表面進(jìn)行清洗，具有無粉塵污染、成本低、表面清洗均勻等特點(diǎn)。


:圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1收集器；2過濾器；3滾筒裝置；4工量刃具工件；5磨料與水的噴嘴；6混合腔；7磨料箱；8高壓水噴嘴；9回水裝置；10高壓水發(fā)生裝置。[0019]具體實(shí)施方式
:以下結(jié)合技術(shù)方案及附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。參閱圖1，高壓水清洗工量刃具表面的設(shè)備，該設(shè)備包括收集器(I)、過濾器(2)、滾筒裝置(3 )、磨料與水的噴嘴(5 )、混合腔(6 )、磨料箱(7 )、高壓水噴嘴(8 )、回水裝置(9 )和高壓水發(fā)生裝置(10)，所述滾筒裝置(3)中空，內(nèi)部用于放置要清洗的工量刃具工件
(4)，滾筒裝置(3)下方設(shè)有過濾器(2)，過濾器(2)下方設(shè)有收集器(I); 一設(shè)有磨料與水的噴嘴(5 )的混合腔(6 )平行設(shè)置于所述滾筒裝置(3 )的軸向上，所述混合腔(6 )端部設(shè)有一沒入混合腔(6)內(nèi)的高壓水噴嘴(8)，所述高壓水噴嘴(8)與高壓水發(fā)生裝置(10)相連；在所述混合腔(6)的側(cè)邊還設(shè)有磨料箱(7);所述高壓水發(fā)生裝置(10)還與收集器(I)相連的回水裝置(9)相連；所述滾筒裝置(3)上設(shè)有篩孔，所述過濾器(2)上設(shè)有過濾孔。所述篩孔孔徑大于過濾孔孔徑。本實(shí)用新型的工作原理如下:工量刃具工件4放入滾筒裝置3中，滾筒開始以3r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)高壓水發(fā)生裝置(10)產(chǎn)生高壓水柱，壓強(qiáng)達(dá)到30Mpa，經(jīng)過高壓水噴嘴(8)達(dá)到混合腔(6)，磨料箱
(7)內(nèi)裝有磨料，磨料可以為石英砂，在負(fù)壓作用下也進(jìn)入混合腔(6)，水與磨料在此混合在一起，經(jīng)過磨料與水的噴嘴(5)射向工量刃具工件(4)，射擊后的表面覆蓋物、磨料和水均落入過濾器(2)，顆粒較大的表面覆蓋物與磨料被過濾后留在過濾器上。水落入收集器(I)中，經(jīng)過回水裝置(9)送回至高壓水發(fā)生裝置(10)，可再次形成高壓水柱，循環(huán)清洗工量刃具。經(jīng)過清洗的工量刃具，不但能清理掉工件上的銹蝕、污物等覆蓋物，提高了工件的表面質(zhì)量；同時(shí)，還改善了工件的表面強(qiáng)度，提高了工件的疲勞強(qiáng)度等性能。經(jīng)過高壓水發(fā)生裝置(10)產(chǎn)生高壓水柱對(duì)工量刃具工件(4)進(jìn)行清洗，具有無粉塵污染的優(yōu)點(diǎn)。高壓水發(fā)生裝置(10)產(chǎn)生高壓水柱，經(jīng)過高壓水噴嘴(8)和磨料箱(7)內(nèi)的磨料一起達(dá)到混合腔(6 )，水與磨料在此混合在一起，經(jīng)過磨料與水的噴嘴(5 )射向工量刃具工件(4 )，具有清洗效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。工量刃具工件(4)放入滾筒裝置(3)中，利用滾筒的旋轉(zhuǎn)使工量刃具工件不斷翻轉(zhuǎn)，使其獲得均勻的清理。本實(shí)用新型清洗方法包括以下步驟:步驟一:需要清洗的工量刃具最大長(zhǎng)度400_，表面有氧化物等覆蓋物，集中在一起進(jìn)行表面清洗；步驟二:啟動(dòng)滾筒，使其按照規(guī)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，工量刃具在滾筒的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)；步驟三:啟動(dòng)高壓水發(fā)生裝置，壓強(qiáng)達(dá)到20_40MPa。通過混合腔將磨料箱中的磨料和高壓水混合成一個(gè)整體，通過磨料及水噴嘴射向轉(zhuǎn)動(dòng)的工量刃具，實(shí)現(xiàn)均勻清洗；步驟四:清洗后的工量刃具停留在滾筒上，方便整體收集。磨料、表面覆蓋物及水落入過濾器；步驟五:過濾器將磨料、表面覆蓋物分揀出來，水落入收集器內(nèi)，沉淀后再打入回送裝置。如此循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的高壓水清洗過程。將上述步驟組合在一起，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化對(duì)工量刃具進(jìn)行清洗。[0034] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是將磨料、高壓水組合在一起，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的工量刃具表面進(jìn)行清洗，具有無粉塵污染、成本低、表面清洗均勻等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.高壓水清洗工量刃具表面的設(shè)備，其特征在于:該設(shè)備包括收集器(I)、過濾器(2)、滾筒裝置(3 )、磨料與水的噴嘴(5 )、混合腔(6 )、磨料箱(7 )、高壓水噴嘴(8 )、回水裝置(9 )和高壓水發(fā)生裝置(10)，所述滾筒裝置(3)中空，內(nèi)部用于放置要清洗的工量刃具工件(4)，滾筒裝置(3)下方設(shè)有過濾器(2)，過濾器(2)下方設(shè)有收集器(I); 一設(shè)有磨料與水的噴嘴(5 )的混合腔(6 )平行設(shè)置于所述滾筒裝置(3 )的軸向上，所述混合腔(6 )端部設(shè)有一沒入混合腔(6)內(nèi)的高壓水噴嘴(8)，所述高壓水噴嘴(8)與高壓水發(fā)生裝置(10)相連；在所述混合腔(6)的側(cè)邊還設(shè)有磨料箱(7);所述高壓水發(fā)生裝置(10)還與收集器(I)相連的回水裝置(9)相連；所述滾筒裝置(3)上設(shè)有篩孔，所述過濾器(2)上設(shè)有過濾孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水清洗工量刃具表面的設(shè)備，其特征在于:所述篩孔孔徑大于過濾孔孔徑。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高壓水清洗工量刃具表面的設(shè)備，它具有無粉塵污染、成本低、提高表面強(qiáng)度的特點(diǎn)，適合工量刃具制備過程中的表面清理及性能改善，該設(shè)備包括收集器、過濾器、滾筒裝置、磨料與水的噴嘴、混合腔、磨料箱、高壓水噴嘴、回水裝置和高壓水發(fā)生裝置，所述滾筒裝置中空，內(nèi)部用于放置要清洗的工量刃具工件，滾筒裝置下方設(shè)有過濾器，過濾器下方設(shè)有收集器；一設(shè)有磨料與水的噴嘴的混合腔平行設(shè)置于所述滾筒裝置的軸向上，所述混合腔端部設(shè)有一沒入混合腔內(nèi)的高壓水噴嘴，所述高壓水噴嘴與高壓水發(fā)生裝置相連；在所述混合腔的側(cè)邊還設(shè)有磨料箱；所述高壓水發(fā)生裝置還與收集器相連的回水裝置相連。
文檔編號(hào)B24C3/02GK203031473SQ20132005920
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月3日
發(fā)明者蔣茜, 付亞波, 黃圓圓 申請(qǐng)人:付亞波, 臺(tái)州學(xué)院