面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0027]參照附圖1?4,一種逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工方法,具體的技術(shù)思路可以描述如下:由拋光加工裝置中的螺紋管2向三相磨粒流流道16內(nèi)注入處于湍流狀態(tài)的氣液固三相磨粒流,同時(shí)開(kāi)啟超聲波換能器,利用外接電路和控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述超聲波換能器發(fā)射超聲波的功率和頻率,持續(xù)工作一定時(shí)間后取出工件4進(jìn)行測(cè)量,得出加工效果結(jié)論。其中,在外接電路和控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下,結(jié)合測(cè)量工件4得出的加工效果,多次實(shí)驗(yàn),使超聲波達(dá)到最佳加速三相磨粒流中的微尺寸氣泡潰滅速率的效果,最后擬定實(shí)驗(yàn)加工工藝。
[0028]上述方案所涉及的逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工裝置,包括超聲波換能器、平面圓形活塞式發(fā)射頭6、固定法蘭盤(pán)、三相磨粒流流道16、流道蓋板3、密封連接盤(pán)5和底座1,三相磨粒流流道16固定在底座I上,流道蓋板3固定在三相磨粒流流道16上,三相磨粒流流道16的出口和入口處均設(shè)有螺紋管2,三相磨粒流流道16內(nèi)設(shè)有安裝帶拋光工件4的凹槽;所述超聲波換能器連接平面圓形活塞式發(fā)射頭6,所述平面圓形活塞式發(fā)射頭6通過(guò)密封連接盤(pán)5連接流道蓋板3的一個(gè)傾斜側(cè)面,所述超聲波換能器通過(guò)平面圓形活塞式發(fā)射頭6將超聲波發(fā)射進(jìn)入三相磨粒流流道16中,所述三相磨粒流流道16內(nèi)的氣液固三相磨粒流的流向與上述超聲波的方向相逆且呈一個(gè)夾角;所述超聲波換能器通過(guò)固定法蘭盤(pán)固定在底座I上。所固定法蘭盤(pán)通過(guò)夾具15固定在底座I上。所述密封連接盤(pán)5和流道蓋板3通過(guò)O型密封圈密封連接。
[0029]所述超聲波發(fā)生器包括變幅桿9、下壓塊10、壓電陶瓷元件11、電極元件12、預(yù)緊力螺釘13和上壓塊14,下壓塊10和上壓塊10設(shè)在壓電陶瓷元件11的兩端并通過(guò)預(yù)緊力螺栓13進(jìn)行固定,電極元件連接壓電陶瓷元件11,下壓塊10的一端通過(guò)變幅桿9連接平面圓形活塞式發(fā)射頭6,固定法蘭盤(pán)固定在變幅桿9上。
[0030]所述超聲波換能器通過(guò)平面圓形活塞式發(fā)射頭6發(fā)射出的超聲波為頻率為20KHz、功率為10W的彈性機(jī)械振動(dòng)波。上述超聲波在三相磨粒流介質(zhì)中傳播過(guò)程中會(huì)對(duì)其中的固體或空化氣泡產(chǎn)生壓縮作用,空化氣泡在壓縮過(guò)程中可能會(huì)潰滅,其潰滅時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種與三相磨粒流成一定角度的逆向微激波,使局部區(qū)域有著很大的壓強(qiáng)從而產(chǎn)生微觀爆炸作用。
[0031 ] 三相磨粒流是由液固二相磨粒流與微尺寸氣泡均勻混合形成的混合磨粒流體,所述微尺寸氣泡是直徑為I?10um的空化氣泡,所述微尺寸氣泡通過(guò)微納米氣泡泵產(chǎn)生并均勻混合進(jìn)入液固二相磨粒流中。
[0032]固定法蘭盤(pán)包括母盤(pán)8和子盤(pán)7,子盤(pán)7和超聲波換能器之間安裝有塑料墊片17,母盤(pán)8和超聲波換能器之間安裝有橡膠減震墊圈18。母盤(pán)8和子盤(pán)7通過(guò)螺栓固定。
[0033]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制,只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案,均應(yīng)視為落入本發(fā)明專(zhuān)利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工方法,用于將逆向超聲波應(yīng)用到氣液固三相磨粒流拋光加工中,其特征在于:包括如下步驟:將超聲波發(fā)生裝置安裝在與氣液固三相磨粒流方向相逆、且與氣液固三相磨粒流方向形成一個(gè)夾角的位置上,產(chǎn)生一種與氣液固三相磨粒流流向相逆且與氣液固三相磨粒流方向形成一個(gè)夾角的逆向超聲波,上述的逆向超聲波在含有微尺寸氣泡的氣液固三相磨粒流介質(zhì)中對(duì)工件加工表面附近的微尺寸氣泡壓縮致使微尺寸氣泡潰滅,微尺寸氣泡潰滅時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種與氣液固三相磨粒流方向相逆的逆向微激波,微激波使得氣液固三相磨粒流內(nèi)局部區(qū)域產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)從而產(chǎn)生微觀爆炸作用,并通過(guò)微觀爆炸作用產(chǎn)生垂直向下的分力對(duì)微尺寸氣泡周?chē)哪チ.a(chǎn)生向下加速推動(dòng)作用,進(jìn)而大幅度提高所述氣液固三相磨粒流與工件加工表面凸起峰的接觸幾率和作用力;同時(shí)圍觀爆炸作用產(chǎn)生的與氣液固三相磨粒流流向相逆的分力可以對(duì)磨粒起到相對(duì)阻滯作用,增加磨粒與工件加工表面的接觸作用時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工方法,其特征在于:所述逆向超聲波的功率和頻率通過(guò)外接電路和控制系統(tǒng)進(jìn)行人為控制,進(jìn)而可以人為控制氣液固三相磨粒流中的微尺寸氣泡的潰滅速率,提高微尺寸氣泡靠近工件加工表面處的潰滅幾率。
3.逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工裝置,其特征在于:包括超聲波換能器、平面圓形活塞式發(fā)射頭¢)、固定法蘭盤(pán)、三相磨粒流流道(16)、流道蓋板(3)、密封連接盤(pán)(5)和底座(I),三相磨粒流流道(16)固定在底座(I)上,流道蓋板(3)固定在三相磨粒流流道(16)上,三相磨粒流流道(16)的出口和入口處均設(shè)有螺紋管(2),三相磨粒流流道(16)內(nèi)設(shè)有安裝帶拋光工件的凹槽;所述超聲波換能器連接平面圓形活塞式發(fā)射頭(6),所述平面圓形活塞式發(fā)射頭(6)通過(guò)密封連接盤(pán)(5)連接流道蓋板(3)的一個(gè)傾斜側(cè)面,所述超聲波換能器通過(guò)平面圓形活塞式發(fā)射頭(6)將超聲波發(fā)射進(jìn)入三相磨粒流流道(16)中,所述三相磨粒流流道(16)內(nèi)的氣液固三相磨粒流的流向與上述超聲波的方向相逆且呈一個(gè)夾角;所述超聲波換能器通過(guò)固定法蘭盤(pán)固定在底座(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工裝置,其特征在于:所固定法蘭盤(pán)通過(guò)夾具(15)固定在底座(I)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工裝置,其特征在于:所述密封連接盤(pán)(5)和流道蓋板(3)通過(guò)O型密封圈密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工裝置,其特征在于:所述超聲波換能器通過(guò)平面圓形活塞式發(fā)射頭(6)發(fā)射出的超聲波為頻率為20KHz、功率為10W的彈性機(jī)械振動(dòng)波。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工裝置,其特征在于:三相磨粒流是由液固二相磨粒流與微尺寸氣泡均勻混合形成的混合磨粒流體,所述微尺寸氣泡是直徑為I?10um的空化氣泡,所述微尺寸氣泡通過(guò)微納米氣泡泵產(chǎn)生并均勻混合進(jìn)入液固二相磨粒流中。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆向超聲波輔助氣液固三相磨粒流拋光加工裝置,其特征在于:所述固定法蘭盤(pán)包括母盤(pán)(8)和子盤(pán)(7),子盤(pán)(7)和超聲波換能器之間安裝有塑料墊片(18),母盤(pán)⑶和超聲波換能器之間安裝有橡膠減震墊圈(17)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種逆向超聲波輔助磨粒流拋光加工方法及裝置,將超聲波發(fā)生裝置安裝在與磨粒流方向相逆、且與磨粒流方向形成一個(gè)夾角的位置上,產(chǎn)生一種與磨粒流流向相逆且與磨粒流方向形成一個(gè)夾角的逆向超聲波,上述的逆向超聲波在含有微尺寸氣泡的磨粒流介質(zhì)中對(duì)工件加工表面附近的微尺寸氣泡壓縮致使微尺寸氣泡潰滅,微尺寸氣泡潰滅時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種與磨粒流方向相逆的逆向微激波,微激波使得磨粒流內(nèi)局部區(qū)域產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)從而產(chǎn)生微觀爆炸作用;微觀爆炸作用效果產(chǎn)生的兩個(gè)分力,垂直分力用于提高磨粒與工件加工表面凸起峰的接觸幾率和作用力,逆向水平分力可以對(duì)磨粒形成相對(duì)阻滯作用,增加磨粒與工件的作用時(shí)間,大幅度提高磨粒流的拋光效率。
【IPC分類(lèi)】B24C9-00, B24C11-00, B24C1-00, B24C3-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104786153
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510055713
【發(fā)明人】計(jì)時(shí)鳴, 陳凱, 余昌利, 張利, 樸鐘宇
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日