專利名稱：加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及軟性磨粒流精密加工領域，尤其是一種軟性磨粒流加工裝置。
背景技術：
如今，制造業快時尚發展，人們對零件表面的精度要求越來越高，對零件自由曲面的精密加工可以應用新型氣囊拋光等技術。現在加工的零件結構復雜化，模具制造中所涉及的溝、槽、空、棱柱、棱錐、窄縫等結構化表面增多，對這些表面的精密光整加工技術研究卻比較薄弱。液-固兩相軟性磨粒流加工是應用軟性磨粒流在被加工工件的結構化表面形成湍流流動，配以約束模塊，使被加工表面成為流道壁面的一部分，形成磨粒流道。磨粒流流過該通道時，對壁面的粗糙出進行微切削作用，實現結構化便面的無工具加工。加工流道的底座、約束流道、約束模塊及磨粒流的輸出、循環和回收都是軟性磨粒流的重要部分。液-固兩相軟性磨粒流加工是以磨粒流的湍流為理論依據，以磨粒間的相互碰撞及磨粒與壁面間的碰撞為基礎，對磨粒進行動力學分析，利用湍流流場中磨粒對壁面的切削作用，對被加工工件壁面粗糙處進行精密加工。該技術彌補了傳統光整加工方法對結構化表面加工的劣勢，同時也能對其他復雜的工件表面進行加工，并能夠實現自動控制目前，正應用于加工的軟性磨粒流主要還存在以下缺點1、液壓泵的壓力和流量較低，磨粒流的速度和湍流強度較低，因此產生加工時間偏長、加工效率低、能耗過大，達不到所期望的加工效果。2、在復雜的流道中磨粒流的的流態無法控制，有些地方湍流耗散過大，會形式加工死角及整個流道內加工不均勻的現象。
發明內容為了克服已有軟性磨粒流加工裝置的加工效率較低、能耗大、不能適用于復雜工件加工、存在加工死角的不足，本實用新型提供一種提高加工效率、降低能耗、適用于復雜工件加工、有效消除加工死角的加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置，包括約束流道底座和約束模塊，所述約束模塊位于所述約束流道底座的上部，所述約束模塊與所述約束流道底座之間形成用于供軟性磨粒流過的約束流道，所述約束流道的進口與液壓泵的出口相連，所述約束模塊上安裝振動部件，所述振動部件與超聲波發生器連接，所述約束模塊上安裝用以監測振動信號值的振動傳感器，在約束流道的入口和出口處分別安裝壓力傳感器，在出口處安裝流量計；所述裝置還包括用以將實時監測的振動信號、壓力信號和流量信號輸入流體控制方程，通過控制泵的輸入速度和超聲波發生器的頻率來實時控制軟性磨粒流的流態的拋光加工控制器，所述振動傳感器、壓力傳感器和流量計分別與所述拋光加工控制器連接。進一步，所述約束模塊上方安裝頂蓋，所述頂蓋與所述約束流道底座固定連接。所述振動部件為振動棒，所述振動棒位于約束模塊的中部,所述振動棒與約束模塊通過軟固結組織連接。本實用新型的有益效果主要表現在提高加工效率、降低能耗、適用于復雜工件加工、有效消除加工死角。

圖1是加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置的示意圖。圖2是約束流道底座的示意圖。圖3是約束模塊的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。參照圖f圖3，一種加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置，包括約束流道底座3和約束模塊2，所述約束模塊2位于所述約束流道底座3的上部，所述約束模塊2與所述約束流道底座3之間形成用于供軟性磨粒流過的約束流道6，所述約束流道6的進口與液壓泵的出口相連，所述約束模塊2上安裝振動部件8，所述振動部件8與超聲波發生器連接，所述約束模塊2上安裝用以監測振動信號值的振動傳感器，在約束流道6的入口和出口處分別安裝壓力傳感器；所述裝置還包括用以將實時監測的振動信號、壓力信號和流量信號輸入流體控制方程，通過控制泵的輸入速度和超聲波發生器的頻率來實時控制軟性磨粒流的流態的拋光加工控制器，所述振動傳感器、壓力傳感器和流量計分別與所述拋光加工控制器連接。進一步，所述約束模塊2上方安裝頂蓋I，所述頂蓋I與所述約束流道底座3固定連接。所述振動部件8為振動棒，所述振動棒位于約束模塊的中部，所述振動棒與約束模塊通過軟固結組織9連接。如上所述，在約束流道6的入口和出口處分別安裝壓力傳感器，得到入口和出口處的壓力數值。在流道出口安裝流量計得到磨粒流的流量值。在頂蓋I上安裝振動傳感器，將信號通過濾波裝置，再經FFT等數值處理方法得到實時的振動信號。參考圖f圖3要實現在軟性磨粒流中加載超聲波激振，本實用新型設計了相應的加載裝置。其裝置包括約束流道底座3 (即待加工工件)、頂蓋1、約束模塊2、超聲波發生器及其換能裝置。磨粒流經過調速后的液壓泵后從圓形入口 4流入經湍流發生器5后進入約束流道6在約束流道中對工件進行精密加工，從圓形出口 7處流出返回磨粒流回收裝置。在磨粒流流經約束流道6時，超聲波激振通過約束模塊2加載在軟性磨粒流上。約束模塊2由周邊的輔助部分和中間的振動部分組成，它們由軟固結組織9相連。中間的振動部件8上部可伸出頂蓋I中間的洞口部分與外部的超聲波發生器相連。約束模塊中間振動部分可根據不同的流道，在不同的位置設計加載幾個振子。同時也可以根據不同的磨粒流，不同的需要加載不同頻率的超聲振動，以達到最好的加工效果O本實施例中，流體控制方程如下[0024]連續性方程
權利要求1.一種加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置，包括約束流道底座和約束模塊，所述約束模塊位于所述約束流道底座的上部，所述約束模塊與所述約束流道底座之間形成用于供軟性磨粒流過的約束流道，所述約束流道的進口與液壓泵的出口相連，其特征在于所述約束模塊上安裝振動部件，所述振動部件與超聲波發生器連接，所述約束模塊上安裝用以監測振動信號值的振動傳感器，在約束流道的入口和出口處分別安裝壓力傳感器，在出口處安裝流量計；所述裝置還包括用以將實時監測的振動信號、壓力信號和流量信號輸入流體控制方程，通過控制泵的輸入速度和超聲波發生器的頻率來實時控制軟性磨粒流的流態的拋光加工控制器，所述振動傳感器、壓力傳感器和流量計分別與所述拋光加工控制器連接。
2.如權利要求1所述的加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置，其特征在于所述約束模塊上方安裝頂蓋，所述頂蓋與所述約束流道底座固定連接。
3.如權利要求1或2所述的加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置，其特征在于所述振動部件為振動棒,所述振動棒位于約束模塊的中部,所述振動棒與約束模塊通過軟固結組織連接。
專利摘要一種加載超聲波激振的軟性磨粒流加工裝置，包括約束流道底座和約束模塊，約束模塊位于約束流道底座的上部，約束模塊與約束流道底座之間形成用于供軟性磨粒流過的約束流道，約束流道的進口與液壓泵的出口相連，約束模塊上安裝振動部件，振動部件與超聲波發生器連接，約束模塊上安裝用以監測振動信號值的振動傳感器，在約束流道的入口和出口處分別安裝壓力傳感器，在出口處安裝流量計；裝置還包括拋光加工控制器，振動傳感器、壓力傳感器和流量計分別與拋光加工控制器連接。本實用新型提高加工效率、降低能耗、適用于復雜工件加工、有效消除加工死角。
文檔編號B24B1/04GK202894894SQ20122046403
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者計時鳴, 李宜燃, 譚大鵬, 敖海平, 王佳琦 申請人:浙江工業大學