一种空蚀累积加工方法及其装置与流程

文档序号:11910799阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种空蚀累积加工方法,其特征在于,利用高压水射流制造空化效应来对工件进行剥蚀加工,累积形成所需要的形状,包含以下步骤:

高压容器(11)内注水且水面至空化喷嘴(12)上边缘高度d1≥150mm,并加压使得高压容器(11)内的压力p1=0.6~1.5MPa;

改变工件夹持装置(9)与空化喷嘴(12)之间的相对距离d2=30×D,D为空化喷嘴(12)出口直径,使空化溃灭发生在工件(14)表面;

高压泵组(3)输出高压水流,通过调压阀(4)控制、压力表(5)测定,水射流压力p2≥80MPa,高压水射流从空化喷嘴(12)射出;

经压力传递,工件(14)表面的单个空泡空化溃灭时在工件(14)表面产生约为5000±200 K的高温以及垂直作用于工件(14)表面的高压冲击波,产生剥蚀点(16);

根据所加工的工件(14)形状和要求,通过控制工件夹持装置(9)的位姿轨迹,逐点逐层对工件(14)进行空化剥蚀,最终累积效应形成所需要的形状。

2.根据权利要求1所述的一种空蚀累积加工方法,其特征在于,工件表面覆盖掩膜(19)层,所述掩膜(19)层暴露出部分工件(14)表面,该暴露部分为工件(14)所需加工的形状。

3.根据权利要求2所述的一种空蚀累积加工方法,其特征在于,所述,掩膜(19)与工件采用压片式贴合,掩膜与工件的贴合面粗糙度Ra≤1.6µm。

4.根据权利要求2或3所述的一种空蚀累积加工方法,其特征在于,所述掩膜(19)为硬度≧800HV的材料。

5.根据权利要求4所述的一种空蚀累积加工方法,其特征在于,所述掩膜(19)为陶瓷、金刚石或红宝石。

6.根据权利要求1、 2或3所述的一种空蚀累积加工方法,其特征在于,所述高压水射流中空泡群有效覆盖区域d3=(3~5)×D,单点单层加工,所用时间t≤8min,剥蚀层厚度h=(0.5~1.0)mm,剥蚀域(18)面积s=л×(d3/2)2

7.根据权利要求1、 2或3所述的一种空蚀累积加工方法,其特征在于,所述工件(14)的材料为硬度介于(80~700)HV的金属材料。

8.实施权利要求1~6中任意一项所述的一种空蚀累积加工方法的装置,其特征在于,包括射流发生系统、高压淹没系统、水池(1)、高压软管(13)和过滤器(2),所述射流发生系统包括高压泵组(3)、压力表(5)、调压阀(4)和空化喷嘴(12);所述高压淹没系统包括高压容器(11)、压力表(7)、排水阀(10)、减压阀(6)、排气阀(8)和工件夹持装置(9);高压容器(11)为密闭容器,上方布置有排气阀(8)、减压阀(6)和压力表(7),下方布置有排水阀(10),高压容器(11)两端分别设有的空化喷嘴(12)和工件夹持装置(9);所述空化喷嘴(12)通过高压软管(13)与压力表(5)相连;压力表(5)通过高压软管(13)依次与调压阀(4)、高压泵组(3),所述高压泵组(3)通过高压软管(13)与过滤器(2)相连,所述过滤器(2)连接水池(1)。

9.根据权利要求4所述的一种空蚀累积加工装置,其特征在于,高压容器(11)由具有高透光性的亚克力材料制成。

10.根据权利要求4或5所述的一种空蚀累积加工装置,其特征在于,所述空化喷嘴(12)出口直径D=0.6~1.2mm。

11.根据权利要求4或5所述的一种空蚀累积加工装置,其特征在于,所述装置各部件之间的连接处采用法兰密封连接。

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