磨粒17产生向下加速推动作用，进而大幅度提高二相磨粒流与工件15加工表面凸起峰的接触几率和作用力，由此大幅度提高二相磨粒流抛光加工的效率。
[0028]由抛光加工装置中的螺纹管2向二相磨粒流流道14内注入处于湍流状态的液固二相磨粒流，同时开启超声波发生装置，利用外接电路和控制系统调节所述超声波换能器发射超声波的功率和频率，持续工作一定时间后取出工件进行测量，得出加工效果结论。其中，在外接电路和控制系统的调节下，结合测量工件得出的加工效果，多次实验，使超声波达到最佳加速所述气液固二相磨粒流中的微尺寸气泡16溃灭速率的效果，优化实验方案，最后拟定实验加工工艺。
[0029]所述逆向超声波的功率和频率通过外接电路和控制系统进行人为控制，进而可以人为控制二相磨粒流流道14中的微尺寸气泡16的溃灭速率，提高微尺寸气泡16靠近工件加工表面处的溃灭几率。
[0030]所述超声波发生装置发射的超声波频率为20KHz，功率为1KW。
[0031]一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工装置，包括超声波发生装置、平面圆形活塞式发射头4、固定法兰盘、二相磨粒流流道14、流道盖板13、密封连接盘和底座1，二相磨粒流流道14固定在底座I上，流道盖板13固定在二相磨粒流流道14上，二相磨粒流流道14的出口和入口处均设有螺纹管2，二相磨粒流流道14内设有安装带抛光工件15的凹槽；所述超声波发生装置与所述底座I垂直安装，二相磨粒流流道14位于超声波发生装置的正下方；所述超声波发生装置连接平面圆形活塞式发射头4，所述平面圆形活塞式发射头4通过密封连接盘连接流道盖板13，所述超声波发生装置通过平面圆形活塞式发射头4将超声波垂直发射进入二相磨粒流流道14中；所述超声波发生装置通过固定法兰盘固定在底座I上。所固定法兰盘通过夹具3固定在底座I上。所述密封连接盘和流道盖板13通过O型密封圈18密封连接。
[0032]所述超声波发生器包括变幅杆12、下压块11、压电陶瓷元件7、电极元件8、预紧力螺钉9和上压块10，下压块11和上压块10设在压电陶瓷元件7的两端并通过预紧力螺栓9进行固定，电极元件8连接压电陶瓷元件7，下压块11的一端通过变幅杆12连接平面圆形活塞式发射头4，固定法兰盘固定在变幅杆12上。
[0033]所述超声波换能器通过平面圆形活塞式发射头4发射出的超声波为频率为20KHz、功率为IKW的弹性机械振动波。
[0034]二相磨粒流是由磨粒和水或轻质油按照一定比例均匀混合而成的抛光流体介质，其磨粒的最佳比例为15%，磨粒材料为碳化硅或氧化铝颗粒。
[0035]所述固定法兰盘包括母盘6和子盘5，子盘5和超声波换能器之间安装有塑料垫片19，母盘6和超声波换能器之间安装有橡胶减震垫圈18。通过塑料垫片19和橡胶减震垫圈20大幅度减少超声波的传递损失，进而保证超声波换能器输出超声波的完整性。
[0036]上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
【主权项】
1.一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工方法，用于将超声波应用到二相磨粒流抛光加工中，其特征在于:包括如下步骤:将超声波发生装置垂直安装在二相磨粒流流道(14)的上方，利用超声波发生装置发射的超声波在上述二相磨粒流流道(14)内的磨粒流中产生空化效应，从而在超声波发生装置的发射端面处空话产生微尺寸气泡(16);微尺寸气泡(16)在超声波产生的压力作用下离开发射端面向前运动，当微尺寸气泡(16)运动到上述发射端面正下方的工件(15)近壁面时，上述超声波的压缩作用能够使微尺寸气泡(16)产生溃灭，微尺寸气泡(16)溃灭时会产生一种微激波，微激波使得磨粒流内局部区域产生很大的压强从而产生微观爆炸作用，并通过微观爆炸作用对微尺寸气泡(16)周围的磨粒(17)产生向下加速推动作用，进而大幅度提高二相磨粒流与工件(15)加工表面凸起峰的接触几率和作用力，由此大幅度提高二相磨粒流抛光加工的效率。
2.根据权利要求1所述的一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工方法，其特征在于:所述超声波发生装置发射的超声波频率为20KHz，功率为1KW。
3.根据权利要求1所述的一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工方法，其特征在于:所述逆向超声波的功率和频率通过外接电路和控制系统进行人为控制，进而可以人为控制三相磨粒流中的微尺寸气泡(16)的溃灭速率，提高微尺寸气泡(16)靠近工件(15)加工表面处的溃灭几率。
4.一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工装置，其特征在于:包括超声波发生装置、平面圆形活塞式发射头(4)、固定法兰盘、二相磨粒流流道(14)、流道盖板(13)、密封连接盘和底座(I)，二相磨粒流流道(14)固定在底座(I)上，流道盖板(13)固定在二相磨粒流流道(14)上，二相磨粒流流道(14)的出口和入口处均设有螺纹管(2)，二相磨粒流流道(14)内设有安装带抛光工件(15)的凹槽；所述超声波发生装置与所述底座(I)垂直安装，二相磨粒流流道(14)位于超声波发生装置的正下方；所述超声波发生装置连接平面圆形活塞式发射头(4)，所述平面圆形活塞式发射头(4)通过密封连接盘连接流道盖板(13)，所述超声波发生装置通过平面圆形活塞式发射头(4)将超声波垂直发射进入二相磨粒流流道(14)中；所述超声波发生装置通过固定法兰盘固定在底座(I)上。
5.根据权利要求4所述的一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工装置，其特征在于:所固定法兰盘通过夹具(3)固定在底座(I)上。
6.根据权利要求4所述的一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工装置，其特征在于:所述密封连接盘和流道盖板(13)通过O型密封圈(18)密封连接。
7.根据权利要求4所述的一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工装置，其特征在于:所述二相磨粒流是由磨粒和水均匀混合而成的抛光流体介质，其磨粒的最佳比例为15%，磨粒材料为碳化硅。
8.根据权利要求4所述的一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工装置，其特征在于:所述二相磨粒流是由磨粒和轻质油均匀混合而成的抛光流体介质，其磨粒的最佳比例为15%,磨粒材料为氧化铝颗粒。
9.根据权利要求4所述的一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工装置，其特征在于:所述固定法兰盘包括母盘(6)和子盘(5)，子盘(5)和超声波换能器之间安装有塑料垫片(19)，母盘(6)和超声波换能器之间安装有橡胶减震垫圈(20)。
【专利摘要】本发明公开了一种超声波空化气泡辅助流体抛光加工方法及装置，将超声波发生装置垂直安装在二相磨粒流流道的上方，利用超声波在上述二相磨粒流流道内的磨粒流中产生空化效应，从而在超声波发生装置的发射端面处空话产生微尺寸气泡；微尺寸气泡在超声波产生的压力作用下离开发射端面向前运动，当运动到上述发射端面正下方的工件近壁面时，上述超声波的压缩作用能够使微尺寸气泡产生溃灭，微尺寸气泡溃灭时会产生一种微激波，微激波使得磨粒流内局部区域产生很大的压强从而产生微观爆炸作用，从而对周围的磨粒产生向下加速推动作用，进而大幅度提高二相磨粒流与工件加工表面凸起峰的接触几率和作用力，由此大幅度提高二相磨粒流抛光加工的效率。
【IPC分类】B24C1-00, B24C3-00, B24C9-00, B24C11-00
【公开号】CN104786154
【申请号】CN201510056395
【发明人】计时鸣, 陈凯, 谭云峰, 张利, 朴钟宇
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年2月3日