专利名称：双侧供料式高压磨料水射流抛光装置的制作方法
技术领域：
本发明属于金属加工领域，具体地说是一种对金属工件表面抛光的新技术。
背景技术：
水射流技术是当今世界一个拥有巨大发展潜力的技术领域。目前，水射流技术广泛应用于石油、冶金、航空、建筑、交通、化工、机械、市政工程等领域，在表面清洗、 机械加工、采矿挖掘、岩石破碎、环境保护等方面拥有巨大优势。传统的抛光技术不适合异形曲面(如叶片)、复杂型腔(如模具)、细长管件与特殊材料的工件加工，因此研究选择合适的抛光方法和抛光工艺势在必行。为了能说明问题， 在此仅引用两例与本发明所描述的技术“相近”的加工方法。其一是喷砂机，其工作原理是， 采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到工件表面，使工件表面的外表面的机械性能发生变化，其不足之处在对工件抛光时，砂粒容易与工件摩擦生热，容易造成工件热变形。其二是用于汽轮机叶片抛光的砂带磨削机，该装置的柔性特别好，可以抛光曲面，不足之处在于叶片根部和凸台处不能抛到，冷却液不能很好与正在抛光的部分接触， 而且要经常更换砂带，严重影响了加工效率和增加了加工成本。发明内容本发明的目的是为解决上述的传统抛光方式对异形曲面(如叶片)抛光的不足，设计一种磨料和水混合更充分、提高抛光效率、磨料和水都可以回收利用、可对各种形状复杂的表面进行抛光处理的双侧供料式高压磨料水射流抛光装置。本发明的技术方案是一种双侧供料式高压磨料水射流抛光装置，包括磨料喷枪，位于磨料喷枪下面的旋移工作台，其特征在于磨料喷枪由水射流喷嘴、混合室、磨料仓以及混合料射流喷嘴组成，水射流喷嘴、 磨料仓、混合料射流喷嘴分别与混合室连通，水射流喷嘴位于混合室顶部，混合料射流喷嘴位于混合室底部，水射流喷嘴与混合料射流喷嘴位于同一轴线上，且磨料仓有两个，对称地位于混合室两侧；旋移工作台外面设有防溅罩中，防溅罩底部设有漏斗，防溅罩下面设有与漏斗连通的磨料分离器，磨料分离器外部设有集水箱，磨料分离器底部装有磨料泵；集水箱通过管路和管路中的增压装置与水射流喷嘴连接；磨料泵通过管路与两个磨料仓连接。进一步的方案是增压装置包括油泵、水箱、水泵、增压器、蓄能器，油泵与增压器连接，水泵吸水口通过水箱与集水箱连通，水泵出水口通过单向阀与增压器高压端连通，增压器高压端通过单向阀与蓄能器入水口连通，蓄能器出水口与水射流喷嘴连通。在本发明中，可以采用现有的多种增压器，其获得高压的基本原理如下主要是利用增压器两端大活塞与小活塞面积之差来实现的。当水泵从水箱抽出的低压水从单向阀进入增压器的高压缸，通过增压器活塞的左右运动产生高压水。增压后的高压水经过单向阀进入蓄能器，消除水压脉动，形成恒压水流，恒压水流经管道流向水射流喷嘴，通过调节开关来调节水的压力。高压水通过第一个喷嘴即水射流喷嘴形成高速水射流，因射流的卷吸作用在混合室内产生一定的真空度，水射流的速度越高，混合室内产生的真空度越大，这使得磨料仓与混合室之间形成一定的压力差，磨料在自重和压力差的作用下进入混合室，与水射流发生剧烈碰撞扩散与掺混形成混合料，再通过第二个喷嘴即磨料射流喷嘴喷出，从而形成磨液射流。此时，磨液中的磨料已获得了一定的能量，通过对工件表面的撞击和摩擦，达到“削峰填谷”和强化表面的作用，从而提高表面光洁度。同时，旋移工作台带动工件按预先设定，以转速η转动和/或以速度ν移动，或者旋移工作台带动工件按预先设定以转速η转动，磨料喷枪以速度ν移动，实现对工件设定区域进行抛光作业。防溅罩的作用是防止磨液飞溅，并且通过锥形底部流向磨料分离器。磨料分离器可以是一台离心分离机，由于离心力的作用，磨液中的水经过过滤回到集水箱，集水箱通过管路和管路中的增压装置与水射流喷嘴连接实现水循环使用。而磨液中的磨料由于其粒径大于滤芯的孔径而不能透过，被分离出来的磨料通过磨料泵再次输送到磨料仓中，使磨料可以循环使用。磨料水射流抛光与传统抛光方法相比具有以下优点(1)加工材料的范围广泛，可加工金属、玻璃、陶瓷、石材、复合材料、易燃材料、涂
层钢板等。(2)冷态加工，不会造成材料结构变化或热变形等不利影响，这对许多高性能、热敏材料和磁性材料的加工尤为重要。(3)可控性好，加工可以从工件上任意点开始，可在任意方向上进行，可加工常规工艺难以加工的零件，可对各种形状复杂的表面进行抛光处理。(4)绿色加工，对环境无粉尘、油污、烟雾、火花、气味等污染。(5)工艺准备时间短，生产效率高。(6)通过设计新型磨料射流抛光喷嘴，且该喷嘴采用双侧进料方式，其结构通过优化设计，使得磨料和水混合更充分，从而提高了抛光效率，与单侧供料的喷嘴相比，双侧供料喷嘴，不仅缩短了磨料与水的混合时间，而且缩短了磨料喷嘴(砂管)的长度，从而降低了材料的费用。通过设计新型的磨料射流抛光喷嘴，进而提供一种双侧供料式高压磨料水射流抛光装置。(7)磨料和水都得到循环使用。(8)由于本发明的柔性加工比较好，通过调节增压器和改变喷嘴的直径，可获得不同的压力和流量。改变相关的工艺参数，比如磨料的粒径、靶距(喷射距离)、加工时间等等，可以加工不同对象，如钢、硬质合金、陶瓷等等。
图1是双侧供料式高压磨料水射流抛光装置的原理图；图2是双侧供料式喷嘴结构和工件装夹示意图。图中代号分别为；1、油箱；2、过滤器；3、单向阀；4、过滤器；5、溢流阀；6、油泵；7、 水泵；8、单向阀；9、溢流阀；10、换向阀；11、单向阀；12、单向阀；13、增压器；14、单向阀； 15、单向阀；16、蓄能器；17、调节开关；18、磨料仓；19、水射流喷嘴；20、调节开关；21、混合室；22、混合料射流喷嘴；23、工件；24、旋移工作台；25、防溅罩；26、磨料分离器；27、集水箱；28、磨料泵(泥沙泵)；29、水泵；30、水箱；31、过滤器；32、调节开关。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细地描述。当然，下列具体实施例仅仅用以进一步解释本发明，并非用于限定本发明。结合图1、图2，一种双侧供料式高压磨料水射流抛光装置，包括磨料喷枪，位于磨料喷枪下面的旋移工作台24，其特征在于磨料喷枪由水射流喷嘴19、混合室21、磨料仓18以及混合料射流喷嘴22组成，水射流喷嘴19、磨料仓18、混合料射流喷嘴22分别与混合室21连通，水射流喷嘴19位于混合室21顶部，混合料射流喷嘴22位于混合室21底部，水射流喷嘴19与混合料射流喷嘴22 位于同一轴线上，且磨料仓18有两个，对称地位于混合室21两侧；旋移工作台M外面设有防溅罩25中，防溅罩25底部设有漏斗，防溅罩25下面设有与漏斗连通的磨料分离器26，磨料分离器沈外部设有集水箱27，磨料分离器沈底部装有磨料泵(泥沙泵)28 ；集水箱27通过管路和管路中的增压装置与水射流喷嘴19连接；磨料泵28通过管路与两个磨料仓18连接。增压装置包括油泵6、水箱30、水泵7、增压器13、蓄能器16，油泵6与增压器13连接，水泵7吸水口通过水箱30与集水箱27连通，水泵7出水口通过单向阀11、12与增压器 13高压端连通，增压器13高压端通过单向阀14、15与蓄能器16入水口连通，蓄能器16出水口与水射流喷嘴19连通。本实施方式包括混合料射流喷嘴22、调节开关20、水射流喷嘴19、调节开关17、蓄能器16、单向阀15、单向阀14、增压器13、单向阀12、单向阀11、三位四通换向阀10、溢流阀9、单向阀8、水泵7、油泵6、溢流阀5、过滤器4、单向阀3、过滤器2、调节开关32、液压油箱1、过滤器31、水箱30、水泵四、集水箱27、磨料分离器26、防溅罩25、泥沙泵观、磨料仓 18和若干管路。所述的水射流喷嘴19安放在混合室21的顶部，在水射流喷嘴19的进水端处接调节开关17，经过管路连接蓄能器16，在经过两条管路分别连接单向阀14和单向阀 15，在单向阀11、12、14、15之间连接增压器13，增压器的接口处连接三位四通换向阀10，换向阀10的一条管路为回油管路，在这条管路上需连接溢流阀5、过滤器4和单向阀3 ’另一条管路上需连接单向阀8、油泵6、过滤器2和调节开关32，最后这两条管路均连接到油箱 1。在单向阀11和单向阀12的管路交汇处连接溢流阀9，溢流阀9的末端连接到水箱30。 在这条管路上还连接有水泵7，在管路连接过滤器四，过滤器四的末端连接水箱28。在这条管路上还连接有水泵7，在管路连接过滤器31，过滤器31的末端连接水箱30。所述的混合料射流喷嘴22安放在防溅罩25中，防溅罩25的出口安放在磨料分离器沈和集水箱27 中，磨料分离器26整个安放在集水箱27中，集水箱27的出口端连接水泵四，水泵四通过管路连接到水箱30。磨料分离器沈的出口连接磨料(泥浆)泵观，磨料(泥浆)泵观通过管路连接到磨料仓18。本实施方式的混合料射流喷嘴22为圆柱喷嘴或狭缝喷嘴，如此设置主要是让磨料与水更快地混合均勻，且让磨料获得的能量更大，提高抛光效率。
权利要求
1.一种双侧供料式高压磨料水射流抛光装置，包括磨料喷枪，位于磨料喷枪下面的旋移工作台(M)，其特征在于磨料喷枪由水射流喷嘴(19)、混合室(21)、磨料仓(18)以及混合料射流喷嘴02)组成，水射流喷嘴(19)、磨料仓(18)、混合料射流喷嘴02)分别与混合室连通，水射流喷嘴(19)位于混合室顶部，混合料射流喷嘴02)位于混合室底部，水射流喷嘴 (19)与混合料射流喷嘴02)位于同一轴线上，且磨料仓(18)有两个，对称地位于混合室 (21)两侧；旋移工作台04)外面设有防溅罩05)中，防溅罩05)底部设有漏斗，防溅罩05)下面设有与漏斗连通的磨料分离器(26)，磨料分离器06)外部设有集水箱(27)，磨料分离器 (26)底部装有磨料泵(28)；集水箱(XT)通过管路和管路中的增压装置与水射流喷嘴(19)连接；磨料泵08)通过管路与两个磨料仓(18)连接。
2.根据权利要求1所述的双侧供料式高压磨料水射流抛光装置，其特征在于增压装置包括油泵(6)、水箱(30)、水泵(7)、增压器(13)、蓄能器(16)，油泵(6)与增压器(13)连接，水泵(7)吸水口通过水箱(30)与集水箱、2Τ)连通，水泵(7)出水口通过单向阀(11、 12)与增压器(13)高压端连通，增压器(13)高压端通过单向阀(14、15)与蓄能器(16)入水口连通，蓄能器(16)出水口与水射流喷嘴(19)连通。
全文摘要
一种双侧供料式高压磨料水射流抛光装置，包磨料喷枪，位于磨料喷枪下面的旋移工作台(24)，其特征在于磨料喷枪由水射流喷嘴(19)、混合室(21)、磨料仓(18)以及混合料射流喷嘴(22)组成，水射流喷嘴(19)位于混合室(21)顶部，混合料射流喷嘴(22)位于混合室(21)底部，水射流喷嘴(19)与混合料射流喷嘴(22)位于同一轴线上，旋移工作台(24)外面设有防溅罩(25)，防溅罩(25)下面设有磨料分离器(26)，磨料分离器(26)外部设有集水箱(27)底部装有磨料泵(28)；集水箱(27)通过增压装置与水射流喷嘴(19)连接；磨料泵(28)通过管路与磨料仓(18)连接。
文档编号B24C3/12GK102430983SQ201110386319
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者宋丹路, 宋岳干, 宗营, 彭家强, 王堃 申请人:西南科技大学