专利名称：加载超声波激振的软性磨粒流加工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及软性磨粒流精密加工领域，尤其是一种软性磨粒流加工装置。
背景技术：
如今，制造业快时尚发展，人们对零件表面的精度要求越来越高，对零件自由曲面的精密加工可以应用新型气囊抛光等技术。现在加工的零件结构复杂化，模具制造中所涉及的沟、槽、空、棱柱、棱锥、窄缝等结构化表面增多，对这些表面的精密光整加工技术研究却比较薄弱。液-固两相软性磨粒流加工是应用软性磨粒流在被加工工件的结构化表面形成湍流流动，配以约束模块，使被加工表面成为流道壁面的一部分，形成磨粒流道。磨粒流流过该通道时，对壁面的粗糙出进行微切削作用，实现结构化便面的无工具加工。加工流道的底座、约束流道、约束模块及磨粒流的输出、循环和回收都是软性磨粒流的重要部分。液-固两相软性磨粒流加工是以磨粒流的湍流为理论依据，以磨粒间的相互碰撞及磨粒与壁面间的碰撞为基础，对磨粒进行动力学分析，利用湍流流场中磨粒对壁面的切削作用，对被加工工件壁面粗糙处进行精密加工。该技术弥补了传统光整加工方法对结构化表面加工的劣势，同时也能对其他复杂的工件表面进行加工，并能够实现自动控制目前，正应用于加工的软性磨粒流主要还存在以下缺点1、液压泵的压力和流量较低，磨粒流的速度和湍流强度较低，因此产生加工时间偏长、加工效率低、能耗过大，达不到所期望的加工效果。2、在复杂的流道中磨粒流的的流态无法控制，有些地方湍流耗散过大，会形式加工死角及整个流道内加工不均匀的现象。
发明内容为了克服已有软性磨粒流加工装置的加工效率较低、能耗大、不能适用于复杂工件加工、存在加工死角的不足，本实用新型提供一种提高加工效率、降低能耗、适用于复杂工件加工、有效消除加工死角的加载超声波激振的软性磨粒流加工装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种加载超声波激振的软性磨粒流加工装置，包括约束流道底座和约束模块，所述约束模块位于所述约束流道底座的上部，所述约束模块与所述约束流道底座之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道，所述约束流道的进口与液压泵的出口相连，所述约束模块上安装振动部件，所述振动部件与超声波发生器连接，所述约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；所述装置还包括用以将实时监测的振动信号、压力信号和流量信号输入流体控制方程，通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态的抛光加工控制器，所述振动传感器、压力传感器和流量计分别与所述抛光加工控制器连接。进一步，所述约束模块上方安装顶盖，所述顶盖与所述约束流道底座固定连接。所述振动部件为振动棒，所述振动棒位于约束模块的中部,所述振动棒与约束模块通过软固结组织连接。本实用新型的有益效果主要表现在提高加工效率、降低能耗、适用于复杂工件加工、有效消除加工死角。
图1是加载超声波激振的软性磨粒流加工装置的示意图。图2是约束流道底座的示意图。图3是约束模块的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图f图3，一种加载超声波激振的软性磨粒流加工装置，包括约束流道底座3和约束模块2，所述约束模块2位于所述约束流道底座3的上部，所述约束模块2与所述约束流道底座3之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道6，所述约束流道6的进口与液压泵的出口相连，所述约束模块2上安装振动部件8，所述振动部件8与超声波发生器连接，所述约束模块2上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道6的入口和出口处分别安装压力传感器；所述装置还包括用以将实时监测的振动信号、压力信号和流量信号输入流体控制方程，通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态的抛光加工控制器，所述振动传感器、压力传感器和流量计分别与所述抛光加工控制器连接。进一步，所述约束模块2上方安装顶盖I，所述顶盖I与所述约束流道底座3固定连接。所述振动部件8为振动棒，所述振动棒位于约束模块的中部，所述振动棒与约束模块通过软固结组织9连接。如上所述，在约束流道6的入口和出口处分别安装压力传感器，得到入口和出口处的压力数值。在流道出口安装流量计得到磨粒流的流量值。在顶盖I上安装振动传感器，将信号通过滤波装置，再经FFT等数值处理方法得到实时的振动信号。参考图f图3要实现在软性磨粒流中加载超声波激振，本实用新型设计了相应的加载装置。其装置包括约束流道底座3 (即待加工工件)、顶盖1、约束模块2、超声波发生器及其换能装置。磨粒流经过调速后的液压泵后从圆形入口 4流入经湍流发生器5后进入约束流道6在约束流道中对工件进行精密加工，从圆形出口 7处流出返回磨粒流回收装置。在磨粒流流经约束流道6时，超声波激振通过约束模块2加载在软性磨粒流上。约束模块2由周边的辅助部分和中间的振动部分组成，它们由软固结组织9相连。中间的振动部件8上部可伸出顶盖I中间的洞口部分与外部的超声波发生器相连。约束模块中间振动部分可根据不同的流道，在不同的位置设计加载几个振子。同时也可以根据不同的磨粒流，不同的需要加载不同频率的超声振动，以达到最好的加工效果O本实施例中，流体控制方程如下[0024]连续性方程
权利要求1.一种加载超声波激振的软性磨粒流加工装置，包括约束流道底座和约束模块，所述约束模块位于所述约束流道底座的上部，所述约束模块与所述约束流道底座之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道，所述约束流道的进口与液压泵的出口相连，其特征在于所述约束模块上安装振动部件，所述振动部件与超声波发生器连接，所述约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；所述装置还包括用以将实时监测的振动信号、压力信号和流量信号输入流体控制方程，通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态的抛光加工控制器，所述振动传感器、压力传感器和流量计分别与所述抛光加工控制器连接。
2.如权利要求1所述的加载超声波激振的软性磨粒流加工装置，其特征在于所述约束模块上方安装顶盖，所述顶盖与所述约束流道底座固定连接。
3.如权利要求1或2所述的加载超声波激振的软性磨粒流加工装置，其特征在于所述振动部件为振动棒,所述振动棒位于约束模块的中部,所述振动棒与约束模块通过软固结组织连接。
专利摘要一种加载超声波激振的软性磨粒流加工装置，包括约束流道底座和约束模块，约束模块位于约束流道底座的上部，约束模块与约束流道底座之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道，约束流道的进口与液压泵的出口相连，约束模块上安装振动部件，振动部件与超声波发生器连接，约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；装置还包括抛光加工控制器，振动传感器、压力传感器和流量计分别与抛光加工控制器连接。本实用新型提高加工效率、降低能耗、适用于复杂工件加工、有效消除加工死角。
文档编号B24B1/04GK202894894SQ20122046403
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者计时鸣, 李宜燃, 谭大鹏, 敖海平, 王佳琦 申请人:浙江工业大学