专利名称：高压水清洗工量刃具表面的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于材料表面处理技术领域，涉及利用高压水射流技术清洗工量刃具表面。
背景技术：
工量刃具主要包括刃具、量具、夹具、量仪仪器、机床附件、数控刀具、硬质合金刀具、电动工具、气动工具、风动刀具等，产品主要应用于车床、铣床、磨床、锯床、线切割、数控机床、加工中心、焊接设备、机床电器、液压元器件、热处理设备等，在国民经济中占有重要地位。在工量刃具制造过程中，热处理是必不可少的工序。硬度、耐磨性等是衡量工量刃具质量的主要技术指标，可以通过热处理来实现，而含铬、铁的材料在热处理后会在材料表面形成一层致密的氧化物，主要成分是氧化铬、氧化铁铬等难溶物质。这层氧化物地存在直接影响着产品的后续工艺及产品的质量，清除难度较大。通常在热处理后，采用化学清洗方法，即用酸洗技术清洗掉表面的氧化物，常用酸液为HN03、H2S04、HC1等，酸洗对环境影响较大，清洗过程产生的废气、废液等需要处理，达到国家排放标准后才可排放，“工业三废”的治理需要投入较大资金，所以化学清洗方法将会被淘汰。抛丸与喷砂也分别用于表面清理，主要用途为:零件表面除锈；零件表面修饰；强化作用，可以显著的提高材料的抗疲劳强度。一般情况下抛丸为小钢球，喷砂为石英砂。抛丸与喷砂都能对工件起到清理和去污的目的，但抛丸对工件有强化作用，喷砂就不明显了。抛丸和喷砂在精密铸造中经常应用，以提高铸件的表面质量。但是，这两种技术存在粉尘污染严重、效率较低、使用成本较高等问题。作为一种新型的清洗技术一高压水射流清洗技术，受到了普遍关注。其原理是将普通自来水通过高压泵加压到数百乃至数千大气压力，然后通过特殊的喷嘴，以极高的速度(200-500米/秒)喷出一股能量高度集中的水流。这些小水流如同小子弹一样具有巨大的打击能量，能够将钢板切割、铸件清砂、金属除锈，更能除去管子内壁的盐、碱形成的垢及各种堵塞物，利用这股具有巨大能量的水流进行清洗即为高压水射流清洗。国际上水射流较普遍的压力划分:低压0.5到20 MPa,中压20到70 MPa,高压140到200 MPa,到400MPa为超高压。高压水射流清洗的压力一般为2-35MPa，水流量为20-100L/min。与传统的水射流清洗、机械清洗和化学清洗技术相比，高压水射流清洗的主要优势为:成本低、清洗质量好、工作效率高、没有二次污染、可清洗形状复杂的工件等，广泛应用于物体表面清洗、管道疏通、涂装前的预处理、表面除锈、钢坯表面除磷等领域。2011年，中国专利《高压水除鳞设备》(申请号:201110226279.1)公开了一种高压水除鳞设备，其中包括高压水输送装置、护罩、左挡板封闭装置、右挡板封闭装置、进出料辊道、对中装置、氧化皮收集装置等，适用于管坯生产过程中的内外表面除鳞，没有涉及工量刃具工件的表面清洗。2010年，中国专利《高压水刷式牙刷》(申请号:201010290006.9)公开了一种高压水刷式牙刷，将气压装置的水容器用软导管连接牙刷，在牙刷毛刷的位置用针眼代替毛刷，牙刷柄上设置开关控制水流和喷射强度。在刷牙时将适宜温度的水装入气压装置的水容器中，就可以用水刷代替毛刷刷牙，既能冲刷牙缝，又能靠水柱的压力对牙龈等部位进行按摩，同时又省去了牙膏。该专利也没有涉及工量刃具工件的清洗。刘程在《表面活性性应用手册》(北京:化学工业出版社，1996,66-96)中介绍了高压水射流技术的原理。卢晓江、何迎春和赖维在《高压水射流清洗技术及应用》(北京:化学工业出版社，2006，18-19)中指出，当高压水射流正向或切向冲击被清洗面的污垢时，高压水射流具有的冲击作用、磨削作用、空化作用、动压力作用、脉冲负荷疲劳作用、水楔作用等，将对物体表面产生冲蚀、剪切、渗透、剥离、压缩、破碎，并引起裂纹扩散和水楔等效果，揭示了复杂的清洗机理。任建新在《物理清洗》(北京:化学工业出版社，2000，12-14)—书中指出，高压水射流与机械清洗、化学清洗相比具有的优点。以上资料均没有涉及工量刃具清洗设备方面的内容。在目前已经公开的信息中，存在的主要问题是:采用了高压水技术在辊道上大规模清洗直径较大的管坯，或者利用高压水原理清洗牙齿，或者揭示高压水的原理、优点等，但是均没有涉及工量刃具的表面清洗设备。因此，开发一种适合工量刃具表面清洗的高压水设备，具有创新意义。
发明内容本实用新型针对上述已有技术中存在的不足，发明了一种以高压水射流技术为手段，利用滚筒旋转搅拌工量刃具，实现对工量刃具表面进行均匀清洗的设备。本实用新型所采用的技术方案是:高压水清洗工量刃具表面的设备，其特征在于:该设备包括收集器、过滤器、滚筒装置、磨料与水的喷嘴、混合腔、磨料箱、高压水喷嘴、回水装置和高压水发生装置，所述滚筒装置中空，内部用于放置要清洗的工量刃具工件，滚筒装置下方设有过滤器，过滤器下方设有收集器；一设有磨料与水的喷嘴的混合腔平行设置于所述滚筒装置的轴向上，所述混合腔端部设有一没入混合腔内的高压水喷嘴，所述高压水喷嘴与高压水发生装置相连；在所述混合腔的侧边还设有磨料箱；所述高压水发生装置还与收集器相连的回水装置相连；所述滚筒装置上设有筛孔，所述过滤器上设有过滤孔。所述筛孔孔径大于过滤孔孔径。本实用新型的有益效果如下:本实用新型针对中、小型工量刃具，将其集中在一起放入滚筒中，滚筒定向转动，利用滚筒的旋转使工量刃具不断翻转，使其获得均匀的清理。由高压水发生装置、磨料与水的喷嘴等形成的带有磨料颗粒的高压水柱，作用于工量刃具表面以完成清洗。清洗后的水通过过滤、收集后，再次送入高压水发生装置，实现再利用。本实用新型将磨料、高压水由混合腔组合在一起，对转动的工量刃具表面进行清洗，具有无粉尘污染、成本低、表面清洗均匀等特点。
:图1是本实用新型的结构示意图；图中:1收集器；2过滤器；3滚筒装置；4工量刃具工件；5磨料与水的喷嘴；6混合腔；7磨料箱；8高压水喷嘴；9回水装置；10高压水发生装置。[0019]具体实施方式
:以下结合技术方案及附图详细说明本发明的具体实施例。参阅图1，高压水清洗工量刃具表面的设备，该设备包括收集器(I)、过滤器(2)、滚筒装置(3 )、磨料与水的喷嘴(5 )、混合腔(6 )、磨料箱(7 )、高压水喷嘴(8 )、回水装置(9 )和高压水发生装置(10)，所述滚筒装置(3)中空，内部用于放置要清洗的工量刃具工件
(4)，滚筒装置(3)下方设有过滤器(2)，过滤器(2)下方设有收集器(I); 一设有磨料与水的喷嘴(5 )的混合腔(6 )平行设置于所述滚筒装置(3 )的轴向上，所述混合腔(6 )端部设有一没入混合腔(6)内的高压水喷嘴(8)，所述高压水喷嘴(8)与高压水发生装置(10)相连；在所述混合腔(6)的侧边还设有磨料箱(7);所述高压水发生装置(10)还与收集器(I)相连的回水装置(9)相连；所述滚筒装置(3)上设有筛孔，所述过滤器(2)上设有过滤孔。所述筛孔孔径大于过滤孔孔径。本实用新型的工作原理如下:工量刃具工件4放入滚筒装置3中，滚筒开始以3r/min的转速转动，启动高压水发生装置(10)产生高压水柱，压强达到30Mpa，经过高压水喷嘴(8)达到混合腔(6)，磨料箱
(7)内装有磨料，磨料可以为石英砂，在负压作用下也进入混合腔(6)，水与磨料在此混合在一起，经过磨料与水的喷嘴(5)射向工量刃具工件(4)，射击后的表面覆盖物、磨料和水均落入过滤器(2)，颗粒较大的表面覆盖物与磨料被过滤后留在过滤器上。水落入收集器(I)中，经过回水装置(9)送回至高压水发生装置(10)，可再次形成高压水柱，循环清洗工量刃具。经过清洗的工量刃具，不但能清理掉工件上的锈蚀、污物等覆盖物，提高了工件的表面质量；同时，还改善了工件的表面强度，提高了工件的疲劳强度等性能。经过高压水发生装置(10)产生高压水柱对工量刃具工件(4)进行清洗，具有无粉尘污染的优点。高压水发生装置(10)产生高压水柱，经过高压水喷嘴(8)和磨料箱(7)内的磨料一起达到混合腔(6 )，水与磨料在此混合在一起，经过磨料与水的喷嘴(5 )射向工量刃具工件(4 )，具有清洗效率高、成本低的优点。工量刃具工件(4)放入滚筒装置(3)中，利用滚筒的旋转使工量刃具工件不断翻转，使其获得均匀的清理。本实用新型清洗方法包括以下步骤:步骤一:需要清洗的工量刃具最大长度400_，表面有氧化物等覆盖物，集中在一起进行表面清洗；步骤二:启动滚筒，使其按照规定的方向转动，工量刃具在滚筒的带动下实现翻转；步骤三:启动高压水发生装置，压强达到20_40MPa。通过混合腔将磨料箱中的磨料和高压水混合成一个整体，通过磨料及水喷嘴射向转动的工量刃具，实现均匀清洗；步骤四:清洗后的工量刃具停留在滚筒上，方便整体收集。磨料、表面覆盖物及水落入过滤器；步骤五:过滤器将磨料、表面覆盖物分拣出来，水落入收集器内，沉淀后再打入回送装置。如此循环，可实现连续的高压水清洗过程。将上述步骤组合在一起，可实现连续化对工量刃具进行清洗。[0034] 本实用新型的优点是将磨料、高压水组合在一起，对转动的工量刃具表面进行清洗，具有无粉尘污染、成本低、表面清洗均匀等特点。
权利要求1.高压水清洗工量刃具表面的设备，其特征在于:该设备包括收集器(I)、过滤器(2)、滚筒装置(3 )、磨料与水的喷嘴(5 )、混合腔(6 )、磨料箱(7 )、高压水喷嘴(8 )、回水装置(9 )和高压水发生装置(10)，所述滚筒装置(3)中空，内部用于放置要清洗的工量刃具工件(4)，滚筒装置(3)下方设有过滤器(2)，过滤器(2)下方设有收集器(I); 一设有磨料与水的喷嘴(5 )的混合腔(6 )平行设置于所述滚筒装置(3 )的轴向上，所述混合腔(6 )端部设有一没入混合腔(6)内的高压水喷嘴(8)，所述高压水喷嘴(8)与高压水发生装置(10)相连；在所述混合腔(6)的侧边还设有磨料箱(7);所述高压水发生装置(10)还与收集器(I)相连的回水装置(9)相连；所述滚筒装置(3)上设有筛孔，所述过滤器(2)上设有过滤孔。
2.根据权利要求1所述的高压水清洗工量刃具表面的设备，其特征在于:所述筛孔孔径大于过滤孔孔径。
专利摘要本实用新型公开了一种高压水清洗工量刃具表面的设备，它具有无粉尘污染、成本低、提高表面强度的特点，适合工量刃具制备过程中的表面清理及性能改善，该设备包括收集器、过滤器、滚筒装置、磨料与水的喷嘴、混合腔、磨料箱、高压水喷嘴、回水装置和高压水发生装置，所述滚筒装置中空，内部用于放置要清洗的工量刃具工件，滚筒装置下方设有过滤器，过滤器下方设有收集器；一设有磨料与水的喷嘴的混合腔平行设置于所述滚筒装置的轴向上，所述混合腔端部设有一没入混合腔内的高压水喷嘴，所述高压水喷嘴与高压水发生装置相连；在所述混合腔的侧边还设有磨料箱；所述高压水发生装置还与收集器相连的回水装置相连。
文档编号B24C3/02GK203031473SQ20132005920
公开日2013年7月3日 申请日期2013年2月3日 优先权日2013年2月3日
发明者蒋茜, 付亚波, 黄圆圆 申请人:付亚波, 台州学院