一种射流冲砂精磨孔壁的装置及方法与流程

本发明涉及抛光技术领域，尤其是涉及一种射流冲砂精磨孔壁的装置及方法。

背景技术：

随着设备精度的提高，对设备中一些零件的表面质量要求越来越高。在很多工件中需要对零件的内孔的孔壁进行抛光处理。对于直孔的孔壁加工可采用铰孔、精磨或研磨等工艺进行处理，而对一些异型孔的孔壁处理则没有很好的加工方法。

中国专利cn104149036a公开了一种磨粒流微孔抛光设备，其包括用于夹持工件并使工件中需要抛光的微孔实现定位的夹具、安装于夹具的基座板、设于基座板并与工件的微孔位置对应连通的通孔状的空化腔、盖于空化腔的件相对一侧的激光高透保护镜、可产生朝向所述空化腔的激光束的激光器、位于激光器与激光高透保护镜之间可将激光束聚焦于所述空化腔中的聚焦透镜、可将压力磨粒流体引入所述空化腔的磨料导引通道。持续周期性的激光聚焦到流体形成空化，产生巨大的局部压力和将磨粒流推送到微孔的射流，不断推送磨粒流在微孔中高速流动并摩擦微孔孔壁而实现对微孔进行超精密高效率抛光。

上述的打磨方法和采用的装置结构复杂，且复杂形状的孔壁的抛光。因此有必要予以改进。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种射流冲砂精磨孔壁的装置及方法。它具有加工复杂孔壁，抛光效果好的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明公开的第一方面，提供了一种射流冲砂精磨孔壁的装置，该装置用于精磨待加工内孔的孔壁，包括：第一导管、第二导管、磨料、向所述第一导管和所述第二导管输送流体的动力源，所述动力源上设有换向件，所述第一导管和所述第二导管连接至换向件，所述换向件根据所述第一导管和所述第二导管内流体的压力来切换流体的流通方向，所述第一导管上安装有第一过滤盘，所述第二导管上安装有第二过滤盘，所述第一过滤盘和所述第二过滤盘均设有若干过滤孔，所述第一过滤盘和所述第二过滤盘用于密封连接至所述待加工内孔两端，所述磨料预设在所述待加工内孔中，所述磨料的外径大于所述过滤孔的孔径。

进一步的，所述过滤孔贯穿所述第一过滤盘并呈若干同心圆状分布在所述第一过滤盘上。

进一步的，每一所述过滤孔设有倒角部，所述倒角部朝向所述待加工内孔一侧。

进一步的，所述倒角部上开设有至少一导水槽，所述导水槽导通所述过滤孔和所述第一导管。

进一步的，所述换向件采用换向阀。

进一步的，该装置还包括第一安装件和第二安装件，所述第一安装件和第二安装件均设有导流孔，所述第一导管安装至第一安装件并与所述导流孔导通，所述第一过滤盘安装至所述第一安装件的导流孔，所述第二导管安装至第二安装件并与所述导流孔导通，所述第二过滤盘安装至所述第二安装件的导流孔。

进一步的，该装置还包括机架、铰接安装在所述机架上的工作台和安装在机架上的驱动机构，所述驱动机构连接至所述工作台并带动所述工作台绕铰接点摆动。

进一步的，所述驱动机构包括电机、安装在电机输出轴上的驱动盘和偏心连接在驱动盘上的连接杆，所述连接杆铰接连接至所述工作台。

本发明公开的第二方面，提供了一种射流冲砂精磨孔壁的方法，该方法用于精磨待加工内孔的孔壁，该方法包括以下步骤：

在待加工内孔中装入预设的磨料；

将第一导管和第一过滤盘封堵在待加工内孔的一端，将第二导管和第二过滤盘封堵在待加工内孔的另一端；

控制动力源沿第一导管输送流体进入待加工内孔，流体与磨料混合并冲刷待加工内孔的孔壁，流体和磨料的混合体经第二过滤盘过滤，使得流体沿第二导管返回动力源，而磨料堆积在第二过滤盘上；

当第一导管的压力超过预设值时，通过换向件切换动力源输出流体的流向，使流体沿第二导管输送进入待加工内孔，流体与磨料混合并冲刷待加工内孔的孔壁，流体和磨料的混合体经第一过滤盘过滤，使得流体沿第一导管返回动力源，而磨料堆积在第一过滤盘上；

当第二导管的压力超过预设值时，通过换向件切换动力源输出流体的流向，使流体沿第一导管输送，并依次反复循环。

进一步的，所述方法还包括：

控制驱动盘转动使之带动连接杆做偏心运动；

通过连接杆带动工作台反复摆动。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

通过在工件的待加工内孔内装入磨料，磨料在流体的混合下能在待加工内孔中反复冲击待加工内孔的孔壁，可进行复杂孔壁的加工，抛光效果好。在待加工内孔的两端设置第一过滤盘和第二过滤盘，可以使磨料留在待加工内孔中，同时也可通过磨料来封堵第一过滤盘或第二过滤盘来提高第二导管或第一导管所输送的流体压力，使得换向件能根据压力在第一导管和第二导管之间反复切换，提高抛光效果和自动化加工的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的俯视结构示意图。

图2是本发明的主视结构示意图。

图3是本发明的侧视结构示意图。

图4是本发明中第一过滤盘或第二过滤盘的结构示意图。

图5是本发明中第一过滤盘或第二过滤盘的过滤孔处的放大结构示意图。

图6是本发明中第一安装件或第二安装件的连接处的放大结构示意图。

图中：第一导管10；第一过滤盘11；过滤孔111；倒角部112；导水槽113；第一安装件12；导流孔121；第二导管20；第二过滤盘21；第二安装件22；动力源30；换向件31；工作台40；机架50；驱动机构60；电机61；驱动盘62；连接杆63；磨料70；工件80；待加工内孔81；夹持组件90。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1和图4所示：一种射流冲砂精磨孔壁的装置，该装置用于精磨待加工内孔81的孔壁，该待加工内孔81可以为复杂结构的内孔孔壁，如异型管弯曲成型后其形成的内孔。

该装置包括：第一导管10、第二导管20、磨料70、向第一导管10和第二导管20输送流体的动力源30。动力源30可采用液压泵、气泵等用来输送液体或气体等流体。磨料70预设在待加工内孔81中，流体进入待加工内孔81后与磨料70混合形成抛光流体，该抛光流体可抛光待加工内孔81的孔壁。可根据待机工孔的容积来确定装入待加工内孔81中磨料70的预设量，如可加入待加工内孔81容积的1/4～1/3等。

在动力源30上设有换向件31，第一导管10和第二导管20连接至换向件31，即换向件31位于第一导管10和第二导管20与动力源30连通的管路上。换向件31可根据第一导管10和第二导管20内流体的压力来切换流体的流通方向，例如当动力源30向第一导管10输出流体的压力大于换向件31的预设压力值，则换向件31切换使得动力源30向第二导管20输出流体，则流体从第一导管10向动力源30回流，反之亦然。其中，换向件31采用换向阀，如电磁换向阀、液控换向阀等。

第一导管10上安装有第一过滤盘11，第二导管20上安装有第二过滤盘21，在第一过滤盘11和第二过滤盘21均设有若干过滤孔111。第一过滤盘11和第二过滤盘21用于密封连接至待加工内孔81两端，磨料70的外径大于过滤孔111的孔径。流体可以从过滤孔111中输出，而磨料70受阻于过滤孔111，而逐渐堆积在第一过滤盘11或第二过滤盘21处，随着被封堵的过滤孔111数量增加，输入流体一端的第一导管10或第二导管20压力会逐渐增大，直至到达换向件31进行切换通路的压力的预设值。在换向件31切换了流体的流通方向后，流体可以冲击堆积在第一过滤盘11或第二过滤盘21上的微粒，使之朝向另一端移动，同时抛光待加工内孔81的孔壁，如此反复循环可使得磨料70能均匀加工工件80的待加工内孔81。

见图4和图5所示：在一具体实施例中，第一过滤盘11呈圆板状，过滤孔111贯穿第一过滤盘11并呈若干同心圆状分布在第一过滤盘11上。过滤孔111的轴线平行于第一过滤盘11的轴线。每一过滤孔111设有倒角部112，倒角部112朝向待加工内孔81一侧。倒角部112上开设有至少一导水槽113，导水槽113导通过滤孔111和第一导管10。导水槽113沿倒角部112的表面凹陷，将具有导水槽113的一侧朝向待加工内孔81一侧，即使磨料70封堵住过滤孔111，流体也可以通过导水槽113流出待加工内孔81。相应的，可以将第一过滤盘11设为对称结构，即在过滤孔111的两端均设置倒角部112和导水槽113。根据需抛光工件80的形状，可将第一过滤盘11和第二过滤盘21设为相同结构，也可以设为不同形状。

见图1和图6所示：该装置还包括第一安装件12和第二安装件22，第一安装件12和第二安装件22均设有导流孔121。相应的，第一导管10安装至第一安装件12使得第一导管10与第一安装件12的导流孔121导通，第一过滤盘11安装在第一安装件12的导流孔121中。可选的，第一过滤盘11可位于导流孔121内或密封连接在导流孔121的开口处。第二导管20安装至第二安装件22并与导流孔121导通，第二过滤盘21安装在第二安装件22的导流孔121中。第二过滤盘21可位于导流孔121内或密封连接在导流孔121的开口处。第一安装件12和第二安装件22与工件80的连接可通过螺纹或紧固件直接连接、或通过其他密封件间接密封连接。

设置第一安装件12和第二安装件22可根据不同加工工件80调节第一过滤盘11和第二过滤盘21，使得设备能加工不同的工件80。同时第一安装件12和第二安装件22可固定在工作台40等位置，稳固第一导管10或第二导管20的位置。

见图2和图3所示：该装置还包括机架50、铰接安装在机架50上的工作台40和安装在机架50上的驱动机构60，机架50呈“u”字形结构，工作台40的两端铰接安装在机架50上，并可绕铰接点转动。第一安装件12和第二安装件22固连至工作台40并将工件80装夹在工作台40上。第一导管10和第二导管20分别通过第一安装件12和第二安装件22固定在工作台40上，连接方便。在工作台40上还安装有夹持工件80的夹持组件90，夹持组件90可根据工件80的形状设置。驱动机构60驱动工作台40在机架50上往复摆动。

驱动机构60包括电机61、安装在电机61输出轴上的驱动盘62和偏心连接在驱动盘62上的连接杆63，电机61安装在机架50上。连接杆63铰接连接至工作台40，驱动机构60连接至工作台40并带动工作台40绕铰接点摆动。

在抛光流体加工工件80的待加工内孔81的孔壁时，对工作台40进行摆动，可以进一步调节抛光流体对待加工内孔81的抛光角度，使抛光流体内的磨料70更加无规律运动，待加工内孔81的抛光更加全面。

与前述射流冲砂精磨孔壁的装置的实施例相对应，本发明还提供了射流冲砂精磨孔壁的方法的实施例。

一种射流冲砂精磨孔壁的方法，该方法用于精磨待加工内孔81的孔壁，该方法包括以下步骤。

在待加工内孔81中装入预设的磨料70。根据待加工内孔81的容积装入适量磨料70，将工件80放置在工作台40上的预设位置，并通过夹持组件90进行固定。

将第一导管10和第一过滤盘11封堵在待加工内孔81的一端，将第二导管20和第二过滤盘21封堵在待加工内孔81的另一端。

控制动力源30沿第一导管10输送流体进入待加工内孔81，流体与磨料70混合并冲刷待加工内孔81的孔壁，流体和磨料70的混合体经第二过滤盘21过滤，使得流体沿第二导管20返回动力源30，而磨料70堆积在第二过滤盘21上。该流体的预设压力为10-60mpa，如10mpa、20mpa、30mpa、60mpa等，流体的流速为10m/s-50m/s，如10m/s、15m/s、20m/s、30m/s、50m/s等。喷嘴口径0.5-2.5mm。

当第一导管10的压力超过预设值时，通过换向件31切换动力源30输出流体的流向，使流体沿第二导管20输送进入待加工内孔81，流体与磨料70混合并冲刷待加工内孔81的孔壁，流体和磨料70的混合体经第一过滤盘11过滤，使得流体沿第一导管10返回动力源30，而磨料70堆积在第一过滤盘11上。

当第二导管20的压力超过预设值时，通过换向件31切换动力源30输出流体的流向，使流体沿第一导管10输送，并依次反复循环。

第一导管10、第二导管20和待加工内孔81构成一通路，第一过滤盘11和第二过滤盘21将磨料70封堵在待加工内孔81中。磨料70在运动过程中不会随流体流出待加工内孔81，保持抛光流体中磨料70的目数。通过第一导管10和第二导管20的流体压力来控制换向件31进行切换流体的流动方向，控制效果好。抛光流体可以在待加工内孔81中往复冲刷，有效的提高了待加工内孔81的孔壁的表面质量。

进一步的，当抛光流体开始冲刷待加工内孔81时，启动电机61，使电机61的输出轴带动驱动盘62转动，偏心连接在驱动盘62上的连接杆63做偏心运动。

连接杆63的另一端连接在工作台40上，通过连接杆63带动工作台40反复摆动。继而使安装在工作台40上的工件80进行摆动。工作台40的摆动幅度和速率可通过连接杆63与驱动盘62及电机61进行调节。通过摆动工作台40使抛光流体内的磨料70更加无规律运动，待加工内孔81的抛光更加全面。

射流冲砂精磨孔壁的装置目前已广泛使用，其它结构和原理与现有技术相同，这里不再赘述。