一种水射流型腔抛光设备及方法与流程

本发明涉及抛光技术领域，尤其是涉及一种水射流型腔抛光设备及方法。

背景技术：

随着精细化加工工艺的改进，对产品表面质量要求越来越高。在大批量的产品生产过程中，模具的运用越来越广。一些用模具加工的产品中，其尺寸通过动模和定模合拢形成的型腔来确定，而其表面质量则通过加工工艺和型腔的表面质量来保证。因此对模具的型腔的表面质量要求高，需要进行抛光和研磨处理，以保证加工出来的产品符合其表面质量要求。

然而，模具型腔的结构复杂，常规的研磨方法效率低，而且在一些夹角处研磨难度大。因此，需要进行改进。

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水射流型腔抛光设备及方法。它具有加工复杂型腔效率高，研磨效果好的特点。

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，提供了一种水射流型腔抛光设备，该设备用于加工模具的型腔，该设备包括：用于密封安装至模具并围绕型腔的支撑板、位于所述支撑板所围拢的空间内的过滤板，所述支撑板上安装有至少一输入管，所述至少一输入管连接至动力源，所述过滤板具有过滤孔且该过滤孔连通至所述型腔；所述型腔中预设有磨料，所述磨料的外径大于所述过滤孔的孔径，所述动力源通过所述至少一输入管向所述型腔输出流体，所述流体驱动所述磨料抛光所述型腔。

进一步的，该研磨设备还包括密封圈，所述密封圈贴合在支撑板上并密封在支撑板与模具之间的结合面，所述输入管贯穿所述密封圈并向型腔方向延伸。

进一步的，该研磨设备还包括第一工作部、与所述第一工作部相对设置的第二工作部、及安装所述第一工作部和/或所述第二工作部的平台部，所述第一工作部上设有驱动机构，所述驱动机构推动所述第一工作部向所述第二工作部方向移动。

进一步的，所述第一工作部和所述第二工作部上安装有转动机构，所述转动机构用于安装模具和转动模具。

进一步的，所述至少一输入管输入的流体的流动方向背离重力方向。

进一步的，所述过滤孔贯穿所述过滤板并均匀分布。

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型腔一侧，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型腔。

本发明公开的第二方面，提供了一种水射流型腔抛光方法，该方法用于加工模具的型腔，该方法包括以下步骤：

在型腔内装入预设的磨料；

支撑板与模具密封连接；

控制动力源沿支撑板上的至少一输入管向所述型腔输出流体；

流体驱动磨料在型腔内磨削的时间达到第一预设时间后，通过设备控制模具翻转预设角度；按预设次数循环运行该步骤。

进一步的，所述控制动力源沿至少一输入管向所述型腔输出流体，包括：

所述动力源在输出流体的时间到达第二预设时间后，停止输出流体；在停止输出流体的时间达到第三预设时间后，所述动力源再次输出流体；并依次循环该步骤直至磨料在型腔内磨削的时间达到第一预设时间。

进一步的，所述控制动力源沿至少一输入管向所述型腔输出流体，还包括：

控制动力源输出流体的压力；

控制流体的流动方向背离重力方向；使得在动力源停止输出流体后，磨料回落至过滤板上，在所述动力源再次输出流体后，磨料受流体的驱动再次磨削型腔。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

在模具的动模和定模之间设置支撑板，该支撑板所围拢的空间与型腔导通，动力源通过支撑板向型腔内输送流体，混合预设在型腔中的磨料对型腔进行抛光和研磨，改变型腔表面的粗糙度，提高表面质量。磨料通过过滤板过滤后保留在型腔中，通过流体间隔式的冲击，能反复冲刷型腔，加工效率高，加工范围广。可对模具进行翻转加工，能多角度冲击型腔，使型腔的表面加工全面。

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是本发明的主视结构示意图。

图2是图1中a-a处截面的结构示意图。

图3是图1中b处的放大结构示意图。

图4是本发明中过滤板上过滤孔处的放大结构示意图。

图中：过滤板10；过滤孔11；倒角部12；导水槽13；支撑板20；第二密封圈21；平台部30；第一工作部31；第二工作部32；驱动机构33；转动机构34；模具40；型腔41；磨料50；动力源60；输入管61。

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2所示：一种水射流型腔抛光设备，该设备用于加工模具40的型腔41。该设备包括：用于密封安装至模具40并围绕型腔41的支撑板20、位于支撑板20所围拢的空间内的过滤板10。支撑板20上安装有至少一输入管61和至少一输出管，至少一输入管61连接至动力源60。过滤板10具有过滤孔11且该过滤孔11连通至型腔41。型腔41中预设有磨料50，磨料50的外径大于过滤孔11的孔径。动力源60通过至少一输入管61向型腔41输出流体，流体驱动磨料50抛光型腔41后沿输出管输出。其中，流体为具有预设压力的液体或气体。该流体的预设压力为20-40mpa，如20mpa、25mpa、30mpa、40mpa等，流体的流速为30m/s-50m/s，如30m/s、40m/s、50m/s等。

模具40具有动模和定模，当动模和定模合拢后，在两者之间形成一中空的型腔41。支撑板20呈环形结构围绕形成有圈内空间，如方管形结构或圆管形结构。在支撑板20的两端具有两相互平行的平行面，该平行面分别与动模和定模贴合并密封，型腔41与支撑板20的圈内空间相互导通。输入管61可均匀分布在支撑板20上，也可设置在预设位置。每一输入管61上可连接至少一射流口，该射流口向圈内空间和型腔41中输入具有预设压力的流体。

预设压力的流体驱动预设于型腔41内的磨料50运动，以使得磨料50磨削和抛光型腔41的表面。由于磨料50的外径大于过滤孔11的外径，流体经过滤板10过滤后沿输出管输出，而磨料50滞留在型腔41内。可通过流体循环驱动以磨削型腔41，磨削效率高，磨削均匀。

见图1和图3所示：该研磨设备还包括密封圈21，密封圈21贴合在支撑板20上并密封支撑板20与模具40之间的结合面，输入管61贯穿密封圈21并向型腔41方向延伸。

密封圈21由橡胶材料制成，密封圈21固定在支撑板20上且位于圈内空间。当动模向定模方向移动时，动模与定模相互挤压支撑板20，使得密封圈21涨紧密封在动模和定模与支撑板20的结合面上，流体限定在密封圈21所围绕的空间内，输入管61穿过密封圈21进入到圈内空间中，输出管的开口位于圈内空间内。

见图1所示：该研磨设备还包括第一工作部31、与第一工作部31相对设置的第二工作部32、及安装第一工作部31和/或第二工作部32的平台部30。第一工作部31上设有驱动机构33，驱动机构33推动第一工作部31向第二工作部32方向移动。第一工作部31和第二工作部32上安装有转动机构34，转动机构34用于安装模具40和转动模具40。

动模和定模分别安装在第一工作部31和第二工作部32上，在定模的预设位置安装支撑板20。驱动机构33推动第一工作部31向第二工作部32方向移动，使得动模向定模方向移动直至抵靠在支撑板20上，其中驱动机构33可采用液压缸等可伸缩的元件。通过设置第一工作部31和第二工作部32可以方便控制模具40的合拢和分开，及支撑板20部件的设置。

在第一工作部31和第二工作部32上安装有转动机构34，该转动机构34可以为电机驱动卡盘或转盘等机构，用以转动模具40的角度。转动模具40的角度而支撑板20角度不变或者改变支撑板20上输入管61的进水角度，使得流体从模具40的不同角度进入型腔41，以达到更加全面的磨削型腔41表面的效果，型腔41的表面处理更加均匀。

如，控制将向型腔41内输出流体的输入管61的流向，使得输入管61内的流体的流动方向背离重力方向。磨料50在流体作用下冲刷型腔41的内壁，由于受到重力的影响，磨料50沿重力方向运动，当磨料50与流体相遇时，流体会继续带动磨料50冲刷型腔41内壁，循环效果好，磨料50分布更加均匀。

见图2、图3和图4所示：在一具体实施例中，过滤板10呈环形结构，过滤孔11贯穿过滤板10并均匀分布。每一过滤孔11设有倒角部12，倒角部12朝向型腔41一侧，倒角部12上开设有至少一导水槽13，导水槽13导通过滤孔11和型腔41。导水槽13沿倒角部12的表面凹陷，将具有导水槽13的一侧朝向型腔41方向，即使磨料50封堵住过滤孔11，流体也可以通过导水槽13流出型腔41。相应的，可以将导水槽13和倒角部12设为对称结构，即在过滤孔11的两端均设置倒角部12和导水槽13。

本发明公开的第二方面，提供了一种水射流型腔抛光方法，该方法用于加工模具40的型腔41，该方法包括以下步骤：

s101在型腔41内装入预设的磨料50。

s102支撑板20与模具40密封连接。

通过驱动机构33推动第一工作部31向第二工作部32方向移动，使得动模向定模方向移动直至抵靠在支撑板20上，以实现支撑板20与模具40密封连接。

s103控制动力源60沿支撑板20上的至少一输入管61向型腔41输出流体。该流体的预设压力为20-40mpa，流体的流速为30m/s-50m/s。喷嘴口径0.5-2.5mm。

s104流体驱动磨料50在型腔41内磨削的时间达到第一预设时间后，通过设备控制模具40翻转预设角度。

在动力源60型腔41内通入流体，以使得流体驱动磨料50磨削型腔41，在达到第一预设时间，如30秒后，停止输入流体。并通过第一工作部31和第二工作部32上安装有转动机构34将模具40转动预设角度。例如：转动90度。或者第一工作部31和第二工作部32通过驱动机构33移动，使得动模与定模分离，再通过转动机构34将动模和定模对应转动预设角度。例如：转动90度。驱动机构33移动第一工作部31和第二工作部32使得动模与定模合拢在支撑板20上，并驱动流体进行磨削型腔41。

循环步骤s104至预设次数，直至型腔41的研磨完成。如，每一模具的预设次数为翻转四次，每次翻转90度等。

在上述步骤s103中，控制动力源60沿至少一输入管61向型腔41输出流体，动力源60输入流体的方法有持续输入和间隔式输入。在一实施例中，可采用间隔式输入。即动力源60在输出流体的时间到达第二预设时间后，停止输出流体。在停止输出流体的时间达到第三预设时间后，动力源60再次输出流体。并依次循环该步骤直至磨料50在型腔41内磨削的时间达到第一预设时间。

例如，第二预设时间设为4秒，第三预设时间设为2秒。当动力源60在输出流体的时间到达4时，动力源60停止输出流体。该在停止输出流体的时间达到2后，动力源60再次输出流体。该采用间隔式输入流体的方法，可提高流体与磨料50的混合度，提高磨削质量。

在上述步骤s103中，控制动力源60沿至少一输入管61向型腔41输出流体，还包括：

s201控制动力源60输出流体的压力。动力源60控制输出流体的压力，

s202控制流体的流动方向背离重力方向。使得在动力源60停止输出流体后，磨料50回落至过滤板10上，在动力源60再次输出流体后，磨料50受流体的驱动再次磨削型腔41。

通过控制将向型腔41内输出流体的输入管61的流向，使得输入管61内的流体的流动方向背离重力方向。磨料50在流体作用下冲刷型腔41的内壁，由于受到重力的影响，磨料50沿重力方向运动，当磨料50与流体相遇时，流体会继续带动磨料50冲刷型腔41内壁，循环效果好，磨料50分布更加均匀。

射流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。