[實用新型]軟性磨粒流磨粒群分布觀測裝置

無效

• 申請號: 201120086064.X
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN202049115U
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 計時鳴;鐘佳奇;譚大鵬;李琛
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N21/85
• 分類號: G01N21/85
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本實用新型涉及一種軟性磨粒流磨粒群分布觀測裝置。

技術背景

在精密模具制造中，模具表面粗糙度對產品和模具本身質量、壽命都有相當大的影響。據調查，模具型腔表面粗糙度改善一級，模具壽命可提高50％。但由于模具型腔的復雜性、高硬性，光整加工(主要是拋光)效率非常低，其工作量通常占整個模具工作量的30％～40％，且環境惡劣，因此光整加工一直是精密模具制造中頗為棘手的問題。目前用手工、機械、化學等現有加工工藝方法對零件表面進行拋光、倒角及去毛刺均有其局限性，特別是對精密模具中的溝、槽、孔、棱柱、棱錐、窄縫等異型表面進行拋光、倒角、去毛刺是無能為力的(因為工具、夾具不能奏效)。軟性磨粒流加工是一種借助軟性磨粒流在被加工結構化表面的湍流流動，驅動磨粒對壁面的微力微量切削，實現結構化表面的無工具化精密加工的新方法。其中軟性磨粒流是一種液-固兩相磨粒流，由松散磨粒和液體混合而成，具有弱黏性或無黏性，因此具有更好的流動特性并可實現湍流流動。

軟性磨粒流結構化表面流道內，由于流體相的驅動作用，磨粒與磨粒之間、磨粒與壁面之間產生相互碰撞，從而壁面不斷受到沖擊力和摩擦力而發生磨損。結構化表面的加工效果與碰撞頻率和壓力相關，通過研究約束流道內的磨粒群分布及其動力學特性，可以很方便地分析結構化表面不同位置的磨損情況，進而指導工件的加工。

然而實際加工過程中，由于結構化表面約束流道非常細小，且密封不透明，要觀測約束流道內的磨粒群分布狀態是不可能的。目前關于軟性磨粒流的精密加工主要集中在基礎理論研究，尤其是對軟性磨粒流湍流加工機理的分析和數值模擬，而加工過程中軟性磨粒流磨粒群的運動狀態和分布特性沒有得到充分的研究。鑒于磨粒群分布在軟性磨粒流加工過程中扮演的重要角色，設計和開發相應的軟性磨粒流磨粒群分布觀測裝置應用于磨粒群研究是一項由意義和深度的工作。

實用新型內容

為克服現有技術的上述缺點，本實用新型提供了一種能夠觀察磨粒群分布狀態、便于試驗操作和處理的軟性磨粒流磨粒群分布觀測裝置。

軟性磨粒流磨粒群分布觀測裝置，包括盛裝有軟性磨粒流的磨料箱，位于磨料箱內、浸入軟性磨粒流中的潛水泵，允許軟性磨粒流浸入其內形成湍流沖擊加工待加工工件的由透明材料制成的約束流道，和對準約束流道、照射約束流道內某個斷面的磨粒群的光路系統，以及獲取斷面磨粒群畫面的圖像采集系統；

所述的潛水泵通過出流管與所述的約束流道的進口連接，所述的約束流道的出口通過回流管與所述的磨料箱連通；

所述的光路系統包括對準所述的約束流道的激光器，和位于激光器與約束流道之間、能形成厚度均勻且光強足夠的片光的圓柱形組合透鏡；

所述的圖像采集系統包括CCD攝像機和安裝攝像機的云臺，所述的約束流道位于所述的攝像機的視角范圍之內，所述的攝像機與進行圖像處理的計算機連接，所述的云臺受控于一能控制云臺升降，旋轉的鏡頭控制器，所述的鏡頭控制器與所述的計算機連接。

進一步，所述的磨料箱內設有攪拌器，所述的磨料箱的中上部設有防止軟性磨粒流過滿的溢流管。

進一步，所述的約束流道放置在一透明托架上，所述的激光器固定于可移動安裝架上，所述的安裝架架設于允許安裝架沿其滑動的導軌上。

進一步，所述的攝像機與可將斷面內采集區域的磨粒放大的近攝鏡頭配套使用。

進一步，出流管上設有節流閥。