[發(fā)明專利]一種超聲輔助磨料射流去毛刺加工裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810658415.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN108789165B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張丹;顧勝宇;左敦穩(wěn);張劍;孫玉利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B24C1/08
• 分類號(hào): B24C1/08;B24C9/00;B24B1/04
• 代理公司: 32218 南京天華專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

1.一種超聲輔助磨料射流去毛刺加工裝置，其特征在于它包括：升降機(jī)構(gòu)（1）、零件夾具（2）、磨料液體混合箱（3）、高精度兩軸工作臺(tái)（4）、攪拌機(jī)構(gòu)（5）、換能器（6）、變幅桿（7）、傳振桿噴嘴（8）、超聲電源（10）、流量傳感器（15）、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（16）和液壓隔膜泵（21）；所述的零件夾具（2）與固定在高精度兩軸工作臺(tái)（4）上的步進(jìn)電機(jī)相連接；所述換能器（6）與變幅桿（7）以及傳振桿噴嘴（8）兩兩之間通過雙頭螺柱相連后固定在升降機(jī)構(gòu)（1）的升降平臺(tái)（27）上，升降機(jī)構(gòu)（1）能帶動(dòng)升降平臺(tái)（27）上下移動(dòng)；所述超聲電源（10）與換能器（6）相連，給換能器（6）中的壓電陶瓷施加超聲頻電壓激勵(lì)并通過變幅桿（7）作用在傳振桿噴嘴（8）上，使傳振桿噴嘴（8）以高頻振動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)磨料噴射；所述液壓隔膜泵（21）進(jìn)口端與磨料液體混合箱（3）底部相連，液壓隔膜泵（21）的出口端一路通過主管路上安裝的不銹鋼射流器（14）與傳振桿噴嘴（8）的進(jìn)口端相連通，磨料混合液進(jìn)入傳振桿噴嘴（8）后經(jīng)過超聲作用噴出作用于固定在零件夾具（2）上的零件上，實(shí)現(xiàn)對(duì)毛刺的去除，噴射的磨料液體最終回到磨料液體混合箱（3），實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用；在主管路上安裝有調(diào)節(jié)磨料流量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（16）和流量傳感器（15），另一路通過旁路管與磨料液體混合箱（3）相連通，在回流管路上安裝有安全閥（20）；在磨料液體混合箱（3）中安裝有防止磨料沉淀的攪拌機(jī)構(gòu)（5）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征是所述的液壓隔膜泵（21）的出口端的主管路上還安裝有脈動(dòng)阻尼器（19）和壓力表（18）；不銹鋼射流器（14）的出口端通過軟管（12）與傳振桿噴嘴（8）側(cè)邊的進(jìn)口相通，連接處用卡箍（13）進(jìn)行固定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征是所述的變幅桿（7）與傳振桿噴嘴（8）連接處安裝有溫度傳感器（9），溫度傳感器（9）、流量傳感器（15）、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（16），高精度兩軸工作臺(tái)（4）以及高精度兩軸工作臺(tái)（4）上的步進(jìn)電機(jī)均與單片機(jī)（11）相連，并通過串口通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦P記本電腦（17），實(shí)現(xiàn)工件X,Y方向上位移和擺動(dòng)控制以及對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的采集、變幅桿（7）與傳振桿噴嘴（8）連接處溫度的監(jiān)測以及磨料混合液流量的控制，并方便加工數(shù)據(jù)的保存。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征是所述的零件夾具（2）采用虎鉗臺(tái)結(jié)構(gòu)，其基座底孔通過平鍵連接的基孔制配合與高精度兩軸工作臺(tái)（4）上固定的步進(jìn)電機(jī)軸連接，實(shí)現(xiàn)加工過程中工件X,Y方向移動(dòng)以及小角度擺動(dòng)，確保射流能覆蓋待去毛刺部位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征是所述的換能器（6）和變幅桿（7）放置在一個(gè)絕緣外殼內(nèi)，防止安全事故發(fā)生；變幅桿（7）和傳振桿噴嘴（8）連接處采用溫度傳感器（9）實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度，防止該處連續(xù)作業(yè)溫度過高引起加工質(zhì)量下降和設(shè)備損壞 。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征是將超聲振動(dòng)和磨料射流結(jié)合起來，液壓隔膜泵（21）把磨料混合液通過軟管（12）壓入傳振桿噴嘴（8）內(nèi)部，磨料混合液在其中由于超聲波的空化作用，在噴射出的同時(shí)攜帶微小的氣泡，通過氣泡的破碎轟擊和磨料混合液的微切削作用同時(shí)對(duì)零件進(jìn)行毛刺去除。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征是在射流壓力0.5～2Mpa左右時(shí)，高速流動(dòng)的混合液通過耐高壓不銹鋼射流器（14）混氣室產(chǎn)生負(fù)壓，由導(dǎo)氣管吸入一定量空氣，形成氣液混合物，輔助超聲空化作用。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征是在液壓隔膜泵（21）出口端旁路安裝安全閥（20），當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力超過設(shè)定值時(shí)，閥門打開進(jìn)行泄壓并將磨料混合液引入磨料液體混合箱（3），在出口端安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（16）和流量傳感器（15），通過單片機(jī)（11）采用PID算法對(duì)出口流量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，方便最佳去毛刺加工參數(shù)的確定。