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专利号: 201510056487X
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 磨削;抛光
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超声波辅助气液固三相磨粒流抛光加工装置,其特征在于:包括顺向超声波发生装置、逆向超声波发生装置、三相磨粒流流道(2)、流道盖板(13)、和底座(1),三相磨粒流流道(2)固定在底座(1)上,流道盖板(13)固定在三相磨粒流流道(2)上,三相磨粒流流道(2)的出口和入口处均设有螺纹管(18),三相磨粒流流道(2)内设有安装待抛光工件的凹槽;

所述逆向超声波发生装置包括超声波换能器、平面圆形活塞式发射头(12)、固定法兰盘和密封连接盘(17),所述超声波换能器连接平面圆形活塞式发射头(12),所述平面圆形活塞式发射头(12)通过密封连接盘(17)连接流道盖板(13)的一个倾斜侧面,所述超声波换能器通过平面圆形活塞式发射头(12)将超声波发射进入三相磨粒流流道(2)中,所述三相磨粒流流道(2)内的气液固三相磨粒流的流向与上述超声波的方向相逆且呈60度夹角;所述超声波换能器通过固定法兰盘固定在底座(1)上;

所述顺向超声波发生装置结构与逆向超声波发生装置一致,顺向超声波发生装置装在流道盖板(13)的另外一个倾斜侧面上,顺向超声波发生装置与逆向超声波发生装置对称分布且二者呈60度夹角;

所述超声波换能器通过平面圆形活塞式发射头(12)发射出的的超声波为频率为20KHz的弹性机械振动波;

三相磨粒流是由液固二相磨粒流与微尺寸气泡均匀混合形成的混合磨粒流体,所述微尺寸气泡是直径为1 100μm的空化气泡,所述微尺寸气泡通过微纳米气泡泵产生并均匀混~合进入液固二相磨粒流中;

所述固定法兰盘包括母盘(11)和子盘(4),子盘(4)和超声波换能器之间安装有塑料垫片(19),母盘(11)和超声波换能器之间安装有橡胶减震垫圈(20)。

2.根据权利要求1所述的一种超声波辅助气液固三相磨粒流抛光加工装置,其特征在于:所固定法兰盘通过夹具(3)固定在底座(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种超声波辅助气液固三相磨粒流抛光加工装置,其特征在于:所述密封连接盘(17)和流道盖板(13)通过O型密封圈密封连接。

4.采用如权利要求1所述装置的一种超声波辅助气液固三相磨粒流抛光加工方法,其特征在于:包括如下步骤:将逆向超声波发生装置安装在气液固三相磨粒流方向相逆、且与气液固三相磨粒流方向呈60度夹角的位置上,将顺向超声波发生器安装在气液固三相磨粒流方向相同、且与气液固三相磨粒流方向呈60度夹角的位置上,利用逆向超声波发生装置和顺向超声波发生装置分别产生逆向超声波和顺向超声波,逆向超声波和顺向超声波在含有微尺寸气泡的气液固三相磨粒流介质中对工件加工表面附近的微尺寸气泡压缩致使微尺寸气泡溃灭,微尺寸气泡溃灭时会产生一种与气液固三相磨粒流方向相逆的逆向微激波,微激波使得气液固三相磨粒流内局部区域产生很大的压强从而产生微观爆炸作用,并通过微观爆炸作用产生垂直向下的分力对微尺寸气泡周围的磨粒产生向下加速推动作用,进而大幅度提高所述气液固三相磨粒流与工件加工表面凸起峰的接触几率和作用力;同时围观爆炸作用产生的与气液固三相磨粒流流向相逆的分力可以对磨粒起到相对阻滞作用,增加磨粒与工件加工表面的接触作用时间。

5.根据权利要求4所述的一种超声波辅助气液固三相磨粒流抛光加工方法,其特征在于:所述逆向超声波和顺向超声波的功率和频率通过外接电路和控制系统进行人为控制,进而可以人为控制气液固三相磨粒流中的微尺寸气泡的溃灭速率,提高微尺寸气泡靠近工件加工表面处的溃灭几率。