微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置，包括喷嘴体、喷嘴座、喷嘴、锥芯、锥芯座、锥芯平衡弹簧、锥芯微调器。喷嘴套装在喷嘴座内，喷嘴座装在喷嘴装置体上，锥芯连接喷嘴座内的锥芯座上，锥芯微调器螺纹连接在喷嘴装置体上端，其下端与锥芯座上端连接，锥芯座下端的锥芯平衡弹簧使锥芯座上端始终作用在锥芯微调器上。两个输入压缩空气接头对称安装在喷嘴装置体上，并与两个输入气体通道连接相通。通过锥芯的位置调整，使混有微细磨料的二相流气体向流束内部扩散，减小了向外扩散趋势，使流束平直，内部速度分布均匀，有利零件被磨材料的均匀去除，改善了微磨料喷射加工的质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微磨料喷射加工(MJAM)
，特别是涉及微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置。
技术介绍
在微磨料喷射加工
，利用气体介质混入氧化铝、碳化硅、碳化硼、氧化铈 和氧化铁等微细磨料，形成二相流体的加工是占主导地位的。其中喷射装备中，喷嘴装置是 技术关键之一。当被加压到0. 1 0. SMPa的二相流体从喷嘴中喷出，射向工件表面时，流 束的形态，包括发散程度、速度分布和压强分布等，将直接影响材料去除效率，喷射精度和 表面完整性等。一般为了保证被喷射零件表面的形状精度，希望射出的流束能够聚集，而且 流束内的速度分布尽可能均勻一致，这样可以使喷射的凹痕底部更平坦，而侧壁更陡峭。然 而流速的形态直接受喷嘴的形状控制，对此，人们相继专利技术了直孔喷嘴、锥孔喷嘴、文丘里 喷嘴和拉法尔喷嘴等。使用直孔喷嘴和锥孔喷嘴时，当二相流气体出口后因气体分子的内 能释放，使得流束发散；文丘里喷嘴和拉法尔喷嘴是一个出口逐渐扩张形喷嘴，它们充分利 用了二相流气体内能向动能传化的原理，能够获得超音速的喷射速度，但是获得超音速的 原理是使流速向外发散，反而使流束内部的速度分布均勻性变差。荷兰的TU Delft大学提 出了基于拉法尔原理的流道可调型方形喷嘴，通过流道的适当调节可以使流束内部速度分 布的均勻性得到改善，但是无法解决圆孔喷嘴的流束控制问题，因此，专利技术一种新的控制流 束的装置非常有实际意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，是依据压缩气体分子在释放时分子的内能向动能转化 的原理，提供一种可改善微磨料喷射加工时的流束形态，改善微磨料加工零件的形状和尺 寸精度的微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置。采用的技术方案是微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置，包括喷嘴装置体、喷嘴座、喷嘴、 锥芯、锥芯座、锥芯平衡弹簧、锥芯微调器及0型密封圈。所述的喷嘴套装在喷嘴座内，喷嘴 座装在喷嘴装置体上，喷嘴座与喷嘴装置体之间设有0型密封圈，并通过螺栓紧固在一起， 喷嘴与喷嘴座装配后，其喷嘴的内孔与喷嘴座的安装孔在同一个轴线上。锥芯设在喷嘴内， 锥芯以过盈配合装在喷嘴座内的锥芯座上，锥芯微调器上套装有0型密封圈，锥芯微调器 螺纹连接在喷嘴装置体上端，锥芯微调器下端与锥芯座上端连接，锥芯座下端套装有锥芯 平衡弹簧，锥芯平衡弹簧两端分别抵顶在锥芯座和喷嘴座上，使锥芯座上端始终作用在锥 芯微调器的顶压端上，旋动锥芯微调器可调节锥芯相对喷嘴的位置。喷嘴装置体上端设有 两个输入压缩空气管接头，两个输入压缩空气管接头对称安装在喷嘴装置体上，并与锥芯 微调器相对称的两个输入气体通道连接相通，使输入的二相流气体从两侧对称地输入喷嘴 装置体。上述的锥微调器为具有径向密封好、螺距在0. 5-1. 5mm的细牙螺纹。上述的锥芯为锥角在5-30度的锥芯，锥芯为尖角的锥芯或小端面的锥芯。锥芯材 料可为碳化钨、陶瓷、硬质合金耐磨材料。本专利技术的喷嘴装置是在喷嘴孔内部附加一个位置可调的锥状芯子，形成一个环状 气流通道，环状通道沿轴向逐渐扩张。通过一个锥芯位置调节器和芯子位置调节平衡弹簧 作用，调整芯子位置使喷嘴内环状通道的流动的气 体分子发生向内扩散效应，从而降低了 流束的向外发散效应，改善了流束分布状态，并且使流速内喷射速度分布更均勻，提高了气 射流加工材料去除的均勻性，改善了微磨料喷射加工的质量。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1的A-A剖视图。图3是尖角的锥芯结构示意图。图4是有小端面的锥芯结构示意图。具体实施例方式微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置，包括喷嘴装置体3、喷嘴座2、喷 嘴1、锥芯11、锥芯座8、锥芯平衡弹簧10、锥芯微调器6及0型密封圈7、9。所述的喷嘴长 度为15mm，内孔为Φ 1mm，材料是硬质合金，喷嘴1套装在喷嘴座2内，配合紧密，保证没有 气体泄露，喷嘴座2装在喷嘴装置体3上，喷嘴座2与喷嘴装置体3之间设有0型密封圈9， 并通过螺栓紧固在一起，喷嘴1与喷嘴座2装配后，其喷嘴1的内孔与喷嘴座2的安装孔在 同一个轴线上。锥芯11设在喷嘴1内，锥芯11以过盈配合装在喷嘴座2内的锥芯座8上。 所述锥芯11的锥角为25度，锥芯为尖角锥芯，采用硬质合金制作。锥芯微调器6为具有径 向密封好、螺距为Imm的细牙螺纹，锥芯微调器6上套装有0型密封圈7，锥芯微调器6螺 纹连接在喷嘴装置体3上端，锥芯微调器6下端与锥芯座8上端连接，锥芯座8下端套装有 锥芯平衡弹簧10，锥芯平衡弹簧10两端分别抵顶在锥芯座8和喷嘴座2上，使锥芯座8上 端始终作用在锥芯微调器6的顶压端上，旋动锥芯微调器6可调节锥芯11相对喷嘴1的位 置。喷嘴装置体3上端设有两个输入压缩空气管接头5，两个输入压缩空气管接头5对称安 装在喷嘴装置体3上，并与锥芯微调器6相对称的两个输入气体通道4连接相通，使输入的 二相流气体从两侧对称地输入喷嘴装置体3，能够均勻地汇流到喷嘴1的内孔中。工作原理该装置将混有微细磨料的二相流的气体通过两个输入气体通道4汇入喷嘴装置 体3，并从喷嘴1喷出。当气体从喷嘴喷出时，通过锥芯微调器6调节锥芯11相对喷嘴1的 出口端的距离，以便适应不同输入压强和流量，保证流束内扩散达到最佳状态。其锥芯使二 相流气体从喷嘴圆柱内孔与锥芯之间形成环的环状流道喷射出时，环状流道的截面积逐渐 加大，气体的内能转化成动能，使流束向中心区域扩散，减小了流束向外扩散，改善流束的 流束，从而改善了微磨料加工零件的形状和尺寸精度。权利要求微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置，包括喷嘴装置体(3)、喷嘴座(2)、喷嘴(1)、锥芯(11)、锥芯座(8)、锥芯平衡弹簧(10)、锥芯微调器(6)及O型密封圈(7)、(9)，其特征在于所述的喷嘴(1)套装在喷嘴座(2)内，喷嘴座(2)装在喷嘴装置体(3)上，喷嘴座(2)与喷嘴装置体(3)之间设有O型密封圈(9)，并通过螺栓紧固在一起，喷嘴(1)与喷嘴座(2)装配后，其喷嘴(1)的内孔与喷嘴座(2)的安装孔在同一个轴线上，锥芯(11)设在喷嘴(1)内，锥芯(11)以过盈配合装在喷嘴座(2)内的锥芯座(8)上，锥芯微调器(6)上套装有O型密封圈(7)，锥芯微调器(6)螺纹连接在喷嘴装置体(3)上端，锥芯座(8)下端套装有锥芯平衡弹簧(10)，锥芯平衡弹簧(10)两端分别抵顶在锥芯座(8)和喷嘴座(2)上，使锥芯座(8)上端始终作用在锥芯微调器(6)的顶压端上，旋动锥芯微调器(6)可调节锥芯(11)相对喷嘴(1)的位置，喷嘴装置体(3)上端设有两个输入压缩空气管接头(5)，两个输入压缩空气管接头(5)对称安装在喷嘴装置体(3)上，并与锥芯微调器(6)相对称的两个输入气体通道(4)连接相通，使输入的二相流气体从两侧对称地输入喷嘴装置体(3)。2.根据权利要求1所述的微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置，其特征在于 所述的锥芯微调器(6)为具有径向密封好、螺距在0. 5-1. 5mm的细牙螺纹。3.根据权利要求1所述的微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置，其特征在于 所述的锥芯(11)为锥角在5-30度的锥芯，锥芯为尖角锥芯(11)或小端面的锥芯(12)锥 芯材料可为碳化钨、陶瓷、硬质合金耐磨材料。全文摘要微磨料气本文档来自技高网...
【技术保护点】
微磨料气射流加工用锥芯控制流束的喷嘴装置，包括喷嘴装置体（３）、喷嘴座（２）、喷嘴（１）、锥芯（１１）、锥芯座（８）、锥芯平衡弹簧（１０）、锥芯微调器（６）及Ｏ型密封圈（７）、（９），其特征在于所述的喷嘴（１）套装在喷嘴座（２）内，喷嘴座（２）装在喷嘴装置体（３）上，喷嘴座（２）与喷嘴装置体（３）之间设有Ｏ型密封圈（９），并通过螺栓紧固在一起，喷嘴（１）与喷嘴座（２）装配后，其喷嘴（１）的内孔与喷嘴座（２）的安装孔在同一个轴线上，锥芯（１１）设在喷嘴（１）内，锥芯（１１）以过盈配合装在喷嘴座（２）内的锥芯座（８）上，锥芯微调器（６）上套装有Ｏ型密封圈（７），锥芯微调器（６）螺纹连接在喷嘴装置体（３）上端，锥芯座（８）下端套装有锥芯平衡弹簧（１０），锥芯平衡弹簧（１０）两端分别抵顶在锥芯座（８）和喷嘴座（２）上，使锥芯座（８）上端始终作用在锥芯微调器（６）的顶压端上，旋动锥芯微调器（６）可调节锥芯（１１）相对喷嘴（１）的位置，喷嘴装置体（３）上端设有两个输入压缩空气管接头（５），两个输入压缩空气管接头（５）对称安装在喷嘴装置体（３）上，并与锥芯微调器（６）相对称的两个输入气体通道（４）连接相通，使输入的二相流气体从两侧对称地输入喷嘴装置体（３）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕玉山，王军，赵广坡，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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