【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光整加工，尤其涉及一种一种适合弯曲流道的磁场调控游离磨料光整装置与方法。
技术介绍
1、增材制造因其设计自由度高、生产周期短、材料利用率高等优势，在航空航天和交通运输等高端装备制造领域显示出了巨大的优势。然而，增材制造产品在成型过程中受粉末粘附和阶梯效应等的影响，表面质量通常较差。对于流道类产品而言，其表面的粘附粉末和凸起挂渣是不可接受的，多余物的脱落会带来流道阻塞、降低产品稳定性甚至导致产品失效的风险，因此有必要对流道内表面进行光整加工以使其满足使用要求。
2、增材制造成型的流道类产品结构复杂，其内部流道弯曲迂回，传统加工方法加工可达性往往难以满足其加工需求。游离磨料光整加工可达性高、压力小，特别适合复杂流道表面的光整。然而，高速运动的游离磨料在流道弯曲处由于惯性和离心力的作用会偏向弯曲外侧，导致流道弯曲处的内外侧光整效果不一致。因此，改善游离磨料分布及冲蚀效果不均匀，提升增材制造复杂流道的整体光整质量是亟需解决的难题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种一种适合弯曲流道的磁场调控游离磨料光整装置与方法，游离磨料采用磁性固体颗粒与液体介质均匀混合而成，在流道弯曲处设置磁极头产生磁场，通过磁场对磁性固体颗粒的引力改变其运动轨迹，从而优化磁性固体颗粒在流道弯曲处的浓度分布和冲蚀效果，提升流道的整体光整质量。
2、本专利技术的目的可以通过以下方案来实现：
3、一种适合弯曲流道的磁场调控游离磨料光整装置，
4、所述储液池中为游离磨料，搅拌器用于搅拌储液池中的游离磨料，专用工装用于装夹弯曲流道部件，磁极头与磁场发生器连接并产生磁场，所述磁极头设置在弯曲流道部件弯曲内侧圆心处并固定于专用工装上；
5、所述储液池通过循环管与循环泵第一端相连，循环泵第二端通过循环管与弯曲流道部件第一端相连，弯曲流道部件第二端通过循环管与储液池循环水入口相连；
6、所述游离磨料由磁性固体颗粒和液体介质均匀混合而成，磁性固体颗粒的质量百分含量占游离磨料的0.5-20％，磁性固体颗粒的粒径为纳米级至微米级。
7、一种一种适合弯曲流道的磁场调控游离磨料光整装置的方法，其特征在于：所述游离磨料经循环泵获得高动能，对弯曲流道部件内表面上的材料进行冲蚀去除，此过程中，粘附粉末和凸起挂渣被优先蚀除，随着加工的进行，最终整平整个流道内表面。
8、所述磁极头在磁场发生器的控制下产生磁场，对磁性固体颗粒产生引力，从而改变其运动轨迹，提高磁性固体颗粒在弯曲流道部件弯曲内侧处的浓度并使其运动方向朝向内侧表面，改善磁性固体颗粒对内侧表面材料的冲蚀去除能力，提升整个流道的光整质量。
9、对弯曲流道部件进行光整加工所需的磁场强度大小由参数实验确定，具体的，进行数组实验，每组设置不同的磁场强度，并按磁场强度由小到大进行实验，实验结束后对弯曲流道部件的内外侧表面进行检测分析，在某一磁场强度下，弯曲内外侧表面质量一致且较好，则该磁场强度即为加工所需的磁场强度大小，当磁场强度偏小时，弯曲内侧表面质量较差，当磁场强度偏大时，弯曲外侧表面质量较差。
10、对弯曲流道部件进行光整加工所需的磁场强度大小与磁性固体颗粒的速度、质量、体积、磁化率和弯曲流道部件的曲率半径有关，具体的，磁性固体颗粒的速度和质量越大，所需磁场强度就大，而磁性固体颗粒的体积、磁化率和弯曲流道部件的曲率半径越大，所需磁场强度越小，在获得某一工艺条件下所需的磁场强度后，根据此规律指导，可快速获得不同工艺条件下所需的磁场强度。
11、所述搅拌器包括搅拌电机、减速器、联轴器、搅拌轴和搅拌轴叶片，搅拌电机输出轴连接减速器，减速器输出轴连接联轴器，联轴器与搅拌轴通过固定螺母连接，搅拌轴底部通过固定螺母安装搅拌轴叶片。
12、所述游离磨料在储液池中通过搅拌器均匀混合，经循环泵、循环管和专用工装输运至弯曲流道部件中对工件进行光整加工，再随循环管回流至储液池中，实现加工介质的循环利用。
13、所述游离磨料在冲蚀工件壁面过程中，动能转化为机械能对壁面进行微磨削，加工应力小、表面质量高，通用性强。
14、利用上述磁场调控游离磨料光整装置对弯曲流道部件内表面进行光整加工的完整步骤包括：
15、s1.按一定配比将磁性固体颗粒和液体介质置于储液池中；
16、s2.将弯曲流道部件和磁极头固定于特定工装上；
17、s3.根据工件曲率半径、磁性固体颗粒质量和速度计算并设置各个磁极头的磁场强度；
18、s4.打开搅拌器，将磁性固体颗粒和液体介质搅拌均匀；
19、s5.依次打开磁场发生器和循环泵，将游离磨料输运至弯曲流道部件中，对流道内表面进行基于磁场调控的游离磨料光整加工。
20、本专利技术的有益效果在于：
21、1、本专利技术提出的一种磁场调控游离磨料光整方法依靠高速运动的游离磨料的动能对材料进行冲蚀去除，加工压力小，加工可达性高，适于薄壁弱刚性复杂流道工件的表面光整。
22、2、磨料采用磁性固体颗粒，借助外加磁场对磁性固体颗粒运动的精准调控，有效改善了游离磨料在流道弯曲处的浓度分布及冲蚀效果不均匀的现象，增强了游离磨料对弯曲处内侧的光整能力，提升了流道内表面的整体光整效果。
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1.一种适合弯曲流道的磁场调控游离磨料光整装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的适合弯曲流道的磁场调控游离磨料光整装置的方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种适合弯曲流道的磁场调控游离磨料光整装置，其特征在于：
2....
【专利技术属性】
技术研发人员：李延梁，胡伟叶，杨涛，黄功祥，曾永彬，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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