一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法及其装置制造方法及图纸

一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法，软性磨粒流加工装置包括约束流道底座和约束模块，约束流道的进口与液压泵的出口相连，约束模块上安装振动部件，振动部件与超声波发生器连接，约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；加工方法过程如下：实时监测的振动信号、压力信号和流量信号，将采集的信号输入笛卡尔坐标系下的流体控制方程；通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态，从而来控制整个抛光进程。以及提供实现软性磨粒流加工方法的装置。本发明专利技术增强湍流强度、提高加工效率、降低能耗、适用于复杂工件加工、有效消除加工死角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软性磨粒流精密加工领域，尤其是一种软性磨粒流加工方法及其装置。
技术介绍
如今，制造业快时尚发展，人们对零件表面的精度要求越来越高，对零件自由曲面的精密加工可以应用新型气囊抛光等技术。现在加工的零件结构复杂化，模具制造中所涉及的沟、槽、空、棱柱、棱锥、窄缝等结构化表面增多，对这些表面的精密光整加工技术研究却比较薄弱。液-固两相软性磨粒流加工是应用软性磨粒流在被加工工件的结构化表面形成湍流流动，配以约束模块，使被加工表面成为流道壁面的一部分，形成磨粒流道。磨粒流流过该通道时，对壁面的粗糙出进行微切削作用，实现结构化便面的无工具加工。加工流道的底座、约束流道、约束模块及磨粒流的输出、循环和回收都是软性磨粒流的重要部分。液-固两相软性磨粒流加工是以磨粒流的湍流为理论依据，以磨粒间的相互碰撞及磨粒与壁面间的碰撞为基础，对磨粒进行动力学分析，利用湍流流场中磨粒对壁面的切削作用，对被加工工件壁面粗糙处进行精密加工。该技术弥补了传统光整加工方法对结构化表面加工的劣势，同时也能对其他复杂的工件表面进行加工，并能够实现自动控制目前，正应用于加工的软性磨粒流主要还存在以下缺点1、液压泵的压力和流量较低，磨粒流的速度和湍流强度较低，因此产生加工时间偏长、加工效率低、能耗过大，达不到所期望的加工效果。2、在复杂的流道中磨粒流的的流态无法控制，有些地方湍流耗散过大，会形式加工死角及整个流道内加工不均匀的现象。
技术实现思路
为了克服已有软性磨粒流加工方法及其装置的湍流强度较小、加工效率较低、能耗大、不能适用于复杂工件加工、存在加工死角的不足，本专利技术提供一种增强湍流强度、提高加工效率、降低能耗、适用于复杂工件加工、有效消除加工死角的加载超声波激振的软性磨粒流加工方法及其装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法，软性磨粒流加工装置包括约束流道底座和约束模块，所述约束模块位于所述约束流道底座的上部，所述约束模块与所述约束流道底座之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道，所述约束流道的进口与液压泵的出口相连，所述约束模块上安装振动部件，所述振动部件与超声波发生器连接，所述约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；所述加工方法过程如下实时监测的振动信号、压力信号和流量信号，将采集的信号输入笛卡尔坐标系下的流体控制方程连续性方程权利要求1.一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法，软性磨粒流加工装置包括约束流道底座和约束模块，所述约束模块位于所述约束流道底座的上部，所述约束模块与所述约束流道底座之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道，所述约束流道的进ロ与液压泵的出口相连，其特征在于所述约束模块上安装振动部件，所述振动部件与超声波发生器连接，所述约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压カ传感器，在出口处安装流量计；所述加工方法过程如下实时监测的振动信号、压カ信号和流量信号，将采集的信号输入笛卡尔坐标系下的流体控制方程 连续性方程2.ー种实现权利要求I所述的加载超声波激振的软性磨粒流加工方法的装置，包括约束流道底座和约束模块，所述约束模块位于所述约束流道底座的上部，所述约束模块与所述约束流道底座之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道，所述约束流道的进ロ与液压泵的出ロ相连，其特征在于所述约束模块上安装振动部件，所述振动部件与超声波发生器连接，所述约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压カ传感器，在出ロ处安装流量计；所述装置还包括用以将实时监测的振动信号、压カ信号和流量信号输入流体控制方程，通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态的抛光加工控制器，所述振动传感器、压カ传感器和流量计分别与所述抛光加工控制器连接。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述约束模块上方安装顶盖，所述顶盖与所述约束流道底座固定连接。4.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于所述振动部件为振动棒，所述振动棒位于约束模块的中部，所述振动棒与约束模块通过软固结组织连 接。全文摘要一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法，软性磨粒流加工装置包括约束流道底座和约束模块，约束流道的进口与液压泵的出口相连，约束模块上安装振动部件，振动部件与超声波发生器连接，约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；加工方法过程如下实时监测的振动信号、压力信号和流量信号，将采集的信号输入笛卡尔坐标系下的流体控制方程；通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态，从而来控制整个抛光进程。以及提供实现软性磨粒流加工方法的装置。本专利技术增强湍流强度、提高加工效率、降低能耗、适用于复杂工件加工、有效消除加工死角。文档编号B24B1/04GK102862098SQ20121033671公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日专利技术者计时鸣, 李宜燃, 谭大鹏, 敖海平, 王嘉琦 申请人:浙江工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法，软性磨粒流加工装置包括约束流道底座和约束模块，所述约束模块位于所述约束流道底座的上部，所述约束模块与所述约束流道底座之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道，所述约束流道的进口与液压泵的出口相连，其特征在于：所述约束模块上安装振动部件，所述振动部件与超声波发生器连接，所述约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；所述加工方法过程如下：实时监测的振动信号、压力信号和流量信号，将采集的信号输入笛卡尔坐标系下的流体控制方程：连续性方程：∂ρ∂t+∂∂xj(ρuj)=0---(1)动量方程：∂∂t(ρui)+∂∂xj(ρujui)=-∂p∂xi+∂∂xj[μ(∂uj∂xi+∂ui∂xj)]-23∂∂xi(μ∂uj∂xj)+ρgi---(2)k？ε模型中，k和ε的输运方程如下：∂∂t(ρk)+∂∂xj(ρu‾jk)=∂∂xj[(μ+μtσk)∂k∂xj]+μt(∂u‾i∂xk+∂u‾k∂xi)∂u‾i∂xk-ρϵ---(3)∂∂t(ρϵ)+∂∂xj(ρu‾jϵ)=∂∂xj[(μ+μtσϵ)∂ϵ∂xj]+C1ρEϵ-C2ρϵ2k+νϵ---(4)部分参数经验值为：C2=1.9；σk=1.0，σε=1.2；η=(2Eij·Eij)1/2kϵ;E=12(∂ui∂xj+∂uj∂xi);式中，t为时间；ρ为流体密度；xi，xj为张量坐标；ui为速度矢量u在三个坐标轴方向的分量；μt为湍流粘性系数；μ为流体动力粘度；E为应变率；σk、σε分别为湍动能和湍动能耗散率对应的普朗特数； 通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态，从而来控制整个抛光进程。FDA00002129111700015.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：计时鸣，李宜燃，谭大鹏，敖海平，王嘉琦，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：