磨料流动加工设备及方法技术

一种用于将磨料介质（１５）移动穿过一工件（２０）的小孔（１８）的磨料流动加工设备和方法，藉此该设备（１０）能使介质（１５）以一预定的压力和一恒定的流率穿过小孔（１８）。在另一种形式中，设备（１０）能通过利用作用在穿过小孔（１８）的介质（１５）上的可变压力来使介质（１５）以一固定的流率穿过小孔（１８）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磨料流动加工，更具体地说，涉及能够通过小心地控制介质流率来加工一零件内的小孔的磨料流动加工设备。本专利技术还涉及一种用于这种加工的方法。
技术介绍
磨料流动动加工是通过使其中含有磨料颗粒的一粘性介质在压力下通过一工件之上或穿过延伸穿过工件的一小孔来抛光或研磨工件的工艺。传统的磨料流动加工工艺设计成保持一恒定的介质挤压压力，这经常会使介质温度、流率以及粘度发生明显的变化，这样的变化会不利地影响系统精确预测磨料流动机(AFM)加工时间的能力，因而也不利地影响总的加工结果。举例来说，介质的温度随着穿过小孔的流率的增加而上升。当小孔受到一恒定压力下的介质的作用时，随着小孔的壁变得越来越光滑和小孔直径的增大，介质穿过小孔的流率增大。结果，不仅介质温度上升，而且这样的温度上升对于以较高流率穿过小孔的介质是局部的。这不仅产生过高的温度还在整个介质中产生一不均匀的温度分布。高温和整个介质中的温度变化使介质不能以恒常和有效的方式进行工作。因此，想要有一种设备和方法，它能有效地利用介质，且同时能将介质的温度保持在相对较窄的温度范围之内。转让给本专利技术的受让人的美国专利第3,634,973号揭示了一种利用磨料介质的往复加工结构，但它的工作方式不能对穿过小孔的介质流率进行直接的控制。尽管该设备能有效地进行磨料流动加工，但如果对流率加以控制，这样的加工将会质量更高，且介质将会使用寿命更长久。
技术实现思路
本专利技术的一第一实施例涉及一种用于将磨料介质移动穿过一工件的小孔的磨料流动机，它包括一工件保持装置，该保持装置适于牢固地定位工件，并且保持装置的一侧形成一上游侧，而其另一侧形成一下游侧。一第一正排量泵设置在保持装置的上游侧，并连接至上游侧，以用于在一预定压力下迫使介质到达保持装置的下游侧。一介质阻挡装置设置在保持装置的下游侧上，并连接至下游侧，以用于阻挡到下游侧的介质流动，从而控制从上游侧至下游侧的介质流率。在本专利技术的一第二实施例中，一种用于将磨料介质移动穿过一工件的小孔的磨料流动机，它包括一工件保持装置，该保持装置适于牢固地定位工件，并且该保持装置的一侧形成一第一侧，而其另一侧形成一第二侧。一第一正排量泵设置在保持装置的第一侧，并连接至第一侧；以及，一第二正排量泵设置在保持装置的第二侧，并连接至第二侧。在一第一模式中，第一正排量泵迫使介质从保持装置的第一侧流向第二侧，而第二正排量泵抵抗流动，从而控制至保持装置的第二侧的流动。在一第二模式中，第二正排量泵迫使介质从保持装置的第二侧流向第一侧，而第一正排量泵抵抗流动，从而控制至保持装置的第一侧的流动。本专利技术的一第三实施例涉及一种使用穿过一工件的小孔的磨料介质来进行磨料流动加工的方法，其中小孔形成一上游侧和一下游侧。该方法包括以下步骤以在第一侧上的一预定的恒定压力将介质穿过小孔从上游侧移动至下游侧，并有选择地节流介质至下游侧的流动，以在保持在一第二侧上的预定的恒定压力的同时，控制介质穿过小孔的流率。本专利技术的一第四实施例涉及一种使用穿过一工件的小孔的磨料介质来进行磨料流动加工的方法，其中小孔形成一第一侧和一第二侧。该方法包括以下步骤以一预定的恒定压力将介质穿过小孔从第一侧移动至第二侧，并有选择地节流介质至第二侧的流动，以在保持预定的恒定压力的同时，控制介质穿过小孔的流率；以预定的恒定压力将介质穿过小孔从第二侧移动至第一侧，并有选择地节流介质至第一侧的流动，以在保持预定的恒定压力的同时，控制介质穿过小孔的流率。本专利技术的一第五实施例涉及一种使用穿过一工件的小孔的磨料介质来进行磨料流动加工的方法，其中小孔形成一上游侧和一下游侧。该方法包括以下步骤以一压力将介质穿过小孔从上游侧移动至下游侧，调节该压力，以提供介质穿过小孔的一恒定的流率。本专利技术的一第六实施例涉及一种使用穿过一工件的小孔的磨料介质来进行磨料流动加工的方法，其中小孔形成一第一侧和一第二侧。该方法包括以下步骤通过在第一侧施加压力并在第二侧释放压力来将介质穿过小孔从第一侧移动至第二侧，调节在第一侧的压力，以使从第一侧穿过小孔的介质具有一恒定的流率；通过在第二侧施加压力并在第一侧释放压力来将介质穿过小孔从第二侧移动至第一侧，并调节在第二侧的压力，以使从第一侧穿过小孔的介质具有一恒定的流率。附图简述附图说明图1是示出两个相对设置的正排量泵推动研磨介质穿过一工件的小孔的简略图；图2是单个正排量泵将介质排放穿过一工件的小孔并随后抵抗介质流的简略图；图3示出用于将介质来回移动穿过一小孔的相对设置的正排量泵，泵的驱动装置可是线性致动器；图4是两个相对设置的正排量泵和操纵它们的控制系统的简略图；图5是示出两个相对设置的正排量泵一操纵系统以及相关硬件设备的略图；图6是将介质供应穿过一小孔以藉此将介质释放到一开放环境中的单个正排量泵的简略图；以及图7是可用来控制介质温度的串列热交换器的立体图。具体实施例方式在本专利技术的一个实施例中，研磨介质受到一恒定的压力，并被迫使穿过一工件的小孔。本实施例中所讨论的流率将等于或小于敞开于大气的小孔下游侧的最大流率能力。具体地说，通过限制介质在小孔下游侧的流动来获得一小于该最大值的流率。请参见图1，图中示出了用于将研磨介质15移动穿过一工件20的小孔18的一磨料流动机10。为了本文进行讨论的目的，所述的介质将具有在1至50百万厘泊的范围内的粘度。具有相对较高粘度的介质的一个例子是诸如半固态聚合物之类的粘弹性介质。具有较低粘度的介质的一个例子是液态的磨料浆，它包括悬浮在诸如搪磨液的切削液之类的流体介质中的磨料。该流体中可以具有一流变性的添加剂，并具有结合于其中的细微磨料颗粒。流变性的添加剂产生一摇溶的浆液。磨料流动机10它自身作为一个整体，并不包括其中具有小孔18的工件20，但将包括一工件保持装置25，该工件保持装置适于牢固地定位工件20，保持装置25的一侧27形成一上游侧或第一侧，而保持装置25的另一侧29则形成一下游侧或第二侧。一第一正排量泵35在上游侧27上，并连接至保持装置25的下游侧27，以迫使介质15在一预定的压力下穿过工件20的小孔18到达保持装置25的下游侧29。位于保持装25下游侧29上的一介质阻挡装置45阻止介质穿过小孔18不受阻碍地流动，以阻挡介质15流动到下游侧29，从而控制从保持装置25的上游侧27至下游侧29的介质流率。如图1所示，第一正排量泵35包括在液压缸39内的一活塞37，且活塞37可工作以将介质15从液压缸39推压向保持装置25的下游侧29。由驱动装置41来移动活塞37。如以下将说明的那样，用于活塞37的驱动装置41可以是一液压致动器(图4)，或者，如图3中所示那样，驱动装置41也可以是一线性电动机致动器42，它例如利用一蜗轮，所述蜗轮啮合从活塞37延伸的一杆38上的一配对齿轮44。应予理解的是，尽管已经提到了两种类型的驱动装置，但还可以将那些熟悉本
的人们所知道的任意数量的驱动装置利用于更加本专利技术的正排量泵。再回到图1，控制介质15的压力和介质15的流率两者的一种方法包括通过限制被允许行进至保持装置25的下游侧29的介质量来减少穿过小孔18的流率。具体地说，可以利用一第二正排量泵来作为介质阻挡装置45以实现该目的。第二正排量泵55有一在液压缸59内的活塞57。活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将磨料介质移动穿过一工件的小孔的磨料流动机，它包括：１）一工件保持装置，该保持装置适于牢固地定位工件，并且保持装置的一侧形成一上游侧，而其另一侧形成一下游侧；２）设置在保持装置的上游侧并连接至上游侧的一第一正排量泵设 置，用于在一预定压力下迫使介质到达保持装置的下游侧；以及３）设置在保持装置的下游侧上并连接至下游侧的一介质阻挡装置，用于阻挡到下游侧的介质流动，从而控制从上游侧至下游侧的介质流率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：WL瓦尔齐，
申请(专利权)人：挤压磨石有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]