磨料流加工和抛光装置制造方法及图纸

一种磨料流加工和抛光装置，包括一液压驱动的、往复运动的活塞和一挤压介质室，该挤压介质室可接受磨料的粘弹性分散体，并将其单向挤压通过具有内部通道的工件的内部表面，以对所述表面进行研磨加工， 其特征在于，还包括： （１）夹具装置，其引导从所述液压挤压介质室来的所述粘弹性磨料分散体流入所述内部通道的至少一个进口； （２）收集器，其利用重力作用收集从所述内部通道的至少一个出口来的所述粘弹性磨料分散体； （３）一挤压介质室进口，可控制地和间歇地打开，使来自所述收集器的所述粘弹性磨料分散体在重力作用下进入所述液压挤压介质室； （４）所述液压驱动的活塞能将所述挤压介质室里的所述粘弹性的磨料分散体挤压通过所述内部通道并落入所述收集器，且可间歇地从在所述挤压介质室里的挤压位置退回到一退回位置以打开所述挤压介质室进口，使所述粘弹性磨料分散体在重力作用下返流入所述挤压介质室，然后向前移动而封闭所述挤压介质室进口并将所述粘弹性磨料分散体密封在所述挤压介质室里。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
技术
技术介绍
领域本专利技术涉及非传统的机械工具和机械加工领域，它将含有分散的磨料的粘弹性介质挤压通过工件的表面，特别是孔、流道和其它内部结构的内表面。这种技术已被广泛使用，例如将内燃机的进气管、气缸盖和孔磨光，以降低流动阻力和保持工作液体向各气缸的平衡流动。涉及的案子本专利技术涉及美国专利5,070,652号公开的和要求保护的内容。现有技术磨料流加工是一种非传统的加工工艺，它将掺有磨料粒子的粘弹性介质挤压通过或经过一工件表面，以便使磨料对该表面加工。在磨料流加工中，磨料的作用可被认为类似于切削、锉削、磨削、研磨、抛光或搪磨加工，其中，被挤压的粘弹性磨料介质象个“塞子”一样通过或经过工件。当该塞子在压力下被挤压通过狭窄的通道时，它成了一个可按工件表面自行成形的物体，从而对工件选定的表面进行加工。虽然磨料流加工有点类似于其它的研磨技术，这种技术利用流体作介质以携带呈分散状态的磨料粒子，并进行类似的研磨加工(诸如流体动力加工)，但存在着显著的不同。在使用流体(即液体或气体)的应用中，必须有非常高的速度，这不仅是为了使粒子保持分散状态，还因为在这种加工中，粒子相对被研磨表面的高速碰撞是主要的作用力。然而，所有这些流体动力加工受到流体动力学定律的限制，因此，不能均衡地加工复杂的表面。然而，在本专利技术中，如同在其它的磨料流加工中那样，粘弹性的磨料介质是一种在相当大的压力作用下、但以相当低的速度被挤压通过限定通道的半固态的、非牛顿的流体。半固态的粘弹性介质不仅使磨料粒子保持均匀的分散状态，并且在半固态的、粘弹性的介质和粒子被挤压通过或经过工件时，它还进一步对受到剪切力作用的磨料粒子提供相对牢固的支撑，以使粒子牢靠地抵压在通道表面。因此，当粒子被迫沿着被研磨的壁表面移动时，不再是以高速碰撞被研磨的通道表面，而是以(比悬浮在流体载体里的高速粒子)更高得多的作用力缓慢而有效地对工件表面加工。然而，与大多数利用固体支承使磨料粒子紧贴着工件的传统研磨技术不同，支承磨料粒子的介质是粘弹性的，因此作为一种支撑材料，它能适应通道或通道转弯和改变形状时的转角和变形的横截面形状。一般用来进行磨料流加工的、现有技术中的装置包括一个具有两个相对的挤压室、而工件可插入它们之间的结构。挤压室是进行挤压的、变容的、可膨胀的室，它具有机械驱动的活塞，该活塞能从室内将进行研磨的介质挤压通过工件的通道，然后进入另一个挤压室。在工件和两个挤压室之间必须固定一个或两个可拆卸的、使工件固定在挤压室上和使工件通道与挤压室密封连接的工件夹具。工件夹具必须被设计成可牢牢地固定工件，以使待加工的工件表面暴露在两个挤压室之间的通道内，从而允许磨料介质被挤入和挤出工件，且不会有任何泄漏。如果待研磨的表面是一个通过工件的孔，夹具必须能使孔的两端各与一挤压室密封连接，从而使孔本身成为在一个挤压室和另一个挤压室之间的密封通道。另一方面，如果待研磨的工件表面是一个外表面，夹具一般就较复杂，并必须被设计成由工件和夹具一起形成基本的限定通道，从而使待研磨的表面成为通道的一部分，这样在介质被挤压通过通道时将至少研磨该表面。一些进行磨料流加工的早期技术采用单向加工方法，它利用一个挤压室，磨料介质从该挤压室被挤压通过一进口夹具和工件通道，然后在其离开工件时允许其落到加工台上或落入一容器内。每过一段时间，必须将收集的磨料介质重新装入挤压室。由于将介质送回到挤压室需要额外的精力和时间，因此这种单向将磨料介质来回挤压通过一个或几个工件(如上所述)的技术消除了利用人工重新装载挤压室的需要，并显著地缩短整个加工时间。当加工循环开始时，将掺有磨料粒子的、由半固态的、可流动的、粘弹性材料组成的挤压介质装入一个挤压室，而另一个挤压室是空的或近乎空的。加工进行时，利用液压的或机械的方法，将磨料介质从充填的室、经约束通道挤压通过待研磨的工件表面而进入空的室，从而如希望的那样对表面进行加工。一般来说，被挤压的介质然后在两个挤压室之间被来回双向挤压，直至达到所需要的研磨程度为止。利用约束器或芯杆引导磨料介质沿待研磨的表面流动可对埋头孔、凹陷区、甚至封闭的内腔进行研磨。关于采用磨料流加工的基本的现有技术的更详细说明可见美国专利3,521,412号(麦卡蒂)；3,634,973号(麦卡蒂)；3,802,128号(小迈尼尔)；以及3,819,343号(罗兹)。现有技术存在的问题虽然现有技术是非常有效的，但相对于某些工件特征来说它们的确存在着局限性。所述的美国专利5,070,652号是最接近本专利技术的现有技术，它存在着已被本专利技术克服的局限性。例如，某些工件具有复杂的几何形状，这将使设计或应用夹具、以有效地密封在待加工的通道上的开口变得困难。作为这种工件的例子，有些内燃机(其每个气缸上有多个进气和/或出气阀)上的较先进的气缸盖对于在孔的歧管一侧还是活塞缸一侧进行固定都是很困难的。对于利用磨料流加工来抛光在这种气缸盖里的进气口或出气口来说，将夹具固定在孔的歧管一侧是相对容易的，因为孔的外侧开口通常位于一平表面上，而进气或出气岐管最后将固定在该表面上。而孔的另一端要密封连接一夹具却是非常不容易，因为孔的开口一般与圆盖形或半球形气缸盖内的复杂的几何结构靠得很近，由于圆盖形的气缸盖还包含着一个火花塞开口，从而使该气缸盖的结构进一步复杂化。虽然也可设计出适当的夹具，但制造成本相当昂贵，而且如果要获得足以防止介质流入诸如出气口和火花塞开口等区域的密封，那么将气缸盖工件妥善地安装在这种夹具上可能是非常耗时的。此外，由于通道是呈锥形的，因此在大多数情况下反向流动经过这类进口的加工不是很理想的。这种技术的另一个显著缺点在于，常常需要靠活塞式挤压室的一次充填量来完成对工件的加工(对于复杂的零件来说，这将需要特别大的挤压室和介质量)，或必须在加工循环之间卸下、然后再装上夹具(这将需要额外的工作量，耽误时间并增加了发生错误的可能性)。在我们先前的美国专利5,070,652号里，单向流动是通过将介质收集在处于“备用”状态的一挤压介质室、而利用在“工作”状态的另一配对的挤压介质室进行加工而实现的。当在工作状态的挤压介质室里的工作介质被排出的时候，处于备用状态的挤压介质室将被重新充填，这时，两个配对的挤压介质室的作用互相交换。加工时，两个挤压介质室在连续的循环中可在两种状态之间变换，直至完成工件的加工。然后取下工件，安装另一个工件，并重新开始加工。这种技术需要两个挤压室，以及与它们相关的液压驱动的活塞，而在加工循环的任何时候只有一个在进行有效的加工，这意味着存在额外的装备费用，而这在许多情况下是不能接受的。本专利技术的目的本专利技术的一个目的是提供一种简单的、低成本的、可进行单向磨料流加工的装置，它可对工件内形成的内孔、流道和类似结构进行磨削、去毛刺、切圆角和抛光。本专利技术的另一目的是提供一种既快速又容易的单向磨料流加工。本专利技术提供的这些和其它的目的通过下面说明书的描述将变得更清楚。专利技术的简要介绍提供一种磨料流加工和抛光装置，它具有一液压驱动的、往复运动的活塞和一挤压介质室，该挤压介质室能接受呈粘弹性的磨料分散体，并将其单向挤压通过具有内部通道的工件的内表面，从而对所述表面进行研磨加工。一夹具引导粘弹性的磨料介质从所述挤压室进入工件内部通道的进口，并安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯J罗兹，托马斯A科胡特，尼古拉斯P诺克费克，丹尼W扬达，
申请(专利权)人：挤压磨石有限公司，
类型：发明
国别省市：