一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及磨粒流拋光加工領(lǐng)域，特別是一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置。包含約束構(gòu)件、電控閥門柜、磨粒流循環(huán)系統(tǒng)，約束構(gòu)件套裝在人工關(guān)節(jié)外，約束構(gòu)件內(nèi)表面與人工關(guān)節(jié)外表面間形成仿形流道，約束構(gòu)件上設(shè)有多組磨粒流出入口，磨粒流出入口分別通過管道連接電控閥門柜，電控閥門柜內(nèi)設(shè)有電控元件，電控閥門柜連接磨粒流循環(huán)系統(tǒng)。本實用新型通過約束構(gòu)件構(gòu)建磨粒流受控仿形流道，約束構(gòu)件上設(shè)有多組磨粒流出入口，將復雜曲面分段加工，避免了磨粒流在曲面拐點或奇點處受到阻力而造成拋光不均勻的情況，且通過電控閥門柜可實現(xiàn)任意磨粒流出入口轉(zhuǎn)化和流量控制，從而實現(xiàn)全方位立體式加工，拋光效率高、效果好。
【專利說明】一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及磨粒流拋光加工領(lǐng)域，特別是一種鈦合金人工關(guān)節(jié)湍流精密加工的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]人工關(guān)節(jié)表面的光整程度對其功能和使用壽命有著至關(guān)重要的影響，因此，經(jīng)過成型后的鈦合金人工關(guān)節(jié)假體并不能直接適用于人體內(nèi)部，還需要經(jīng)過一系列的打磨和拋光等后續(xù)工藝處理，最終獲得高精度和高光潔度的表面，形成與人體骨頭配合良好的人工關(guān)節(jié)。
[0003]人工關(guān)節(jié)表面為不同曲率的復雜曲面，且鈦合金的導熱性和切削性能差，現(xiàn)有表面精密加工技術(shù)中，大部分方法難以適用。由于磨粒流可形成良好仿形接觸，因此在曲面和異型面加工中體現(xiàn)出優(yōu)勢，現(xiàn)磨粒流形成了一些表面加工方法，如利用高壓高速磨粒流噴射工件表面，借助磨粒高速碰撞的剪切作用實現(xiàn)精密加工；這種方法以沖蝕磨損理論為基礎(chǔ)，容易使工件表面受到磨粒的強力刮削而產(chǎn)生彈性變形或塑性壓痕，不能滿足人工關(guān)節(jié)表面加工要求，專利申請?zhí)枮?01110041218.8的“鈦合金人工關(guān)節(jié)曲面湍流精密加工新方法及其專用裝置”提供了一種局部覆蓋約束式鈦合金人工關(guān)節(jié)湍流精密加工的新方法，通過與待加工的假體形狀相一致的配模，在人工關(guān)節(jié)假體外表面和配模內(nèi)表面的流道內(nèi)形成湍流，利用磨粒的微力微量切削的頻繁作用實現(xiàn)表面的逐步光整，此方法雖然可以實現(xiàn)更好的加工效果，但是人工關(guān)節(jié)表面為復雜曲面，磨粒流流經(jīng)人工關(guān)節(jié)表面拐點和奇點的突變點處時容易受阻，且越靠近曲面的地方，磨粒流的粘性阻尼減少了切向速度脈動，同時復雜曲面阻止了法向速度脈動，離開曲面稍微遠點的區(qū)域，由于磨粒流平均速度梯度的增加，磨粒流的湍流動能迅速產(chǎn)生變大，使得拋光不均勻，難以達到理想的拋光效果，另一方面，磨粒流從入射口進入流道，遇到阻力后流動速度逐漸減低，拋光效果變差，靠近入射口處人工關(guān)節(jié)的表面拋光效果優(yōu)于出射口處，因此難以實現(xiàn)均勻的表面拋光效果。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對鈦合金人工關(guān)節(jié)復雜曲面光整加工的難題，本實用新型提供一種拋光性能好、精度高的多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置，包含約束構(gòu)件、電控閥門柜、磨粒流循環(huán)系統(tǒng)。
[0007]所述約束構(gòu)件套裝在人工關(guān)節(jié)外，所述約束構(gòu)件內(nèi)表面與人工關(guān)節(jié)外表面間形成厚度均勻的仿形流道，所述約束構(gòu)件上設(shè)有多組磨粒流出入口，所述磨粒流出入口與仿形流道相通，所述磨粒流出入口分別通過管道連接電控閥門柜，所述電控閥門柜內(nèi)設(shè)有控制閥門開關(guān)和轉(zhuǎn)換的電控元件，所述電控閥門柜連接磨粒流循環(huán)系統(tǒng)。
[0008]進一步，所述約束構(gòu)件兩端至少設(shè)有一組磨粒流出入口，所述人工關(guān)節(jié)表面拐點和奇點處至少設(shè)有一個磨粒流出入口。
[0009]進一步，所述磨粒流循環(huán)系統(tǒng)由磨粒流攪拌存儲器、隔膜泵、連接管組成，所述磨粒流攪拌存儲器、隔膜泵、電控閥門柜通過連接管串聯(lián)，所述隔膜泵與電控閥門柜磨粒流入口相連，所述磨粒流攪拌存儲器與電控閥門柜磨粒流出口相連。
[0010]進一步，所述電控閥門柜為聞頻液壓閥。
[0011]本實用新型的設(shè)計思路及優(yōu)點表現(xiàn)在:1、通過人工關(guān)節(jié)曲面的仿形建立局部覆蓋曲面約束構(gòu)件，構(gòu)建磨粒流受控仿形流道，被加工曲面成為流道壁面的一部分，使研磨液進入湍流充分發(fā)展狀態(tài)，通過磨粒的無序運動來實現(xiàn)表面的微力微量切削，達到鏡面級表面粗糙度，拋光精度高。2、約束構(gòu)件上設(shè)有多組磨粒流出入口，將復雜曲面分段加工，避免了磨粒流在曲面拐點或奇點處受到阻力而造成拋光不均勻的情況。3、通過電控閥門柜可實現(xiàn)任意磨粒流出入口轉(zhuǎn)化和流量控制，從而實現(xiàn)全方位立體式加工，使得工件加工質(zhì)量和效率大幅提升。4、磨粒流循環(huán)系統(tǒng)可實現(xiàn)研磨液的循環(huán)利用，減少污水排放實現(xiàn)清潔加工，并節(jié)約能源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的立體示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的人工關(guān)節(jié)仿形流道剖面示意圖。
[0014]圖3是本實用新型的電控閥原理示意圖。
【具體實施方式】
[0015]結(jié)合圖f 2，一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置，包含約束構(gòu)件1、電控閥門柜3、磨粒流循環(huán)系統(tǒng)，所述電控閥門柜上設(shè)有多組接口，所述磨粒流循環(huán)系統(tǒng)包括磨粒流攪拌存儲器4、隔膜泵6、連接管5。
[0016]約束構(gòu)件I套裝在人工關(guān)節(jié)7外，約束構(gòu)件I內(nèi)表面與人工關(guān)節(jié)7外表面間形成厚度均勻的仿形流道8，約束構(gòu)件I上設(shè)有多組磨粒流出入口 9，磨粒流出入口 9與仿形流道8相通，磨粒流出入口 9分別通過管道2連接電控閥門柜3上的接口。
[0017]磨粒流出入口 9共I個，分別位于約束構(gòu)件I兩端、約束構(gòu)件表面拐點和奇點處，即位于約束構(gòu)件凸起和凹陷處，且約束構(gòu)件兩個拐點處各分布兩個磨粒流出入口 9，約束構(gòu)件奇點處均布四個磨粒流出入口 9。
[0018]電控閥門柜3上設(shè)有進料口和出料口，磨粒流攪拌存儲器4、隔膜泵6、電控閥門柜3通過連接管5串聯(lián)，隔膜泵6與電控閥門柜3的進料口相連，磨粒流攪拌存儲器4與電控閥門柜3是出料口相連。
[0019]電控閥門柜3上的每個接口通過獨立的通道10連接通道11和12，通道11和12上分別設(shè)有電控閥門13、14，通道11和12分別接通進料口和出料口，電控元件連接電控閥門。
【權(quán)利要求】
1.一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置，其特征在于:包含約束構(gòu)件、電控閥門柜、磨粒流循環(huán)系統(tǒng)； 所述約束構(gòu)件套裝在人工關(guān)節(jié)外，所述約束構(gòu)件內(nèi)表面與人工關(guān)節(jié)外表面間形成厚度均勻的仿形流道，所述約束構(gòu)件上設(shè)有多組磨粒流出入口，所述磨粒流出入口與仿形流道相通，所述磨粒流出入口分別通過管道連接電控閥門柜，所述電控閥門柜內(nèi)設(shè)有控制閥門開關(guān)和轉(zhuǎn)換的電控元件，所述電控閥門柜連接磨粒流循環(huán)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置，其特征在于:所述約束構(gòu)件兩端至少設(shè)有一組磨粒流出入口，所述人工關(guān)節(jié)表面拐點和奇點處至少設(shè)有一個磨粒流出入口。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置，其特征在于:所述磨粒流循環(huán)系統(tǒng)由磨粒流攪拌存儲器、隔膜泵、連接管組成，所述磨粒流攪拌存儲器、隔膜泵、電控閥門柜通過連接管串聯(lián)，所述隔膜泵與電控閥門柜磨粒流入口相連，所述磨粒流攪拌存儲器與電控閥門柜磨粒流出口相連。
4.如權(quán)利要求1所述的一種多輸入輸出口磨粒流湍流加工裝置，其特征在于:所述電控閥門柜為高頻液壓閥。
【文檔編號】B24C7/00GK203622220SQ201320781365
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】張利, 張瑞, 鄧犇, 金明生 申請人:浙江工業(yè)大學