一種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置制造方法
【專利摘要】一種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置，包含約束構(gòu)件，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)外表面形狀相同，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)件上至少設(shè)有兩組磨粒流出入口，磨粒流出入口周圍開凹槽形成均壓槽，均壓槽分布在約束構(gòu)件內(nèi)表面，相鄰兩個磨粒流出入口上的均壓槽相通。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，磨粒流出入口周圍設(shè)有均壓槽，將壓力均勻散布到約束構(gòu)件內(nèi)表面，在一定程度上改善入射口高壓干涉的問題，拋光效果好，精度高。
【專利說明】—種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置
【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
>J-U ρ?α裝直。
【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，磨粒流入口處壓力高、速度快，拋光強度高，而靠近出口的地方，速度和壓力均減小，使得拋光不均勻，極大的影響了拋光質(zhì)量和精度。
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、精度高的帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置。
[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]一種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置，其特征在于:包含約束構(gòu)件，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)外表面形狀相同，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；
[0007]所述約束構(gòu)件上至少設(shè)有兩組磨粒流出入口，所述磨粒流出入口與仿形流道相通，所述磨粒流出入口周圍開凹槽形成均壓槽，所述均壓槽分布在約束構(gòu)件內(nèi)表面。
[0008]進一步，所述磨粒流出入口分別位于約束構(gòu)件的兩側(cè)、約束構(gòu)件表面拐點和奇點處。[0009]進一步，所述均壓槽呈十字型分布，相鄰兩個磨粒流出入口上的均壓槽相通，所述均壓槽內(nèi)凹槽側(cè)邊呈傾斜狀。
[0010]進一步，所述磨粒流出入口由出口和入口組成，所述出口和入口間隔分布。
[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，拋光精度高。3、磨粒流出入口周圍設(shè)有均壓槽，可以將一部分磨粒流分布到均壓槽中，從而將壓力均勻散布到約束構(gòu)件內(nèi)表面，使研磨液均勻的落到工件表面，在一定程度上實現(xiàn)對工件表面的均勻加工，在一定程度上改善入射口高壓干涉的問題。4、所述磨粒流出入口中，出口和入口間隔分布，使得仿形流道內(nèi)磨粒流流動均勻，拋光效果一致，精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的約束構(gòu)件剖面示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的均壓槽分布示意圖。
[0014]圖3是本實用新型的約束構(gòu)件立體示意圖。
【具體實施方式】
[0015]結(jié)合圖f 3，一種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置，包含約束構(gòu)件1，約束構(gòu)件I套裝在人工關(guān)節(jié)外，約束構(gòu)件I內(nèi)表面與人工關(guān)節(jié)外表面形狀相同，約束構(gòu)件I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。
[0016]人工關(guān)節(jié)表面有兩個拐點處和一個奇點處，即人工關(guān)節(jié)表面的凸出部分和凹陷部分，為曲面的突變面，約束構(gòu)件I上均布磨粒流出入口，磨粒流出入口與仿形流道相通，磨粒流出入口由出口 4和入口 2組成，約束構(gòu)件I兩端處均設(shè)有入口 2，約束構(gòu)件I兩個拐點處均設(shè)有兩個出口 4，約束構(gòu)件I奇點處分布四個磨粒流出入口，中間兩個為入口 2，兩側(cè)兩個為出口 4。
[0017]磨粒流出入口的周圍開凹槽形成均壓槽3，均壓槽3分布在約束構(gòu)件I內(nèi)表面，均壓槽3呈十字型分布，相鄰兩個磨粒流出入口上的均壓槽3相通。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置，其特征在于:包含約束構(gòu)件，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)外表面形狀相同，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)件上至少設(shè)有兩組磨粒流出入口，所述磨粒流出入口與仿形流道相通，所述磨粒流出入口周圍開凹槽形成均壓槽，所述均壓槽分布在約束構(gòu)件內(nèi)表面。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置，其特征在于:所述磨粒流出入口分別位于約束構(gòu)件的兩側(cè)、約束構(gòu)件表面拐點和奇點處。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置，其特征在于:所述均壓槽呈十字型分布，相鄰兩個磨粒流出入口上的均壓槽相通，所述均壓槽內(nèi)凹槽側(cè)邊呈傾斜狀。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶有均壓槽的曲面湍流拋光裝置，其特征在于:所述磨粒流出入口由出口和入口組成，所述出口和入口間隔分布。
【文檔編號】B24B1/00GK203622089SQ201320781449
【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