[发明专利]一种恒压差间歇式旋转挤压磨料流抛光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效恒压差间歇式旋转挤压磨料流抛光装置，属于针对表面质量要求均一性较高的大尺寸复杂曲面类零件的间歇式旋转挤压磨料流的自动抛光技术领域。

背景技术

诸如航空发动机整体叶盘、叶轮、叶片、薄壁件、泵阀体和细长孔等具有复杂曲面的机械产品在磨削、铣削、电火花加工或其他特种加工后，需要通过超精研加工来实现被加工工件表面的均匀、低粗糙度光滑表面加工要求。目前企业主要采用油石或手工抛光工艺，而采用传统的挤压磨料流技术又会产生“倒圆”、“过抛”现象，极大的影响了产品表面的均匀性。这主要是由于：(1)由于干涉、轨迹复杂等原因，砂轮头或砂带等刚性抛光工具效率低且成本高，很难实现高效的复杂曲面的抛光；(2)传统“传膛过”式挤压磨料流及回转类零件的旋转挤压磨料流在抛光复杂曲面时，由于进出口压差的存在，很容易使被加工后的工件出现压力大处去除材料多，压力小处去除材料少的不均匀性；(3)由泵阀作为动力源进行控制的“抽吸”式旋转磨料流加工，相比较液压系统作为供料传动系统的挤压磨料流加工方法，虽然由于其本身压力低而在流体磨料抛光过程中无压力差产生，但其提供的压力小，磨料粘度低，磨粒松散，当磨抛加工到一定阶段后，加工效果并不明显。

采用挤压磨料流工艺对模具内表面、小孔、阀腔等复杂曲面是一种高效的抛光方法，但是企业中所应用的传统挤压磨料流工艺，主要应用在气动性能要求不高的空调叶轮、液压阀腔，细长孔等对产生“倒圆”，“过抛”后影响不大的零部件中；而对于气动性能要求较高的航空发动机叶轮、叶片，高物理性能的螺杆等表面均一性要求一致的复杂曲面，由于传统挤压磨料流在磨料挤压加工工件过程中，进出口压差不等，以致于在流过被加工工件密封腔体内形成不均匀的压力场，从而极易导致被加工工件表面在磨料挤压流入和流出处产生“过抛”、“倒圆”等表面不均匀现象，而依靠泵阀抽吸式的松散低粘度的旋转磨料流抛光，提供压力小，磨粒粘度低，作为超精抛应用较为理想，而不宜应用与粗抛、半精抛和精抛阶段。

发明内容

为实现航空发动机叶盘、叶轮等大型复杂曲面零件的自动化抛光加工，达到表面抛光均匀、纹理规则、粗糙度小于Ra0.8以下的设计要求，并显著提高生产效率，减轻工人劳动强度和改善作业环境，本发明提供了一种高效恒压差间歇式旋转挤压磨料流抛光装置，该挤压磨料流抛光装置应采用实现恒压差控制的密封腔体内半固态流体磨料双向挤压的液压传动系统，由液压马达提供动力的齿轮外啮合转盘轴承旋转系统与装置本体，半固态流体磨料的高压动态和静态密封系统，以及大尺寸复杂曲面类零件的定位、夹紧装置等。在液压传动系统的回油路上设置背压装置，使半固态流体磨料在挤压过程中压力场恒定，防止挤压磨料流由于压力不均所发生过抛、倒圆现象；当半固态流体磨料在进行定时交变双向循环流动抛光零件表面的同时，零件由液压马达驱动齿轮带动负游隙的外啮合转盘轴承所固定的被加工工件做等角度的间歇式正反循环旋转运动以进一步提高被加工工件表面的均匀性，防止出现抛光死角等质量问题；在高压流体磨料料缸内及装置本体的旋转及结合面处设计专门用于密封高压磨料的动态及静态密封装置，防止高压流体磨料的泄漏及对被非加工零件表面的磨损与保护。

本发明采用的技术方案如下：一种高效恒压差间歇式旋转挤压磨料流抛光装置，它包括恒压差控制的液压传动双向供料系统和旋转与固定结合面处流体磨料的高压密封系统；它还包括保证恒压差液压夹紧加工下的滑动导轨系统和正反间歇式旋转的由PLC控制液压马达驱动齿轮外啮合负游隙转盘轴承旋转系统；

所述液压传动双向供料系统采用液压泵泵出高压油通过第一三位四通换向阀经第一单向阀进入下挤压油缸，通过位于下挤压油缸和下料缸中的第一联动推料活塞推动磨料穿过被加工工件和夹具体形成的密封腔体，并挤向位于上挤压油缸和上料缸中第二联动推料活塞的挤压磨抛装置，通过第二联动推料活塞驱动上挤压油缸回油，回油经调整系统背压的第一溢流阀后通过第一三位四通换向阀流回油箱的回油油路，上挤压油缸9和下挤压油缸4的有杆腔同时与油箱连通；第一三位四通换向阀换向后，液压泵泵出高压油通过第一三位四通换向阀经第二单向阀进入上挤压油缸，通过位于上挤压油缸和上料缸中的第二联动推料活塞推动磨料穿过被加工工件和夹具体形成的密封腔体，并挤向位于下挤压油缸和下料缸中第一联动推料活塞的挤压磨抛装置，通过第一联动推料活塞驱动下挤压油缸回油，回油经调整系统背压的第二溢流阀后通过第一三位四通换向阀流回油箱的回油油路，下挤压油缸和上挤压油缸的有杆腔同时与油箱连通；