[发明专利]一种可实现狭长孔内表加工的空化射流喷嘴结构

说明书

本发明涉及一种可实现狭长孔内表加工的空化射流喷嘴结构，该可实现狭长孔内表加工的空化射流喷嘴结构，包括喷嘴主体，所述喷嘴主体包括进液部分、谐振腔部分和出液部分，其中进液部分、谐振腔部分和出液部分由后至前依次连接设置，进液部分包括主进液管和副进液管，主进液管的中心设有贯通主进液管的通孔，主进液管的前端固定连接谐振腔部分，主进液管的中心设有副进液管，副进液管的中心设有贯通副进液管的高速射流进液腔，副进液管与主进液管之间构成低速射流进液腔；本发明采用射流空化小角度冲击实现狭长孔与不规则形状零件内表面加工，可以解决其内表面加工难题，值得大力推广。

技术领域

本发明属于射流空化技术领域，具体涉及一种可实现狭长孔内表加工的空化射流喷嘴结构。

背景技术

空化射流是一种在射流中自然产生空化气泡的连续射流，空泡或采用空气或采用淹没方式产生，采用多种方法在流体中形成一个压力低于当地蒸汽压力的区域，这样也就激发了空化核的生长(流体中的气泡)，这些气泡被卷入射流进一步生长，直到它们接近被清洗或切割的表面由于受阻滞而引起破裂。在破裂过程中，产生非常高的压力和微射流，靶面应力高于大多数材料的抗拉强度。虽然单独的空泡破裂造成的破坏程度较小，但持续渐增的此类现象使得材料的失效延展扩大。

空化射流应用于钻探、零件加工等各种领域，对于硬质零件的机械加工就应用到空化射流，现有技术中的空化射流喷嘴结构在加工时需要保持与零件表面夹角大于30°，这是由于采用小角度射流空化冲击会带来能量分散、加工强度不足的问题，降低加工质量甚至无法完成加工，但是对于一些零件内表面的加工又无法为空化射流喷嘴提供较大角度的加工条件，例如狭长孔内表面的加工，在狭长孔内限制空化射流喷嘴与加工表面夹角较小，导致冲击能量和加工强度不足的问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够实现小角度的零件射流加工的可实现狭长孔内表加工的空化射流喷嘴结构。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种可实现狭长孔内表加工的空化射流喷嘴结构，包括喷嘴主体，所述喷嘴主体包括进液部分、谐振腔部分和出液部分，其中进液部分、谐振腔部分和出液部分由后至前依次连接设置，进液部分包括主进液管和副进液管，主进液管的中心设有贯通主进液管的通孔，主进液管的前端固定连接谐振腔部分，主进液管的中心设有副进液管，副进液管的中心设有贯通副进液管的高速射流进液腔，副进液管与主进液管之间构成低速射流进液腔，高速射流进液腔和低速射流进液腔的前端均连通谐振腔部分的内部，高速射流进液腔和低速射流进液腔分别用于将高速射流和低速射流通入谐振腔部分；

谐振腔部分包括谐振腔室，谐振腔室内部设有谐振腔体，谐振腔室的一侧设有超声波变幅杆，超声波变幅杆插入谐振腔室，外端连接换能器；超声波变幅杆产生超声振动，从而在谐振腔体内部产生大量微空泡，通过谐振腔孕育微空泡的产生及成长。

出液部分包括出液管和嘴头，出液管的后端固定连接谐振腔部分，前端固定连接嘴头，出液管的内部设有出液腔，嘴头的内部设有嘴腔，出液腔的后端连通谐振腔部分的内部，出液腔的前端连通嘴头内部的嘴腔。

作为本发明的进一步优化方案，所述高速射流进液腔与低速射流进液腔相互同轴设置。

作为本发明的进一步优化方案，所述高速射流进液腔与低速射流进液腔的直径比为5:6，限制高速射流和低速射流的直径比为5:6。

作为本发明的进一步优化方案，所述高速射流和低速射流的流速差大于20m/s。

作为本发明的进一步优化方案，所述副进液管的后端设有进液接头，高速射流进液腔贯通进液接头，高速射流进液腔的外侧的进液接头内设有环形腔，环形腔与低速射流进液腔之间通过通道连通；进液接头的一侧设有与环形腔连通的低速流进液口。

作为本发明的进一步优化方案，所述高速射流进液腔延伸到副进液管的后端构成高速流进液口。