[发明专利]一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置与方法

权利要求书

1.一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：包括箱体（18）、为箱体（18）提供磨料的供料系统（22）和循环回收系统（23）；

所述供料系统（22）与箱体（18）的前端连通，循环回收系统（23）将箱体（18）的末端与供料系统（22）连通形成循环回路；

所述箱体（18）内设有带有纵扭复合变幅杆的超声振动器（14），变幅杆的振动方向与叶轮叶片的螺旋方向一致，加工过程中磨料流入箱体（18）内，在静压状态下通过变幅杆带动叶轮叶片（17）振动进行光整加工，使得叶轮叶片（17）表面加工均匀。

2.根据权利要求1所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：所述供料系统（22）包括液压缸（1）和磨料料筒（6），磨料料筒（6）通过管路连通在液压缸（1）的顶端，连通的管路上设有第二电磁阀（4），液压缸（1）末端的管路上活动连接有导管（19），导管（19）内设有单向阀（20）。

3.根据权利要求2所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：所述液压缸（1）末端的管路与导管（19）通过橡胶密封圈（9）密封，液压缸（1）末端的管路上设有第五电磁阀（21）。

4.根据权利要求1或2所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：所述箱体（18）包括前端的加工腔（11）、尾端的散热腔（13）和用于连通加工腔（11）与散热腔（13）的引流板（12）；

所述加工腔（11）、散热腔（13）与引流板（12）可拆卸连接，引流板（12）上设有一圈通孔（10），引流板（12）的前侧设有用于夹持叶轮叶片（17）的护罩（16），变幅杆通过护罩（16）与叶轮叶片（17）相连。

5.根据权利要求4所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：所述引流板（12）上位于顶部的通孔（10）的直径小于位于底部的通孔（10）的直径。

6.根据权利要求5所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：所述供料系统（22）还包括内部盛放有石蜡的清洗料缸（7），清洗料缸（7）通过管路与液压缸（1）连通，连通的管路上设有第一电磁阀（2）。

7.根据权利要求6所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：所述清洗料缸（7）的顶部设有粗过滤网（5）、底部设有细过滤网（3）。

8.根据权利要求7所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：所述箱体（18）设有压力传感器（15）。

9.根据权利要求8所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置，其特征在于：所述循环回收系统（23）通过管路分别与清洗料缸（7）和磨料料筒（6）连通，连通的管路上均设有第三电磁阀（8）。

10.权利要求1所述的一种叶轮叶片超声振动静压磨料流光整加工装置的加工方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：安装试件；将待加工叶轮（17）固定在变幅杆上，护罩（16）通过螺栓固定在箱体（18）上；

步骤二：装填磨料；通过控制第二电磁阀（4）使磨料从磨料料筒（6）进入液压缸内向箱体方向流动，并推动单向阀（20）带动导管（19）向箱体方向移动，当导管（19）与箱体（18）接触时，液压缸（1）继续推动磨料，管内磨料的压力增大直至克服单向阀（20）的弹簧预紧力时，磨料从单向阀（20）流出，然后通过导管（19）进入箱体（18）；

步骤三：设定压力；关闭第四电磁阀（24）及第三电磁阀（8），继续通入磨料直至装置内压力达到设定压力；

步骤四:开启超声振动；超声振动器（14）的压电陶瓷晶堆受到高频正弦激励后产生与叶片旋转方向一致的纵扭复合超声振动；

步骤五：变幅杆带动叶轮叶片（17）在流体磨料的静压流场中振动，从而对叶轮叶片（17）进行加工，在加工过程中箱体（18）始终处于静压状态，使流体磨料在纵扭复合振动的作用下，对叶轮叶片内壁面进行微量切削、耕犁和滑擦，得到均匀加工的叶轮叶片表面；

步骤六：加工一段时间后，打开第四电磁阀，磨料在压力的作用下，从箱体（18）沿管道再次流入磨料料筒（6）中，使整个光整加工过程中的流体磨料始终处于温度小幅变化的状态，保持流体磨料的加工特性；

步骤七：加工结束后，通过第一电磁阀（2）使石蜡从清洗料缸（7）进入液压缸（1）内向箱体方向流动，通过单向阀（20）及导管（19）进入箱体，并通过引流板（12）底部较大的圆孔进入散热腔（13），此时关闭第四电磁阀（24），打开第三电磁阀（8），石蜡与磨料的混合物进入管道，再次流入清洗料缸（7），混合物通过粗过滤网（5）向下流动，当再次打开第一电磁阀（2）时，混合物通过细过滤网（3）进入液压缸（1）中，成为纯净石蜡。