[发明专利]基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置及方法，包括磁力驱动装置、抛光件装夹器、喷射装置，磁力驱动装置包括永磁体转盘，永磁体转盘的中心与位置可调节的旋转电机的输出轴连接；抛光件装夹器用于装夹抛光件，并调节抛光件的空间角度和位置，使得抛光死角正对永磁体转盘；喷射装置用于将具有磁性的磨料、水和压缩空气三相流叠加，从而产生强力涡流空化磨料射流，通过喷射输出口输送至抛光件的内流道入口，从内流道出口流出。本发明的磨料流体在磁导向的引导下，能够有效清理复杂内流道的抛光死角或微小腔体盲孔结构，同时避免了过度抛光问题，提高了复杂内流道表面精整效果，进而提高了工件质量和可靠性。

技术领域

本发明属于流道清理技术领域，涉及一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置及方法，用于各种复杂零部件内部流道的清洗、剥离、清粉、表面精整和去毛刺。

背景技术

目前，国际国内的航空航天发动机的领域，正在开发一种全新的智能3D仿生换热器，其生产制造工艺包括3D打印增材制造技术，组合焊接技术等，制造出来的零件内部复杂流道内会产生粘粉、毛刺等污垢，严重影响零件的质量和可靠性，必须将其彻底清理干净才能有效使用。针对这种复杂内流道表面精整，现有清理和去毛刺设备难以有效清粉和去毛刺。

金属3D打印是目前快速发展的一项增材制造新技术之一，打印成型过程中，高能束短暂而快速的加热，且金属粉末熔融后又快速的冷却，使得金属3D打印件容易出现表面质量问题，如粘粉、毛刺等。工件表面粗糙度通常在Ra6-32μm左右，往往达不到工件实际应用的需求，尤其对于一些结构复杂且具有微小腔体结构的换热器3D打印零部件，其孔隙内的粉尘和毛刺更是难以去除，较大的粗糙度将增加换热器流阻，同时还存在许多风险；如果后处理清粉不彻底，在工作时当一定压力的流体经过粗糙的内流道可能带走部分熔覆粘着较差的金属粉末，从而污染工作介质系统。

现有内流道抛光技术有磨料流抛光和电化学抛光，对于内流道结构，磨料流抛光技术主要是通过改变磨粒大小或给磨料增压的方法来对零件进行抛光、清粉，但仍然存在局限性，现有内流道抛光技术如磨粒流内流道抛光机，只是针对结构简单的内流道，而对于具有复杂且微小细孔的内流道，还没有具有针对性的抛光技术，很难对抛光死角、盲孔等进行处理，很容易造成进出口位置抛光过度，而抛光死角没有抛光彻底的情况。而电化学抛光在处理结构复杂且精密的零件时，容易对零件的薄弱区造成损害，影响零件性能。所以，对于具有复杂腔体结构或存在微小孔隙和盲孔的零件，现有抛光技术普遍存在抛光不彻底、过度抛光等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置，磨料流体在磁导向的引导下，能够有效清理复杂内流道的抛光死角或微小腔体盲孔结构，同时避免了过度抛光问题，提高了复杂内流道表面精整效果，进而提高了工件质量和可靠性，解决了现有技术中存在的问题。

本发明的另一目的是，提供一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理方法。

本发明所采用的技术方案是，一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置，包括

磁力驱动装置，所述磁力驱动装置包括永磁体转盘，永磁体转盘的中心与位置可调节的旋转电机的输出轴连接；

抛光件装夹器，所述抛光件装夹器用于装夹抛光件，并调节抛光件的空间角度和位置，使得抛光死角正对永磁体转盘；

喷射装置，所述喷射装置用于将具有磁性的磨料、水和压缩空气三相流叠加，从而产生强力涡流空化磨料射流，通过喷射输出口输送至抛光件的内流道入口，从内流道出口流出。

进一步的，所述磨料由以下质量份数组成：钢丸5-15份、白刚玉25-35份、水50-60份、异构十三醇3-8份，其中钢丸直径1.0-1.8mm，白刚玉粒径0.12-0.20mm。

进一步的，喷射装置包括

磨料输入口，所述磨料输入口用于连接复合磨料桶；