一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置与方法与流程

1.本发明涉及制造加工领域，具体涉及一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置与方法。


背景技术：

2.盲孔类零件是一种广泛应用于航空制造业的典型零件，由于其结构的特殊性使得其加工过程具有一定的特殊性，特别是针对飞机液压、气压系统的高精密盲孔类零件，由于其在系统中起密封作用，不允许其盲孔内壁有划痕等缺陷存在，有极高的表面光洁度要求，例如活塞杆、外筒等，其盲孔内壁表面粗糙度要求ra0.1~ra0.4，采用精磨、珩磨等加工方式也难以使其满足加工要求，直接影响零件的交付周期及合格率。
3.为解决传统机械加工手段对于加工高精密盲孔类零件在表面粗糙度方面的缺陷，前期已有研究人员运用磨粒流加工技术来提高零件的表面光洁度以满足设计要求，但是针对盲孔类零件仍缺少相关的探索，故针对以上问题，研究了一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置与方法，以满足盲孔类零件的超高表面光洁度要求。


技术实现要素：

4.本发明旨在解决现有技术中传统机械加工手段通常无法满足高精密盲孔内壁所要求的表面粗糙度的问题，提出一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置与方法，该装置与方法具有良好的通用性，可以实现不同规格的零件加工，保证整个加工过程更加可靠、高效。
5.为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置，包括下端盖、上端盖、设置在上端盖与下端盖之间的筒体、以及罩设在筒体内的隔离板、接头、引流管和盲孔零件；所述下端盖设置有若干引流孔，隔离板连接于下端盖的上台阶面，与下端盖的引流孔之间留出间隙；隔离板上设置有中心大孔和若干用于与接头配合连接的连接孔；所述接头为中空结构，其下端与连接孔相接，引流管穿过接头、隔离板后连接安装于下端盖的引流孔，盲孔零件将引流管套入其内孔后连接于所述接头的上端。
6.进一步的，所述上端盖的上端面与上磨料缸的上工作台面贴合，上端盖设置有中心孔；所述下端盖的下端面与下磨料缸的下工作台面贴合。
7.进一步的，所述接头两端均设置有螺纹，其外螺纹一端与隔离板上的连接孔相连，内螺纹一端与盲孔零件的端头外螺纹相连。
8.进一步的，所述筒体下端面放置于下端盖与隔离板所形成的端面环槽中，筒体的上端面与上端盖的台阶下陷面相贴合。
9.进一步的，所述下端盖通过两个与之间隙配合的销插入机床下工作台的定位孔固定。
10.进一步的，所述隔离板通过四个螺栓与下端盖实现螺纹可拆卸连接。
11.进一步的，所述引流管为其内孔和外圆直径沿磨料在其内孔中流动方向上线性缩减的类圆台形，引流管的外壁与盲孔零件的内壁之间留有夹层。
12.本发明还提供了一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置的加工方法，包括如下步骤：将整个加工装置夹紧于上、下工作台面之间，使得机床下磨料缸、加工装置和上磨料缸之间形成单向唯一的磨料流动通道；启动加工机床，下磨料缸活塞向上移动推动下磨料缸磨料流动，磨料进入引流管入口端，流经其内孔后从出口端流出；磨料到达盲孔零件底部后折返流动，进入引流管与盲孔零件所形成的夹层中，作用于盲孔零件内壁面；磨料流经夹层后从盲孔零件孔口流出并流经接头内腔，磨料流入下端盖的下台阶面与隔离板端面所形成的空间内，再经过隔离板的中心大孔流出进入筒体；磨料在筒体内堆积直至填充其内部所有空隙，填充完成后盲孔零件被磨料完全包裹；最后磨料流经上端盖中心孔进入上磨料缸并推动上磨料缸活塞向上移动，完成对盲孔零件内壁的单向磨粒流光整加工。
13.进一步的，零件加工完成后，使上工作台与上端盖分离，拆除加工装置上端盖和筒体，拆除过程中清理装置内部残留磨料后取下盲孔零件，即完成盲孔零件内壁的光整加工。
14.综上所述，本发明具有以下优点：1、本发明弥补了磨粒流加工领域对于盲孔类零件内壁光整加工技术背景缺陷，可以实现同一零件的成组加工，使加工特征具有良好的一致性，并且提高了加工效率；2、本发明通过更换接头或接头和隔离板能够满足多规格盲孔类零件内壁的光整加工要求，避免装置使用的专用性，并且降低了装置的制造成本；3、本发明中，引流管为其内孔和外圆直径沿磨料在其内孔中流动方向上线性缩减的类圆台形，其结构通过流体有限元分析之后进行设计，能够影响磨料流场分布，使零件加工过程中磨料在盲孔内的流场分布均匀，实现盲孔内壁各区域光整加工具有良好的一致性。
15.4、由于本发明可以适用于多种不同规格的盲孔类零件，零件更换过程中避免了装置的频繁移动，安全性提高，也为零件加工缩短了准备周期；5、本发明的加工装置部件之间多采用螺纹连接和孔轴间隙配合，安装拆卸简单，可操作性强，可维修性好。
附图说明
16.图1是本发明一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置与方法所针对的典型零件示意图；图2是本发明一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置的轴测图；图3是本发明一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置的零件分解轴测图；图4是本发明一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置的下端盖与隔离板连接示意图；
图5是本发明一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置的盲孔零件安装示意图；图6是本发明一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置的引流管的剖视图；图7是本发明一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置的机床装夹示意图；图8是本发明一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置和方法的工作原理示意图。
17.图中：1、下端盖，2、销，3、隔离板，4、螺栓，5、接头，6、引流管，7、盲孔零件，8、筒体，9、上端盖，10、上磨料缸，11、上工作台，12、活塞，13、下磨料缸，14、下工作台，15、连接孔，16、引流孔，17、中心大孔，18、中心孔，19、入口端，20、出口端。
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
19.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、
ꢀ“
安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例1本实施例为最基本的实施方式。
24.本实施例提供了一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置，包括下端盖1、上端盖9、设置在上端盖9与下端盖1之间的筒体8，筒体8内罩设有隔离板3、接头5、引流管6和盲孔零件7；上端盖9的上端面与上磨料缸10的上工作台11面贴合，上端盖9设置有中心孔18；下端盖1的下端面与下磨料缸13的下工作台14面贴合，下端盖1上设置有若干引流孔16，隔离板3连接于下端盖1的上台阶面，与下端盖1的引流孔16之间留出间隙；隔离板3中央设置有中心大孔17和若干用于与所述接头5配合连接的连接孔15，接头5为中空结构，其下端与连接孔
15可拆卸式固定连接，引流管6穿过接头5、隔离板3后连接安装于下端盖1的引流孔16，盲孔零件7将引流管6套入其内孔后可连接于所述接头5的上端。
25.上述加工装置形成了如图8所示的由下磨料缸13、引流孔16、引流管6、盲孔零件7、隔离板3中心打孔、上端盖9中心孔18至上磨料缸10的单向移动的磨料流动通道，如图8所示。
26.实施例2本发明提供了一种用于盲孔类零件的磨粒流加工装置，如图3所示，由下端盖1、销2、隔离板3、螺栓4、接头5、引流管6、盲孔零件7、筒体8、上端盖9组成。
27.如图7所示，筒体8为中空结构，筒体8下端面放置于下端盖1与隔离板3所形成的端面环槽中，下端盖1端面与磨粒流加工机床的下工作台14端面贴合，两个销2通过间隙配合穿过下端盖1的两处通孔并插入机床下工作台14的定位孔。
28.筒体8上端面与上端盖9台阶下陷面相贴合，防止加工过程中筒体8和上端盖9发生大位移滑移造成加工装置失效，保证加工过程的安全性。在零件加工过程中，由机床液压系统提供动力使其上工作台11压紧上端盖9，将整个加工装置夹持于机床上、下工作台14之间，使整个加工过程更加平稳。
29.如图4所示，隔离板3放置于下端盖1的上台阶面后通过四个螺栓4穿过其端面通孔与下端盖1进行螺纹连接以限制两者之间的相对位置，防止在加工过程中隔离板3发生移动而影响磨料流场，进而影响零件加工效果。
30.如图7所示，引流管6穿过接头5、隔离板3后通过螺纹连接安装于下端盖1、如图6所示，引流管6为其内孔和外圆直径沿磨料在其内孔中流动方向上线性缩减的类圆台形，引流管6的外壁与盲孔零件的内壁之间留有间隙。引流管6的内孔为磨料流动通道，其结构通过流体有限元分析之后进行设计，能够影响磨料流场分布，使零件加工过程中磨料在盲孔内的流场分布均匀，实现盲孔内壁各区域光整加工具有良好的一致性。
31.引流管6通过端头螺纹与下端盖1的引流孔16进行连接，接头5内孔穿过引流管6与隔离板3进行螺纹连接，盲孔零件7将引流管6套入内孔后与接头5通过螺纹实现连接，形成了零件加工过程中磨料流动的局部通道构造。
32.通过对隔离板3上的连接孔15和下端盖1上的引流孔16进行阵列设计，可以实现盲孔零件7的成组加工，极大地提高了加工效率。盲孔零件7将引流管6套入内孔后与接头5通过螺纹实现连接，接头5两端采用螺纹设计，外螺纹与隔离板3相连，内螺纹与盲孔零件7相连，通过更换接头5或接头5和隔离板3就可以适应多种不同规格零件的加工，使用率提高的同时降低了制造成本。
33.本发明的工作过程如下：如图8所示，加工装置在磨粒流加工机床安装完成后，启动加工机床，受机床液压系统的驱动作用，下磨料缸13的活塞12向上移动推动下磨料缸13的磨料流动，磨料进入引流管6入口端，流经其内孔后从其出口端流出，磨料到达盲孔零件7底部折返流动，进入引流管6与盲孔零件7所形成的夹层中，在引流管6外形结构作用下，使磨料在夹层中的流场均匀分布，磨粒均匀的作用于盲孔零件7的内壁面，保证零件内壁光整加工的一致性；磨料流经夹层后从盲孔零件7的孔口流出并流经接头5内腔，磨料流入下端盖1下台阶面与隔离板3端面所形成的空间内，再经过隔离板3的中心大孔17流出进入筒体8；磨料在筒体8内堆积直至
填充其内部所有空隙，填充完成后盲孔零件7被磨料完全包裹，加工过程更加稳定，最后磨料流经上端盖9中心孔18进入上磨料缸10并推动上磨料缸10活塞12向上移动，整个过程完成了对盲孔零件7内壁的单向磨粒流光整加工。
34.实施例3在实施例2的基础上，本实施例提供了一种用于盲孔类零件的磨粒流加工方法，包括如下步骤：步骤1：将加工装置安装至磨粒流加工机床下工作台14面，在机床液压系统驱动作用下使上、下工作台14面分别作用于上端盖9、下端盖1，将整个加工装置夹紧于上、下工作台14面之间，使得机床下磨料缸13、装置和机床上磨料缸10之间形成单向唯一的磨料流动通道；步骤2：启动加工机床，受机床液压系统的驱动作用，下磨料缸13活塞12向上移动推动下磨料缸13磨料流动，磨料进入引流管6的入口端19，流经其内孔后从出口端20流出，磨料到达盲孔零件7底部折返流动，进入引流管6与盲孔零件7所形成的夹层中，在引流管6外形结构作用下，磨料在夹层中的流场均匀分布，磨粒均匀的作用于盲孔零件7内壁面，保证零件内壁光整加工的一致性；磨料流经夹层后从盲孔零件7的孔口流出并流经接头5内腔，磨料流入下端盖1下台阶面与隔离板3端面所形成的空间内，再经过隔离板3中心大孔17流出进入筒体8；磨料在筒体8内堆积直至填充其内部所有空隙，填充完成后盲孔零件7被磨料完全包裹，使得加工过程更加稳定，最后磨料流经上端盖9的中心孔18进入上磨料缸10并推动上磨料缸10活塞12向上移动，整个过程完成了对盲孔零件7内壁的单向磨粒流光整加工；步骤3：零件加工完成后，在机床液压系统作用下使上工作台11与上端盖9分离，拆除装置上端盖9和筒体8，拆除过程中清理装置内部残留磨料后取下盲孔零件7，此过程即完成盲孔零件7内壁的光整加工。
35.本发明的工作原理为：下端盖1端面与磨粒流加工机床下工作台14面贴合，两个销2通过间隙配合穿过下端盖1两处通孔并插入机床下工作台14定位孔，隔离板3放置于下端盖1上台阶面后通过四个螺栓4穿过其端面通孔与下端盖1进行螺纹连接以限制两者之间的相对位置，防止在加工过程中隔离板3发生移动而影响磨料流场，进而影响零件加工效果；接头5通过螺纹连接安装于隔离板3；引流管6穿过接头5、隔离板3后通过螺纹连接安装于下端盖1，其外形结构能够影响磨料流场分布，保证光整加工过程的均匀性；盲孔零件7将引流管6套入内孔后与接头5通过螺纹实现连接，接头5两端采用螺纹设计，外螺纹与隔离板3相连，内螺纹与盲孔零件7相连，通过更换接头5或接头5和隔离板3就可以适应多种不同规格零件的加工，使用率提高的同时降低了制造成本；筒体8下端面放置于下端盖1与隔离板3所形成的端面环槽中，其上端面与上端盖9台阶下陷面相贴合，防止加工过程中筒体8和上端盖9发生大位移滑移造成加工装置失效，保证加工过程的安全性；在零件加工过程中，由机床液压系统提供动力使其上工作台11压紧上端盖9，将整个装置夹持于机床上、下工作台14之间，使整个加工过程更加平稳。