[发明专利]一种磨料水射流抛光可调节喷头

说明书

本发明属于精密加工技术领域，具体为一种磨料水射流抛光可调节喷头。其包括喷头盖；所述喷头盖包括喷头盖本体和水射流圆柱管；喷头盖本体的前端向前伸出设置曲面，曲面上设置若干组喷射孔，每个喷射孔和喷头盖本体的尾部开孔面上的调节孔贯通，调节孔按照不同径向距离分布在一个同心圆上；水射流圆柱管设置在喷头盖本体的后方，水射流圆柱管内装配有可旋转孔位盘、扇形孔固定盘、扇形孔旋转盘以及环形马达。本发明技术方案可以使得喷头在马达驱动控制下实现喷射角度和喷射压力可调，并通过不同喷射流的组合形成不同抛光去除函数，相比传统单头磨料水射流喷头，具有更高的抛光效率，和更灵活的抛光去除函数调节方式。

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，具体涉及一种磨料水射流抛光可调节喷头。

背景技术

随着现代加工技术和高端装备精密制造业的发展，对加工精度要求越来越高。抛光是一种精加工方式，其主要目的是达到所需的表面粗糙度，不仅可以增加被抛光表面的光洁度，而且可以提高表面质量，并能改善局部的应力集中现象。抛光不但可作为零件的最终工序，也可用于镀膜前的表面预处理，在电子设备、精密机械、仪器仪表、光学元件、医疗器械等领域应用广泛。抛光的质量对工件的使用性能有直接的影响，而选择合适的抛光方法和抛光工艺是提高产品质量的重要手段。

磨料水射流抛光属于非接触式抛光，其通过混有磨料颗粒的抛光液经高压泵加速后，由喷管喷出，以极高的速度射向被加工工件，对工件表面进行切削加工。由于磨料颗粒与工件之间具有快速的相对运动，使工件表面受到很大的冲击力和剪切力，从而将材料去除。上世纪60年代初，美国、英国、意大利、日本和前苏联等国家就投入大量的人力物力研究超高压水射流技术。但是纯水射流切割能力较差，往往需要非常高的压力才能达到切除材料。研究人员随后提出了在水中掺入磨料颗粒以提高其切削能力，它是利用高压水射流作为载体，将具有一定硬度的磨料颗粒进行加速后喷出，从而形成具有极高速度的磨料射流，把纯高压水射流对物料的静压破坏作用，转变成磨料颗粒对物料的高频冲蚀和磨削作用，切割或破碎的能力大大加强。在相同的射流压力下，磨料颗粒具有比纯水更高的动能，要达到材料的强度极限，所采用的工作压力可以大大减小。之后，荷兰应用科学研究中心对喷嘴形状、喷射角度、射流速度等工艺参数对加工效果影响进行分析，表明抛光材料去除速度主要取决于磨料锋利程度与冲蚀动能大小，适用于脆性材料。

相比其他抛光方法，磨料射流抛光实现方式较为容易，不受工件形状和位置限制，可对任意复杂形状的工件进行抛光；加工热量会随流体被带走，不会改变材料的力学和物理性能，无亚表面损伤，抛光液可循环使用，成本较低，可加工材料范围广，是一种值得推广的抛光方法，具有广阔的发展前景。而通过改变磨料流体的磨粒大小、磨料浓度、喷射压力、角度等情况，实现高精密抛光加工。喷射压力、角度应根据材料的性质和硬度来选取针对抛光质量的最佳值。

发明内容

为了解决目前抛光喷头设计单一化的问题，本发明提供了一种可以调节喷射角度和喷射压力以及多喷嘴组合的磨料水射流抛光可调节喷头；本发明结构设计简单巧妙，可以实现调节喷头喷射倾角和喷射压力以及不同喷嘴组合的目的，以满足不同的材料和结构的不同抛光要求，有效提高抛光效率和实现抛光去除函数的灵活调整。

本发明的技术方案具体介绍如下。