[发明专利]一种高效恒压差间歇式旋转挤压磨料流抛光方法

摘要

一种高效恒压差间歇式旋转挤压磨料流抛光方法，属于针对表面质量要求均一性较高的大尺寸复杂曲面类零件的间歇式旋转挤压磨料流的自动抛光技术领域。该磨料流抛光方法由液压马达驱动齿轮并与负游隙转盘轴承相啮合的旋转磨抛，并通过在各个结合面处安装密封圈实现高压磨料的静态密封，以及在旋转摩擦处安装易磨损密封环密封和在活塞挤压磨料处安装专用组合高压磨料密封圈及高压磨料封的形式实现高压磨料的动态密封，并最终实现高压磨料的间歇式旋转磨抛。解决了传统挤压磨料流存在的“过抛”、“倒圆”现象，实现了对气动性能及表面均一性要求较高的叶轮、叶片等复杂曲面的高效精密均匀化抛光。对各种复杂零件可使其表面粗糙度Ra值降低到0.8以下。

主权项

一种高效恒压差间歇式旋转挤压磨料流抛光方法，该磨料流抛光方法使用高效恒压差间歇式旋转挤压磨料流抛光装置，所述磨料流抛光装置包括恒压差控制的液压传动双向供料系统、正反间歇式旋转的由PLC控制液压马达驱动齿轮外啮合负游隙转盘轴承旋转系统、旋转密封处与结合面处流体磨料的高压密封系统以及保证恒压差液压夹紧加工下的滑动导轨系统，其特征在于：所述磨料流抛光方法包括以下具体步骤：(a)装填磨料：将下料缸(5)中的第一联动推料活塞(6)运行至最底端，使下料缸(5)容积最大，将上料缸(7)中的第二联动推料活塞(8)运行至上料缸(7)出口处，使上料缸(7)容积最小，并将下料缸(5)填满半固态流体磨料41；(b)工件装夹：将被加工工件(38)用上夹具体(32)、下夹具体(31)及夹具主体(37)包裹为一体，放在位于工作台(30)上与外齿式负游隙下转盘轴承(18)的外圈相连接的下转盘(29)上，第一夹紧缸(44)、第二夹紧缸(45)工作，使夹紧缸活塞推动连接上料缸(7)及上挤压油缸(9)的横梁(46)沿着四个立柱(42)上的导套(47)向下运动并压紧上夹具体(32)、下夹具体(31)及夹具主体(37)所包裹的被加工工件(38)；所述上夹具体(32)、下夹具体(31)安装到工作台(30)上时，都通过销、止口精确定位，在各个结合面处的凹槽中压入流体磨料在1.0MPa‑15.0MPa的挤压下无泄漏的密封圈；所述被加工工件(38)的高度尺寸由公式(1)确定：S+L_min<H<S+L_max   (1)其中：H为被加工工件高度，S为夹紧缸活塞全部伸出时，夹紧包裹工件的夹具体上、下结合面之间的距离，L_max为夹紧缸活塞的最大行程H；(c)恒定压差调整：在预先调节背压的基础上，下挤压油缸(4)工作，第一联动推料活塞(6)上移，在推动半固态流体磨料(41)过程中，通过下挤压油缸(4)、上挤压油缸(9)的无杆腔处的压力表观察系统内压力调节，若存在压差，则调整回油背压的第一溢流阀(10)、第二溢流阀(12)调定弹簧调整回油压力，增大背压，最终使上料缸(7)、下料缸(5)出口处的压差恒定；所述第一溢流阀(10)、第二溢流阀(12)调整液压控制油路背压，其调定恒定压力值由公式(2)确定：$\mathrm{\&Delta;P}=(P_1-P_2)\frac{A_1}{A_3}---\left(2\right)$其中：P₁为挤压磨料进口压力，P₂为挤压磨料出口压力，并且挤压磨料进口压力P₁等于系统背压、料筒内壁挤压的摩擦力及联动推料活塞自重之和；并且在调定系统内压力时，保证夹紧缸压力大于挤压油缸压力；(d)自动化间歇式旋转磨抛：通过PLC与触摸屏相结合的方式设定上下挤压循环次数，同时使流体磨料在上下挤压工件表面的过程中，保证被加工工件(38)进行间歇式旋转运动，并通过液压系统调整液压马达(14)转向、转速，实现被加工工件(38)的正反、多级旋转运动，通过PLC控制旋转角度，实现被加工工件旋转等角度后停止旋转，只进行挤压加工的多工位磨抛，以及边挤压加工边旋转加工的旋转磨抛工艺；磨粒旋转磨抛的线速度由公式(3)、(4)、(5)确定：V_r＝2πrn          (3)$V_{\mathrm{ar}}=\frac{Q}{A_x}---\left(4\right)$其中：V_合为磨粒旋转磨抛时的和速度，V_r为磨粒旋转时径向圆周速度，V_ar为磨粒挤压时的轴向速度，Q为料腔内半固态流体磨料的流量，A_x为密封腔体内任意一截面的表面积,n为工件转速，其范围可在0.5转/分‑2转/分之间，r为磨粒密封腔体内回转半径；(e)工件拆卸：旋转挤压磨抛结束后，首先液压马达(14)停转，上挤压油缸(9)、下挤压油缸(4)卸荷停止工作，然后第一夹紧缸(44)、第二夹紧缸(45)卸荷并松开被加工工件及夹具体，并带动与上料缸(7)及上挤压油缸(9)相连的横梁(46)沿着立柱(42)向上运动，腾出拆卸空间，并将上夹具体(32)、下夹具体(31)所包裹的被加工工件(38)一同取下，最后打开夹具体，取出被加工工件(38)并擦拭干净。