基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置及方法


[0001]本专利技术属于流道清理
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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
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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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术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。
[0006]本专利技术的另一目的是，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。
[0007]本专利技术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。
[0008]进一步的，所述磨料由以下质量份数组成：钢丸5
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15份、白刚玉25
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35份、水50
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60份、异构十三醇3
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8份，其中钢丸直径1.0
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1.8mm，白刚玉粒径0.12
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0.20mm。
[0009]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；高压水输入口，所述高压水输入口用于连接涡流发生装置出口端，涡流发生装置的水流方向前端安置有压缩空气进口；高压水射流软管，所述高压水射流软管用于连接涡流发生装置的进口端和增压装置的出液管；喷射输出口，所述喷射输出口用于连接可拆卸抛光容器的进口，或者抛光件的内流道进口；其中，增压的水射流经过涡流发生装置产生高压涡流脉动水射流和压缩空气两相流叠加，在喷射装置中产生涡流脉动射流和负压。
[0010]进一步的，所述旋转电机安装在横向滑块上，横向滑块滑动安装在水平的横向导轨上，横向导轨的形状为U型，横向导轨通过纵向滑块滑动安装于竖直的纵向导轨上，横向滑块、纵向滑块分别通过对应的伺服电机控制，使得永磁体转盘与旋转电机一起上下、前后、左右滑动，与抛光件装夹器配合，使得抛光死角正对永磁体转盘。
[0011]进一步的，所述抛光件装夹器包括双向伸缩固定爪，所述双向伸缩固定爪通过双向伸缩装置控制两个爪部相互靠近或相互远离，以适应不同尺寸的抛光件；直线滑动装置，所述直线滑动装置水平安装于双向伸缩固定爪的上方和下方；万向连接轴，所述万向连接轴一端固定在直线滑动装置的滑块上，另一端与双向伸缩固定爪固定连接。
[0012]进一步的，所述直线滑动装置包括导轨，所述导轨水平安装于C型框架的上、下底板内侧壁；丝杠，所述丝杠与导轨平行设置，步进电机输出轴连接丝杠，丝杠外壁螺纹连接有滑块，滑块与导轨滑动连接；当步进电机启动时，丝杠转动并带动滑块沿着导轨滑动。
[0013]进一步的，所述双向伸缩固定爪靠近抛光件的一侧安装有振动电机。
[0014]进一步的，还包括可拆卸抛光容器，抛光件固定于可拆卸抛光容器内，可拆卸抛光容器的内壁设有加热装置，可拆卸抛光容器的外壁设有保温层，可拆卸抛光容器的器壁设有溢流出口；抛光件的内流道分别与可拆卸抛光容器的进口、出口连通，进口与喷射装置的喷射输出口连接，出口、溢流出口均与液体回收装置连接。
[0015]进一步的，所述复合磨料桶、供水箱内均设有加热装置和温度控制装置，复合磨料桶、供水箱中的温度相同。
[0016]一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置的清理方法，具体为：S1，如果抛光件的内流道仅具有一个内流道出口和一个内流道进口，则抛光件的内流道进口与喷射装置的喷射输出口连接，内流道出口与液体回收装置连接，将抛光件固定在抛光件装夹器中；如果抛光件不便于直接通过抛光件装夹器装夹，或者抛光件的内流道具有通孔，将抛光件安装于可拆卸抛光容器内，可拆卸抛光容器的器壁设有溢流出口，抛光件的内流道分别与可拆卸抛光容器上的进口、出口连通，进口与喷射装置的喷射输出口连接，出口、溢流出口均与液体回收装置连接；S2，根据抛光件的内流道结构及形态，预判抛光死角或抛光困难区域，设定永磁体转盘的往复运动路线，通过调节抛光件装夹器和永磁体转盘的位置，使得在永磁体转盘运动过程中能够正对抛光死角或抛光困难区域；S3，启动永磁体转盘旋转，并按照设定路线往复运动；打开复合磨料桶的第一电磁阀，启动增压装置，增压的水射流经过涡流发生装置产生高压涡流脉动水射流和压缩空气两相流叠加，在喷射装置中产生涡流脉动射流和负压，将磨料吸入喷射装置中，磨料与涡流脉冲水射流均匀混合后，从喷射装置的喷射输出口以高速涡流脉动方式喷射进入抛光件的内流道入口，从内流道出口流出至液体回收装置；S4，抛光结束后，关闭磁力驱动装置，关闭复合磨料桶的电磁阀，水流以高速涡流脉动方式喷射进入抛光件的内流道，冲洗内流道残余抛光磨料，循环2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置，其特征在于，包括磁力驱动装置（1），所述磁力驱动装置（1）包括永磁体转盘（12），永磁体转盘（12）的中心与位置可调节的旋转电机（11）的输出轴连接；抛光件装夹器（3），所述抛光件装夹器（3）用于装夹抛光件（18），并调节抛光件（18）的空间角度和位置，使得抛光死角正对永磁体转盘（12）；喷射装置（6），所述喷射装置（6）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（64）输送至抛光件（18）的内流道入口，从内流道出口流出。2.根据权利要求1所述一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置，其特征在于，所述磨料由以下质量份数组成：钢丸5
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15份、白刚玉25
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35份、水50
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60份、异构十三醇3
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8份，其中钢丸直径1.0
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1.8mm，白刚玉粒径0.12
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0.20mm。3.根据权利要求1所述一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置，其特征在于，所述喷射装置（6）包括磨料输入口（61），所述磨料输入口（61）用于连接复合磨料桶（5）；高压水输入口（62），所述高压水输入口（62）用于连接涡流发生装置（10）出口端，涡流发生装置（10）的水流方向前端安置有压缩空气进口（10
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3）；高压水射流软管（63），所述高压水射流软管（63）用于连接涡流发生装置（10）的进口端和增压装置（8）的出液管（82）；喷射输出口（64），所述喷射输出口（64）用于连接可拆卸抛光容器（4）的进口（42），或者抛光件（18）的内流道进口；其中，增压的水射流经过涡流发生装置（10）产生高压涡流脉动水射流和压缩空气两相流叠加，在喷射装置（6）中产生涡流脉动射流和负压。4.根据权利要求1所述一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置，其特征在于，所述旋转电机（11）安装在横向滑块（16）上，横向滑块（16）滑动安装在水平的横向导轨（15）上，横向导轨（15）的形状为U型，横向导轨（15）通过纵向滑块（14）滑动安装于竖直的纵向导轨（13）上，横向滑块（16）、纵向滑块（14）分别通过对应的伺服电机控制，使得永磁体转盘（12）与旋转电机（11）一起上下、前后、左右滑动，与抛光件装夹器（3）配合，使得抛光死角正对永磁体转盘（12）。5.根据权利要求1所述一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置，其特征在于，所述抛光件装夹器（3）包括双向伸缩固定爪（32），所述双向伸缩固定爪（32）通过双向伸缩装置控制两个爪部相互靠近或相互远离，以适应不同尺寸的抛光件（18）；直线滑动装置，所述直线滑动装置水平安装于双向伸缩固定爪（32）的上方和下方；万向连接轴（31），所述万向连接轴（31）一端固定在直线滑动装置的滑块（24）上，另一端与双向伸缩固定爪（32）固定连接。6.根据权利要求5所述一种基于涡流磁导向射流3D复杂零件内流道清理装置，其特征在于，所述直线滑动装置包括导轨（23），所述导轨（23）水平安装于C型框架的上、下...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱玉龙，张挺，张薇，王俊伟，
申请(专利权)人：陕西捷特智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：