本发明专利技术涉及一种光整装置、光整方法以及密封系统。所述密封光整装置包括推力系统，多个密封系统，每个密封系统包括活塞、与所述活塞配合的缸体；多个输送管路系统，每个输送管路系统输送对应的密封系统容纳的所述光整介质至进行光整的内流道工件的不同端口，多个密封系统之间通过内流道工件连通。其中，所述光整装置的推力系统包括立式柱塞泵，所述立式柱塞泵与所述活塞连接以提供驱动力，使得活塞能够沿着竖直方向相对于缸体移动，所述多级管路包括第一级管路，以及位于所述第一级管路下游相邻连接的第二级管路，所述第一级管路包括与所述缸体的出口端连接的弯头结构，且所述弯头结构与水平延伸第二级管路连接。构与水平延伸第二级管路连接。构与水平延伸第二级管路连接。
Finishing device, finishing method and sealing system
【技术实现步骤摘要】
光整装置、光整方法以及密封系统
[0001]本专利技术涉及内流道的精密加工领域，尤其涉及一种光整装置、光整方法以及密封系统。
技术介绍
[0002]具有微细复杂内流道结构的零件在航空航天、船舶、核、汽车、模具等工业领域有着极其广泛的应用，特别是与流体动力系统相关的零部件常常具有微细流道、深小孔及微细流道与深小孔联通等复杂内腔结构，起到对流体的输运、交换或施加液压力等功能，如航空/航天/船舶/汽车各类发动机燃油喷嘴、热交换器、液压组件、油路控制节流器等。
[0003]可加工微细复杂内流道的工艺技术包括精密机加工、飞秒/水导/长脉冲激光加工、电火花加工及增材制造(3D打印)等。除增材制造技术外，其他单一工艺加工的微细复杂内流道结构相对简单，且长径比较小，需结合焊接等其他组合工艺才可加工微细复杂内流道。精密机加工的微细复杂内流道会产生毛刺、拐点尖角或接刀台阶等问题；飞秒激光加工的内流道表面会产生粘附的残渣颗粒和表面“台阶”效应；水导/长脉冲激光及电火花加工的内流道表面会产生重熔层；增材制造(3D打印)是一种将复杂三维结构零件模型离散为二维结构进行逐层叠加成形的技术，它使复杂微细复杂内流道零件一体化成型成为可能，因而在航空航天、汽车、模具等工业领域的应用日趋增多。然而，增材制造技术在成型零件过程中因存在温度梯度和逐层成型等自身工艺特点，导致零件内流道表面存在半烧结或粘结的粉末颗粒以及表面“台阶”效应。
[0004]机加工毛刺、飞秒激光加工内流道粘附烧结颗粒、增材制造内流道表面粘结粉末等都会影响零件的使用性能和安全性：当内流道中通入的流体与表层高速摩擦造成毛刺、粘附残渣颗粒或粘结粉末脱落时会成为多余物而随流体到处扩散，或堵塞油路或引起机械磨损故障，从而造成重大安全事故；粗糙度大的内表面在长期使用过程中易成为疲劳裂纹源，若是高温油路系统还易导致积碳现象发生；机加工流道表面的刀纹、拐点尖角或接刀台阶，飞秒激光及增材制造加工内流道表面的“台阶”现象等都会导致流体运动过程产生湍流、涡流和流体沿程阻力急剧增加，甚至造成流体失控，产生振动而降低零件使用寿命。粗糙表面也会使流体中产生大量空化气泡影响燃烧和液力，甚至产生空化腐蚀；对于一些特定材质的零件(如空心叶片)内流道及联通小孔，因重熔层表面易出现微裂纹而导致零件过早失效，因而要求减少重熔层厚度或不允许出现重熔层。
[0005]因此，通过精密机加工、飞秒/水导/长脉冲激光加工、电火花加工、增材制造(3D打印)等技术加工流体动力零部件内流道表面时，会带来毛刺、粘结粉末和烧结颗粒等残留物、表面粗糙及重熔层等不利问题，需要采用合适的表面光整技术消除这些不利影响后才能满足产品的性能要求。
[0006]但目前可以有效地对微细复杂内流道表面光整的技术尚未出现，以至于目前对于增材制造的微细复杂内流道工件，其内表面的粗糙度一般都只具有增材制造后的原始平均粗糙度Ra≥6.3μm，没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于1.6 μm的产品，对于激
光加工、电火花加工的微细复杂内流道工件没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于0.8 μm的产品；以及对于机加工的微细复杂内流道工件没有出现内流道的表面最优粗糙度Ra小于或等于0.4μm的产品，而目前微细复杂内流道若具有S型弯、L型弯、U型弯、O型弯等复杂异形流道，无法采用只能进行直线进给的机加工实现，而只能通过增材制造等方式实现，因此目前也没有出现对于增材制造的微细异形复杂内流道表面最优粗糙度Ra小于或等于1.6 μm的产品。
技术实现思路
[0007]本申请的目的在于提供一种光整装置、光整方法以及密封系统。
[0008]第一方面，本申请提供一种光整装置，包括推力系统；多个密封系统，每个密封系统包括活塞、与所述活塞配合的缸体，用于容纳进行光整加工的光整介质，所述推力系统与所述活塞的一端连通，对所述密封系统提供驱动力，以推动所述光整介质从所述缸体的出口端输出；多个输送管路系统，每个输送管路系统输送对应的密封系统容纳的所述光整介质至进行光整的内流道工件的不同端口，多个密封系统之间通过内流道工件连通；所述输送管路系统的上游端与所述密封系统的出口端连接，下游端用于输出光整介质进行光整的内流道工件，所述输送管路系统的长径比大于10:1，且出口端口径大于3mm，所述输送管路系统具有多级管路，且相邻两级的管路的前一级管路与后一级管路的截面积比大于1；其中，所述光整装置的推力系统包括立式柱塞泵，所述立式柱塞泵与所述活塞连接以提供驱动力，使得活塞能够沿着竖直方向相对于缸体移动，所述多级管路包括第一级管路，以及位于所述第一级管路下游相邻连接的第二级管路，所述第一级管路包括与所述缸体的出口端连接的弯头结构，且所述弯头结构与水平延伸第二级管路连接。
[0009]本申请实施例的技术方案中，通过在光整装置中采用立式柱塞泵、竖直移动的活塞构成的立式结构以及输送管路的卧式结构，两者的协同实现保证光整介质在光整过程中的压力稳定性，从而实现可靠的光整效果。具体而言，通过立式柱塞泵以及活塞、缸体的立式结构以及弯头结构对应连接卧式的输送管路以及工件，即在光整装置中采用立式和卧式结合的架构，既能巧妙利用了重力作用，使得立式柱塞泵，活塞、缸体不受重力侧倾力影响且提供的压力非常稳定，同时又对工件的光整加工提供了更大的可操作工作台空间；另外，输送管路采用长径比大于10:1，且出口端口径大于3mm，多级管路的相邻两级的管路的前一级管路与后一级管路的截面积比大于1的结构，实现了对输送的光整介质的饱和流量的输送，同时也保证了光整介质在输送管路中的压力稳定性。
[0010]在一些实施例中，所述第一级管路与所述第二级管路的截面积比为1.2~1.8。
[0011]在一些实施例中，所述多级管路还包括位于所述第二级管路下游相邻连接的第三级管路，所述第二级管路与所述第三级管路的截面积比为1.2~1.8。
[0012]在一些实施例中，还包括工装，所述工装具有端口，所述第三级管路与所述工装的端口的截面积比为1.2~2.2。所述工装的端口与工件内流道端口的截面积比为1.2~10。
[0013]在一些实施例中，所述活塞从顶部至底部至少具有第一凹槽、第二凹槽，所述密封系统还包括位于所述活塞与缸体之间的密封圈，包括设置于所述第一凹槽的第一密封圈，以及设置于所述第二凹槽的第二密封圈，所述活塞与缸体在径向之间的间隙为1mm~2.5mm。
[0014]在一些实施例中，所述第一凹槽为分体式结构，所述活塞的顶面为平面，其上可拆
卸地设置盖板，所述盖板的外围具有斜面，所述斜面与所述活塞的顶面形成单边斜槽，构成所述第一凹槽；所述第二凹槽于所述活塞的侧壁开设；所述第一密封圈的材料为硬质材料，所述第二密封圈的材料为软质材料。
[0015]在一些实施例中，所述第二凹槽包括从顶部至底部方向的至少两个凹槽，包括第一分凹槽、第二分凹槽，其中，所述第二分凹槽的深度与所述第一分凹槽的深度比为1.2~1.5。
[0016]在一些实施例中，所述单边斜槽的倾斜角为大于6本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光整装置，其特征在于，包括：推力系统；多个密封系统，每个密封系统包括活塞、与所述活塞配合的缸体，用于容纳进行光整加工的光整介质，所述推力系统与所述活塞的一端连通，对所述密封系统提供驱动力，以推动所述光整介质从所述缸体的出口端输出；多个输送管路系统，每个输送管路系统输送对应的密封系统容纳的所述光整介质至进行光整的内流道工件的不同端口，多个密封系统之间通过内流道工件连通；所述输送管路系统的上游端与所述密封系统的出口端连接，下游端用于输出光整介质进行光整的内流道工件，所述输送管路系统的长径比大于10:1，且出口端口径大于3mm，所述输送管路系统具有多级管路，且相邻两级的管路的前一级管路与后一级管路的截面积比大于1；其中，所述光整装置的推力系统包括立式柱塞泵，所述立式柱塞泵与所述活塞连接以提供驱动力，使得活塞能够沿着竖直方向相对于缸体移动，所述多级管路包括第一级管路，以及位于所述第一级管路下游相邻连接的第二级管路，所述第一级管路包括与所述缸体的出口端连接的弯头结构，且所述弯头结构与水平延伸第二级管路连接。2.如权利要求1所述光整装置，其特征在于，所述第一级管路与所述第二级管路的截面积比为1.2~1.8。3.如权利要求2所述的光整装置，其特征在于，所述多级管路还包括位于所述第二级管路下游相邻连接的第三级管路，所述第二级管路与所述第三级管路的截面积比为1.2~1.8。4.如权利要求3所述的光整装置，其特征在于，还包括工装，所述工装具有端口，所述第三级管路与所述工装的端口的截面积比为1.2~2.2，所述工装的端口与工件内流道端口的截面积比为1.2~10。5.如权利要求1所述的光整装置，其特征在于，所述活塞从顶部至底部至少具有第一凹槽、第二凹槽，所述密封系统还包括位于所述活塞与缸体之间的密封圈，包括设置于所述第一凹槽的第一密封圈，以及设置于所述第二凹槽的第二密封圈，所述活塞与缸体在径向之间的间隙为1mm~2.5mm。6.如权利要求5所述的光整装置，其特征在于，所述第一凹槽为分体式结构，所述活塞的顶面为平面，其上可拆卸地设置盖板，所述盖板的外围具有斜面，所述斜面与所述活塞的顶面形成单边斜槽，构成所述第一凹槽；所述第二凹槽于所述活塞的侧壁开设；所述第一密封圈的材料为硬质材料，所述第二密封圈的材料为软质材料。7.如权利要求6所述的光整装置，其特征在于，所述第二凹槽包括从顶部至底部方向的至少两个凹槽，包括第一分凹槽、第二分凹槽，其中，所述第二分凹槽的深度与所述第一分凹槽的深度比为1.2~1.5。8.如权利要求6所述的光整装置，其特征在于，所述单边斜槽的倾斜角为大于60
°
。9.如权利要求5所述的光整装置，其特征在于，所述第一密封圈的材料满足：弯曲模量1.9GPa~3.6GPa，伸长率6...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷力明，米天健，王小康，樊林娜，王威，周新民，高军帅，
申请(专利权)人：陕西金信天钛材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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