CN103612164B - 电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置 - Google Patents
电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103612164B CN103612164B CN201310635534.7A CN201310635534A CN103612164B CN 103612164 B CN103612164 B CN 103612164B CN 201310635534 A CN201310635534 A CN 201310635534A CN 103612164 B CN103612164 B CN 103612164B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- confining part
- current vortex
- profiling
- vortex heater
- infrared radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/10—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work
- B24B31/116—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work using plastically deformable grinding compound, moved relatively to the workpiece under the influence of pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/12—Accessories; Protective equipment or safety devices; Installations for exhaustion of dust or for sound absorption specially adapted for machines covered by group B24B31/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
一种电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置，包含约束构件、电涡流加热器、红外测温仪、控制柜；约束构件套装在人工关节外，约束构件内表面与人工关节外表面间形成厚度均匀的仿形流道，约束构件为壁厚相同热敏金属复合材料，约束构件上至少设有一组仿形流道出口和仿形流道入口，红外测温仪安装在电涡流加热器上，电涡流加热器可对约束构件外表面任意位置进行加热。本发明通过约束构件构建厚度均匀的磨粒流受控仿形流道，通过电涡流加热器局部加热约束构，从而改变约束构件被加热处流道缝隙的大小，控制局部的加工强度，且红外测温仪可检测约束构件表面对应位置的温度值，将数据传输给控制柜，实现边检测边控制温度，精度高，实时性好。
Description
技术领域
本发明涉及磨粒流抛光加工领域，特别是一种钛合金人工关节湍流精密加工装置。
背景技术
人工关节表面的光整程度对其功能和使用寿命有着至关重要的影响，因此，经过成型后的钛合金人工关节假体并不能直接适用于人体内部，还需要经过一系列的打磨和抛光等后续工艺处理，最终获得高精度和高光洁度的表面，形成与人体骨头配合良好的人工关节。
人工关节表面为不同曲率的复杂曲面，且钛合金的导热性和切削性能差，现有表面精密加工技术中，大部分方法难以适用。由于磨粒流可形成良好仿形接触，因此在曲面和异型面加工中体现出优势，现磨粒流形成了一些表面加工方法，如利用高压高速磨粒流喷射工件表面，借助磨粒高速碰撞的剪切作用实现精密加工；这种方法以冲蚀磨损理论为基础，容易使工件表面受到磨粒的强力刮削而产生弹性变形或塑性压痕，不能满足人工关节表面加工要求，专利申请号为201110041218.8的“钛合金人工关节曲面湍流精密加工新方法及其专用装置”提供了一种局部覆盖约束式钛合金人工关节湍流精密加工的新方法，通过与待加工的假体形状相一致的配模，在人工关节假体外表面和配模内表面的流道内形成湍流，利用磨粒的微力微量切削的频繁作用实现表面的逐步光整，但是人工关节表面为复杂曲面，磨粒流流经人工关节表面拐点和奇点的突变点处时容易受阻，且越靠近曲面的地方，磨粒流的粘性阻尼减少了切向速度脉动，同时复杂曲面阻止了法向速度脉动，离开曲面稍微远点的区域，由于磨粒流平均速度梯度的增加，磨粒流的湍流动能迅速产生变大，使得抛光不均匀，难以达到理想的抛光效果。
发明内容
针对钛合金人工关节复杂曲面光整加工的难题，本发明提供一种抛光性能好、精度高的电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置，包含约束构件、电涡流加热器、红外测温仪、控制柜；所述约束构件套装在人工关节外，所述约束构件内表面与人工关节外表面间形成厚度均匀的仿形流道，所述约束构件为壁厚相同热敏金属复合材料，所述约束构件上至少设有一组仿形流道出口和仿形流道入口。
所述红外测温仪安装在电涡流加热器上，所述电涡流加热器可空间移动，所述红外测温仪和电涡流加热器通过电线连接控制柜，所述电涡流加热器可对约束构件外表面任意位置进行加热。
优选的，电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置还设置有机械手、搅拌存储器、隔膜泵；所述机械手连接电涡流加热器，所述隔膜泵分别连接仿形流道入口和搅拌存储器的出口，所述仿形流道出口通过管道连接搅拌存储器的入口。
本发明的设计思路及优点表现在：1、通过人工关节曲面的仿形建立局部覆盖曲面约束构件，构建厚度均匀的磨粒流受控仿形流道，被加工曲面成为流道壁面的一部分，使研磨液进入湍流充分发展状态，通过磨粒的无序运动来实现表面的微力微量切削，达到镜面级表面粗糙度，抛光精度高。2、仿形流道的缝隙越窄，湍流效果越好，加工效果越明显，而人工关节表面为复杂曲面，磨粒流在曲面拐点或奇点处受到阻力易造成抛光不均匀的情况，因此，本发明的约束构件为壁厚相同热敏金属复合材料，约束构件某一局部通过电涡流加热器加热后会产生形变，从而改变约束构件被加热处流道缝隙的大小，控制局部的加工强度，从而可优化抛光效果。3、通过机械臂，电涡流加热器可以任意移动到约束构件任意位置，红外测温仪可检测约束构件表面对应位置的温度值，将数据传输给控制柜，实现边检测边控制温度，精度高，实时性好。4、仿形流道出口通过管道连接搅拌存储器，研磨液可循环使用，减少污水排放实现清洁加工，并节约能源。
附图说明
图1是本发明的立体示意图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的人工关节仿形流道剖面示意图。
具体实施方式
结合图1～3，电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置，包含约束构件1、电涡流加热器2、红外测温仪4、机械手3、控制柜5、搅拌存储器6、隔膜泵7。
约束构件1套装在人工关节9外，约束构件1内表面与人工关节9外表面间形成厚度均匀的仿形流道10，约束构件1为壁厚相同热敏金属复合材料，约束构件1两端设有仿形流道出口12和仿形流道入口11，仿形流道出口12和仿形流道入口11与仿形流道10相通。
红外测温仪4安装在电涡流加热器上2，机械手3连接电涡流加热器2，电涡流加热器3可空间移动，电涡流加热器2可对约束构件1外表面任意位置进行加热。
红外测温仪4和电涡流加热器2通过电线连接控制柜5。
隔膜泵7分别连接仿形流道入口11和搅拌存储器6的出口，仿形流道出口12通过管道8连接搅拌存储器6的入口。
Claims (2)
1.电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置，其特征在于：包含约束构件、电涡流加热器、红外测温仪、控制柜；
所述约束构件套装在人工关节外，所述约束构件内表面与人工关节外表面间形成厚度均匀的仿形流道，所述约束构件为壁厚相同热敏金属复合材料，所述约束构件上至少设有一组仿形流道出口和仿形流道入口；
所述红外测温仪安装在电涡流加热器上，所述电涡流加热器可在三维空间内移动，所述红外测温仪和电涡流加热器通过电线连接控制柜，所述电涡流加热器可对约束构件外表面任意位置进行加热。
2.如权利要求1所述的电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置，其特征在于：还设置有机械手、搅拌存储器、隔膜泵；所述机械手连接电涡流加热器，所述隔膜泵分别连接仿形流道入口和搅拌存储器的出口，所述仿形流道出口通过管道连接搅拌存储器的入口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310635534.7A CN103612164B (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310635534.7A CN103612164B (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103612164A CN103612164A (zh) | 2014-03-05 |
| CN103612164B true CN103612164B (zh) | 2015-12-30 |
Family
ID=50162897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310635534.7A Active CN103612164B (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103612164B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106425876B (zh) * | 2016-11-08 | 2018-08-31 | 浙江工业大学 | 一种分段加热式类人工关节件湍流精密加工装置及其方法 |
| CN106363537B (zh) * | 2016-11-08 | 2018-05-29 | 浙江工业大学 | 一种温控磨粒流类人工关节件曲面湍流加工装置及其方法 |
| CN106475915B (zh) * | 2016-11-08 | 2018-08-31 | 浙江工业大学 | 类人工关节件曲面湍流抛光设备的恒温控制装置及其方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101024273A (zh) * | 2007-03-21 | 2007-08-29 | 浙江工业大学 | 基于流场约束型液动磨粒流的表面光整加工方法 |
| CN101791787A (zh) * | 2010-03-11 | 2010-08-04 | 浙江工业大学 | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 |
| CN102152240A (zh) * | 2011-02-21 | 2011-08-17 | 浙江工业大学 | 钛合金人工关节曲面湍流精密加工新方法及其专用装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6500050B2 (en) * | 2000-09-06 | 2002-12-31 | Extrude Hone Corporation | High precision abrasive flow machining apparatus and method |
| US6875092B2 (en) * | 2002-03-29 | 2005-04-05 | Depuy Products, Inc. | Method for the manufacture of a femoral prosthesis |
-
2013
- 2013-12-03 CN CN201310635534.7A patent/CN103612164B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101024273A (zh) * | 2007-03-21 | 2007-08-29 | 浙江工业大学 | 基于流场约束型液动磨粒流的表面光整加工方法 |
| CN101791787A (zh) * | 2010-03-11 | 2010-08-04 | 浙江工业大学 | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 |
| CN102152240A (zh) * | 2011-02-21 | 2011-08-17 | 浙江工业大学 | 钛合金人工关节曲面湍流精密加工新方法及其专用装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 软性磨粒流加工中约束模块的设计方法研究;计时鸣等;《轻工机械》;20121031;第30卷(第5期);9-12 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103612164A (zh) | 2014-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103612163B (zh) | 红外线加热约束构件的曲面湍流抛光装置 | |
| CN103600301A (zh) | 温控磨粒流曲面湍流抛光装置 | |
| CN203622229U (zh) | 一种温控磨粒流曲面湍流抛光装置 | |
| CN103612212B (zh) | 带有叶片轮的磨粒流抛光加工装置 | |
| CN102152240A (zh) | 钛合金人工关节曲面湍流精密加工新方法及其专用装置 | |
| CN103612164B (zh) | 电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置 | |
| CN107350472B (zh) | 一种用于制备金属玻璃零件的超声3d打印系统及打印方法 | |
| Li et al. | Analysis of the flow field in counter-rotating electrochemical machining | |
| CN103612165B (zh) | 多出入口曲面湍流抛光装置 | |
| CN203622087U (zh) | 一种电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置 | |
| CN204138778U (zh) | 清洗金属零件表面残留硼砂熔盐的装置 | |
| CN203622220U (zh) | 一种多输入输出口磨粒流湍流加工装置 | |
| CN203622088U (zh) | 一种多出入口曲面湍流抛光装置 | |
| CN203622086U (zh) | 一种红外线加热约束构件的曲面湍流抛光装置 | |
| CN202079489U (zh) | 钛合金人工关节曲面湍流精密加工装置 | |
| CN103612210B (zh) | 带有叶片约束构件的旋转抛光装置 | |
| CN103612166B (zh) | 带有均压槽的曲面湍流抛光装置 | |
| CN203622089U (zh) | 一种带有均压槽的曲面湍流抛光装置 | |
| CN205667488U (zh) | 流水式除雾浴室镜 | |
| Song et al. | A review on magnetorheological jet polishing technique for microstructured functional surfaces | |
| CN207887572U (zh) | 一种高效机械设备清洁装置 | |
| CN103820844B (zh) | 一种细长弯管内表面电解抛光用工具电极 | |
| CN104741976A (zh) | 一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置 | |
| CN104690649A (zh) | 一种人工关节复杂曲面固液二相软性磨粒流湍流加工方法 | |
| CN106475915A (zh) | 类人工关节件曲面湍流抛光设备的恒温控制装置及其方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180705 Address after: 226371 Jiangsu Nantong Tongzhou District Xingren Town Li Jia Lou village five groups Xingren middle school east side Patentee after: Nantong expedition refrigeration equipment Co., Ltd. Address before: Hangzhou City, Zhejiang province 310014 City Zhaohui District Six Patentee before: Zhejiang University of Technology |
|
| TR01 | Transfer of patent right |