CN116533145A - 一种可分离研磨料的强化研磨装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可分离研磨料的强化研磨装置及其使用方法，包括加压缸、钢球磨料缸、研磨粉磨料缸、磨料筛网板和射流喷头，所述加压缸分别与所述钢球磨料缸和所述研磨粉磨料缸连接，所述研磨粉磨料缸的上方设有磨料筛网板，所述钢球磨料缸和所述研磨粉磨料缸分别与所述射流喷头连接。本发明可自行将磨料分离成单独的研磨粉和钢球，使磨料可以重复进行使用，方便更换，大大节约了成本，减少了资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及强化研磨设备技术领域，尤其是涉及一种可分离研磨料的强化研磨装置及其使用方法。
背景技术
强化研磨加工是一种基于复合加工方法的抗疲劳、抗腐蚀、抗磨损的金属材料表面强化加工方法，利用表面冲击或挤压的方式使材料表层发生剧烈塑性变形，诱发晶体内部缺陷发展为位错、亚晶界或晶界，引起表层材料晶粒细化，提升材料表面硬度，同时在材料表层引入残余压应力，抑制表层疲劳裂纹的萌生与发展，提高材料疲劳寿命。
强化研磨技术其主要原理是通过高速气流喷射研磨钢珠、研磨粉未和研磨液沖击工件表面，在固液气三相物质冲击下，工件表面强化层的物理化学性能得到显著提高。在强化研磨过程中会使用大量的研磨钢珠，研磨钢珠价格高昂，颗粒较小但是能够循环使用多次，在强化研磨加工中如果不进行回收利用就会使得加工生产成本变高，污染水资源或者造成管道堵塞。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可分离研磨料的强化研磨装置及其使用方法，可自行将磨料分离成单独的研磨粉和钢球，使磨料可以重复进行使用。
根据本发明的一个目的，本发明提供一种可分离研磨料的强化研磨装置，包括加压缸、钢球磨料缸、研磨粉磨料缸、磨料筛网板和射流喷头，所述加压缸分别与所述钢球磨料缸和所述研磨粉磨料缸连接，所述研磨粉磨料缸的上方设有磨料筛网板，所述钢球磨料缸和所述研磨粉磨料缸分别与所述射流喷头连接。
进一步地，所述加压缸连接有第一加压管和第二加压管，所述第一加压管与所述钢球磨料缸连接，所述第二加压管与所述研磨粉磨料缸连接。
进一步地，所述钢球磨料缸的顶部设有钢球磨料斗。
进一步地，所述研磨粉磨料缸的顶部设有研磨粉磨料斗。
进一步地，所述钢球磨料缸的底部与第一进料管连接，所述研磨粉磨料缸的底部与第二进料管连接，所述第一进料管和所述第二进料管分别与所述射流喷头连接。
进一步地，还包括箱体，所述箱体的内部顶端固定有夹持机构，所述夹持机构设置在靠近所述射流喷头的位置处。
进一步地，所述第一进料管上设有第一流量控制阀，所述第二进料管上设有第二流量控制阀。
进一步地，所述箱体的内部侧壁上固定有激光测距装置，所述激光测距装置、所述第一流量控制阀和所述第二流量控制阀分别与中央控制系统连接。
根据本发明的另一个目的，本发明提供一种可分离研磨料的强化研磨装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤1，加压缸将钢球磨料缸和研磨粉磨料缸内存储的磨料以气压的方式推动，钢球磨料缸内的钢球被推送进入射流喷头；
步骤2，磨料由射流喷头喷射出，进行射流强化研磨加工；
步骤3，射流喷头喷射出的磨料冲击至工件上后掉落下来，经过磨料筛网板的筛分将已混合的磨料重新分离成钢球和研磨粉，钢球重新进入钢球磨料缸，研磨粉重新进入研磨粉磨料缸。
进一步地，钢球磨料缸的底部与第一进料管连接，研磨粉磨料缸的底部与第二进料管连接，第一进料管和第二进料管分别与射流喷头连接，第一进料管上设有第一流量控制阀，第二进料管上设有第二流量控制阀，通过中央控制系统反馈到第一流量控制阀和第二流量控制阀，第一流量控制阀和第二流量控制阀控制钢球和研磨粉流量比恒定。
本发明的技术方案可自行将磨料分离成单独的研磨粉和钢球，使磨料可以重复进行使用，方便更换，大大节约了成本，减少了资源的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的主视图；
图3为本发明实施例的工作流程图。
图中，1、加压缸；2、第一加压管；3、第二加压管；4、钢球磨料缸；5、研磨粉磨料缸；6、钢球磨料斗；7、研磨粉进料斗；8、磨料筛网板；9、第二进料管；10、第一进料管；11、第二流量控制阀；12、第一流量控制阀；13、箱体；14、夹持机构；15、射流喷头；16、激光测距装置。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1-图3所示，
一种可分离研磨料的强化研磨装置，包括加压缸1、钢球磨料缸4、研磨粉磨料缸5、磨料筛网板8、射流喷头15、夹持机构14和箱体13；
加压缸1负责提供压力，加压缸1连接有第一加压管2和第二加压管3，第一加压管2与钢球磨料缸4连接，第二加压管3与研磨粉磨料缸5连接。
钢球磨料缸4的顶部设有钢球磨料斗6，钢球磨料缸4的底部与第一进料管10连接，研磨粉磨料缸5的顶部设有研磨粉磨料斗7，研磨粉磨料缸5的底部与第二进料管9连接，研磨粉进料斗7的上方设有磨料筛网板8。
第一进料管10和第二进料管9分别与射流喷头15连接，箱体13的内部顶端固定有夹持机构14，夹持机构14设置在靠近射流喷头15的位置处。
针对目前在射流强化研磨加工中磨料的比例还无法得到精确的控制，时常会发生磨料比例失衡情况，会使加工精度和加工质量不相同，加工后产生的效果也会有区别。由于加工后会产生有差别的效果，那么加工时间、要投放的磨料比例和喷射角度等加工要素都会无法快速的确定，造成了工作量的增加，加工效率的降低。
本发明在第一进料管10上设有第一流量控制阀12，第二进料管9上设有第二流量控制阀11，箱体13的内部侧壁上固定有激光测距装置16。
激光测距装置16负责测量至被加工件间的距离，以此来计算经过射流强化研磨的工件表面的研磨层厚度情况，来反馈到中央控制系统来控制加工的完成，达到自动控制的效果。通过激光测距装置16的反馈，被加工件加工达到标准后，射流喷头15喷射停止，加工完成，若未达到标准则射流喷头15保持喷射，加工继续。
本发明通过中央控制系统控制，由激光测距装置反馈距离来控制加工的启停，根据磨料缸内的质量比来推算各磨料实时的流量，反馈到流量控制阀来控制流量的增减，具有较高的智能性，增加了设备的可靠性。
本发明工作开始时：
如图3所示，加压缸1为储气罐类装置，由加压缸1提供压力，通过第一加压管2和第二加压管3将钢球磨料缸4和研磨粉磨料缸5内存储的磨料以气压的方式推动。
钢球磨料缸4内的钢球被推送进入第一进料管10，研磨粉磨料缸5内的研磨粉被推送进入第二进料管9，第一进料管10和第二进料管9连接射流喷头15，磨料通过第一进料管10和第二进料管9推送至射流喷头15处，由射流喷头15喷射出。射流喷头15将磨料喷射到由夹持机构14固定的被加工件上，开始进行射流强化研磨加工。
当射流喷头15喷射出的磨料冲击至工件上后掉落下来，经过磨料筛网板8的筛分将已经混合的磨料重新分离成钢球和研磨粉，钢球通过钢球磨料斗6重新进入钢球磨料缸4，研磨粉通过研磨粉磨料斗7重新进入研磨粉磨料缸5，在按上述步骤重新投入加工。
当磨料进入磨料缸后，磨料在磨料缸内的高度分别为h1和h2，已知钢球磨料缸4和研磨粉磨料缸5的半径分别为r1、r2，在容积为P的情况下，钢球的质量为m，研磨粉的质量为n。可计算出钢球磨料缸4内钢球此时的容积为研磨粉磨料缸5内研磨粉此时的容积为/>此时钢球磨料缸4内钢球的质量为M1＝(Q1/P)m，研磨粉磨料缸5内研磨粉的质量为M2＝(Q2/P)n。
引入比值K，K＝M1/M2＝(Q1/P)m/(Q2/P)n。根据加工前的计划，可以确定K值大小，也就是钢球与研磨粉流量的比值。
当加工过程中K值增大，说明此时钢球磨料部分流量减小，所以钢球磨料缸内才会有质量的增加。为了保持各磨料间流量比恒定，通过中央控制系统反馈到两个流量控制阀上，K增大则第一流量控制阀12进行调节，增大第一进料管10的进料空间，第二流量控制阀11同时调节，减小第二进料管9的进料空间。反之，若K减小，两个流量控制阀也会根据反馈进行调节，使K值恒定，保持各磨料间流量比恒定。
本发明可以自行分离磨料并且可以自动控制各磨料的流量，可以自行将磨料分离成单独的研磨粉和钢球，使磨料可以重复进行配比使用，方便更换，大大节约了成本，减少了资源的浪费。
本发明可以实时精确的控制各磨料的流量，保证了加工的稳定性，有效的解决了由于磨料流量比例变化大造成的加工效果不同、加工精度不同、加工质量不同的情况，并且进一步的提升了射流强化研磨的加工标准化。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种可分离研磨料的强化研磨装置，其特征在于，包括加压缸、钢球磨料缸、研磨粉磨料缸、磨料筛网板和射流喷头，所述加压缸分别与所述钢球磨料缸和所述研磨粉磨料缸连接，所述研磨粉磨料缸的上方设有磨料筛网板，所述钢球磨料缸和所述研磨粉磨料缸分别与所述射流喷头连接。
2.根据权利要求1所述的可分离研磨料的强化研磨装置，其特征在于，所述加压缸连接有第一加压管和第二加压管，所述第一加压管与所述钢球磨料缸连接，所述第二加压管与所述研磨粉磨料缸连接。
3.根据权利要求1所述的可分离研磨料的强化研磨装置，其特征在于，所述钢球磨料缸的顶部设有钢球磨料斗。
4.根据权利要求1所述的可分离研磨料的强化研磨装置，其特征在于，所述研磨粉磨料缸的顶部设有研磨粉磨料斗。
5.根据权利要求1所述的可分离研磨料的强化研磨装置，其特征在于，所述钢球磨料缸的底部与第一进料管连接，所述研磨粉磨料缸的底部与第二进料管连接，所述第一进料管和所述第二进料管分别与所述射流喷头连接。
6.根据权利要求5所述的可分离研磨料的强化研磨装置，其特征在于，还包括箱体，所述箱体的内部顶端固定有夹持机构，所述夹持机构设置在靠近所述射流喷头的位置处。
7.根据权利要求6所述的可分离研磨料的强化研磨装置，其特征在于，所述第一进料管上设有第一流量控制阀，所述第二进料管上设有第二流量控制阀。
8.根据权利要求7所述的可分离研磨料的强化研磨装置，其特征在于，所述箱体的内部侧壁上固定有激光测距装置，所述激光测距装置、所述第一流量控制阀和所述第二流量控制阀分别与中央控制系统连接。
9.一种可分离研磨料的强化研磨装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，加压缸将钢球磨料缸和研磨粉磨料缸内存储的磨料以气压的方式推动，钢球磨料缸内的钢球被推送进入射流喷头；
步骤2，磨料由射流喷头喷射出，进行射流强化研磨加工；
步骤3，射流喷头喷射出的磨料冲击至工件上后掉落下来，经过磨料筛网板的筛分将已混合的磨料重新分离成钢球和研磨粉，钢球重新进入钢球磨料缸，研磨粉重新进入研磨粉磨料缸。
10.根据权利要求9所述的可分离研磨料的强化研磨装置的使用方法，其特征在于，钢球磨料缸的底部与第一进料管连接，研磨粉磨料缸的底部与第二进料管连接，第一进料管和第二进料管分别与射流喷头连接，第一进料管上设有第一流量控制阀，第二进料管上设有第二流量控制阀，通过中央控制系统反馈到第一流量控制阀和第二流量控制阀，第一流量控制阀和第二流量控制阀控制钢球和研磨粉流量比恒定。
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