[实用新型]一种带有均压槽的曲面湍流抛光装置

说明书

技术领域

本实用新型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，此方法虽然可以实现更好的加工效果，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，另一方面，磨粒流入口处压力高、速度快，抛光强度高，而靠近出口的地方，速度和压力均减小，使得抛光不均匀，极大的影响了抛光质量和精度。

实用新型内容

针对钛合金人工关节复杂曲面光整加工的难题，本实用新型提供一种抛光性能好、精度高的带有均压槽的曲面湍流抛光装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

    一种带有均压槽的曲面湍流抛光装置，其特征在于：包含约束构件，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形状相同，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；

    所述约束构件上至少设有两组磨粒流出入口，所述磨粒流出入口与仿形流道相通，所述磨粒流出入口周围开凹槽形成均压槽，所述均压槽分布在约束构件内表面。

进一步，所述磨粒流出入口分别位于约束构件的两侧、约束构件表面拐点和奇点处。

进一步，所述均压槽呈十字型分布，相邻两个磨粒流出入口上的均压槽相通，所述均压槽内凹槽侧边呈倾斜状。

进一步，所述磨粒流出入口由出口和入口组成，所述出口和入口间隔分布。

本实用新型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、约束构件上设有多组磨粒流出入口，将复杂曲面分段加工，避免了磨粒流在曲面拐点或奇点处受到阻力而造成抛光不均匀的情况，抛光精度高。3、磨粒流出入口周围设有均压槽，可以将一部分磨粒流分布到均压槽中，从而将压力均匀散布到约束构件内表面，使研磨液均匀的落到工件表面，在一定程度上实现对工件表面的均匀加工，在一定程度上改善入射口高压干涉的问题。4、所述磨粒流出入口中，出口和入口间隔分布，使得仿形流道内磨粒流流动均匀，抛光效果一致，精度高。

附图说明

图1是本实用新型的约束构件剖面示意图。

图2是本实用新型的均压槽分布示意图。

图3是本实用新型的约束构件立体示意图。

具体实施方式

结合图1~3，一种带有均压槽的曲面湍流抛光装置，包含约束构件1，约束构件1套装在人工关节外，约束构件1内表面与人工关节外表面形状相同，约束构件1内表面与人工关节外表面间形成厚度均匀的仿形流道。

人工关节表面有两个拐点处和一个奇点处，即人工关节表面的凸出部分和凹陷部分，为曲面的突变面，约束构件1上均布磨粒流出入口，磨粒流出入口与仿形流道相通，磨粒流出入口由出口4和入口2组成，约束构件1两端处均设有入口2，约束构件1两个拐点处均设有两个出口4，约束构件1奇点处分布四个磨粒流出入口，中间两个为入口2，两侧两个为出口4。

    磨粒流出入口的周围开凹槽形成均压槽3，均压槽3分布在约束构件1内表面，均压槽3呈十字型分布，相邻两个磨粒流出入口上的均压槽3相通。