[实用新型]磨料浓度可控的精密微细磨料水射流系统

说明书

技术领域

本实用新型属于特种加工技术装置，涉及一种精密微细磨料水射流系统。

背景技术

磨料水射流加工是产生于20世纪80年代的一项新型特种能束加工技术，由于其具有加工作用力小、对材料热影响小、可加工材料范围广等优点，近30年来得到了快速发展，在实际工程中的应用日益广泛。近年来，由于加工越来越精密化，磨料越来越微细化，磨料水射流加工技术已经由最初的切割等粗加工向表面抛光、微刻蚀、微孔加工等微细精密加工方向发展。

按照磨料混合方式不同，磨料水射流可分为前混合和后混合两种方式。前混合方式是，磨料先和水初步混合成磨料浆体，然后磨料浆体进入混合腔与高速水射流均匀混合，再通过喷嘴加速喷出。前混合方式磨粒能量传输效率高，适合在较低压力下切割钢材和钢筋混凝土等物料，存在的问题是容易引起射流管路和喷嘴的急剧磨损。后混合方式是，通过增压系统首先形成水射流，高速水射流在混合腔内形成一定的真空度，磨料在自重和压力差的共同作用下通过气力运输进入混合腔，并与水射流发生剧烈紊动扩散与掺混。后混合方式对射流喷嘴磨损较小，但磨料与高速水射流不能进行充分混合，水对磨料的能量传输效率低。

特别地，在精密微细磨料水射流加工中，增压系统压力较低，供水量较小，微细射流在混合管中更难形成稳定的负压区，磨料与高速水射流混合变得更加困难。而且，精密微细磨料水射流所使用的磨料粒径较小，磨料存在容易起拱、团聚的现象。受制于原先加工方式，固然存在磨料与高速水射流混合困难，浓度无法控制的问题。这些问题限制了精密微细磨料水射流加工技术的发展。

发明内容

为了克服已有磨料水射流加工方式的磨料浓度无法控制、加工效率较低的不足,本实用新型提供了一种磨料浓度可控、有效提升加工效率的精密微细磨料水射流系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种磨料浓度可控的精密微细磨料水射流系统，包括流体泵、调压阀、压力容器、气囊和喷嘴，所述流体泵设有水流进口，所述流体泵的高压出口通过调压阀与所述压力容器的进口连接，所述气囊为用于放置按设定比例混合好的磨料浆体的气囊，所述气囊的出料口与所述压力容器的出料管一端相接，所述出料管的另一端设置所述喷嘴，所述喷嘴位于工件夹具的加工工位上方。

进一步，所述压力容器的进口处设有前置电子开关阀，所述出料管上设有后置电子开关阀。

本实用新型中，流体泵从水箱中抽取水，使水发生增压并输送到管路和压力容器中。管路上设有调压阀和电子开关阀。调压阀用来调节管路中高压水的压力。电子开关阀用来开启和截止输送到压力容器的高压水。压力容器内部有一个气囊，气囊具有高密封性、耐磨性和弹性变形性。气囊里存储有均匀混合的磨料浆体。因此，气囊隔离高压水和磨料浆体。高压水进入到压力容器后，由于受到容器壁面的阻挡，只能挤压气囊。开启后置电子开关阀，气囊里的磨料浆体从喷嘴处喷射而出，实现工件的磨料水射流加工。这种水射流系统的优点是，具有一定浓度的磨料放入到气囊后，浓度不会随着加工的进行而发生变化，且由于减小的磨料浆体体积被高压水取代，磨料水射流的加工压力保持稳定。

本实用新型的有益效果主要表现在：磨料浓度可控、有效提升加工效率。

附图说明

图1是磨料浓度可控的精密微细磨料水射流系统的示意图。

其中1、纯水；2、流体泵；3、调压阀；4、前置电子开关阀；5、高压容器；6、磨料浆体；7、气囊；8、后置电子开关阀；9、喷嘴；10、待加工工件；11、工件夹具。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1，一种磨料浓度可控的精密微细磨料水射流系统，包括流体泵2、调压阀3、前置电子开关阀4、压力容器5、气囊7、电子开关阀8和喷嘴9，纯水1和磨料浆体6在图中用不同剖面线表示。由于纯水和磨料浆体受到气囊7的隔离，两者没有混合。

流体泵2的进水口通过管路与水箱里的纯水1连接。流体泵2的出水口通过调压阀3、电子开关阀4与压力容器5连接。流体泵2从水箱中抽取水，使水发生增压并输送到管路和压力容器5中。管路上设有调压阀3和前置电子开关阀4。调压阀3用来调节管路中高压水的压力。电子开关阀8用来开启和截止输送到压力容器的高压水。