[发明专利]一种用于强化研磨加工的旋转喷头

说明书

本发明公开一种用于强化研磨加工的旋转喷头，包括混合喷嘴、旋流外管、旋转内管以及入料管，所述旋流外管的两端分别与混合喷嘴和入料管固定连接，所述旋转内管通过可转动的结构设置在旋流外管的内腔中；所述旋流外管的内腔壁上设有螺旋导槽；所述入料管设有两个入料口，两个入料口分别与旋流外管的螺旋导槽和旋转内管的内腔连通；所述旋流外管的螺旋导槽和旋转内管的出口均与混合喷嘴的入口连通。该旋转喷头具有更好的卷吸能力、掺混能力、稳定性、准确度以及射程能力，能够有效地提高强化研磨加工的精度以及质量。

技术领域

本发明涉及强化研磨加工装置，具体涉及一种用于强化研磨加工的旋转喷头。

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，其原理是将钢珠、研磨粉、研磨液以及压缩气体混合并喷射至待加工的工件表面，斜向、高速喷射的混合喷射流会对加工工件的表面产生随机等概率碰撞(塑性加工，产生残余压应力)和微切削(研磨)，使金属工件获得较低的表面粗糙度及其一致性(控形)，同时还获得有利于润滑的“油囊”以及摩擦小、抗腐蚀、抗磨损、抗疲劳等等的高性能。其中，在混合喷射流冲击工件的表面时，会同时对工件进行表面塑性强化和两级研磨切削作用，提高工件的表面强度，改善工件的表面粗糙度，延长其使用寿命。

在传统的研磨加工的过程中，通过直喷头高速地将混合物料喷射到工件表面中，首先，由于混合物料为气、液、固三态物料的集合，其混合的均匀程度不仅会直接影响到研磨加工的效果，还会影响到送料系统的稳定性；其次由于重力的影响，研磨无旋转喷射流在喷射的过程中会向下倾斜，导致研磨喷射流的稳定性、准确性和射程的减小，无法精确的加工目标位置，直接影响到研磨加工的效果。为此，现有技术中提出一些通过旋转喷头进行喷射的加工方法，由于旋转喷头可以产生具有三维速度的旋转射流，旋转射流与无旋转射流或单一喷嘴产生的射流相比，旋转射流具有更好的卷吸能力和掺混能力，还有更高的稳定性、准确性和射程，用于强化研磨加工的旋转喷头，不仅需要其产生的射流具有一定的轴向速度，也需要一定的切向速度。

基于旋转射流在速度形式上的优越性，旋转喷头能够提升其卷吸能力、掺混能力、稳定性、准确性和射程，对进一步提高研磨加工的精确性和质量起积极作用。其中，旋转射流的产生方式大概分为两类：一类是利用切向入料加旋，另一类是利用导向元件加旋。单一的切向入料加旋轴向速度小，所形成的旋转射流容易扩散且不满足加工需求；而单一的导向元件加旋有可能使最大轴向速度偏心，降低了加工的精确性和加工质量。因此上述方式产生的旋转射流不适合强化研磨加工。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种用于强化研磨加工的旋转喷头，该旋转喷头具有更好的卷吸能力、掺混能力、稳定性、准确度以及射程能力，能够有效地提高强化研磨加工的精度以及质量。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于强化研磨加工的旋转喷头，包括混合喷嘴、旋流外管、旋转内管以及入料管，所述旋流外管的两端分别与混合喷嘴和入料管固定连接；所述旋转内管通过可转动的结构设置在旋流外管的内腔中；所述旋流外管的内腔壁上设有螺旋导槽；

所述入料管设有两个入料口，两个入料口分别与旋流外管的螺旋导槽和旋转内管的内腔连通；所述旋流外管的螺旋导槽和旋转内管的出口均与混合喷嘴的入口连通。

上述用于强化研磨加工的旋转喷头的工作原理为：