[发明专利]一种基于空化射流的深孔湿式喷丸清理装置

说明书

本发明公开了一种基于空化射流的深孔湿式喷丸清理装置，包括喷丸管，喷丸管的出口端设有收缩扩张段，喷丸管的前端连接有弹丸供给管，喷丸管内通过有水流，水流经过弹丸供给管与喷丸管的接口处时，将弹丸带入水流中，经过收缩扩张段的空化后射出。本发明的有益效果是：专门为腔型锻件的内腔表面抛丸清理而设计，通过抛丸和空化射流的共同作用，在去除锻件表面的氧化皮、毛刺等杂物效果好，解决了盲孔内喷丸，弹丸在盲孔内不易排出的问题。

技术领域

本发明属于锻件内深孔表面清理领域技术领域，尤其涉及一种基于空化射流的深孔湿式喷丸清理装置。

背景技术

抛丸清理机是锻造厂清理车间的主要设备，用于锻件的外表面处理，去除锻件表面的氧化皮、毛刺等杂物，效果较好。

但在实际使用当中也存在一定的局限性，如遇到腔型锻件（深通孔、盲孔等）时，普通抛丸机的清理效果就很差，锻件盲孔之所以清理困难，主要因是当弹丸被抛入锻件内腔，由于锻件内腔是盲孔，弹丸排出困难，有一部分停留在内腔，随着抛丸机的运转，锻件内腔聚集的弹丸越来越多，覆盖在锻件内腔，后抛到的弹丸抛射到内腔中聚集的弹丸上面，这样就造成锻件内腔清理不全，而滞留在深孔内的弹丸还需要后续人工处理，费时费力，工序繁琐，且造成喷丸中弹丸的流失，进一步增加了喷丸清理的加工成本。

因此，清理锻件内孔，尤其是深孔的内部清理，如何解决弹丸在深孔内堆积，且实现高效快速的清理锻件深孔内的表面的氧化皮、毛刺等杂物，成为迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明要实现的目标是：解决弹丸在深孔内堆积，且实现高效快速的清理锻件深孔内的表面的氧化皮、毛刺等杂物。

为了是想上述目标，本发明提供一种基于空化射流的深孔湿式喷丸清理装置。

本发明所采用的具体技术方案为：

一种基于空化射流的深孔湿式喷丸清理装置，包括喷丸管，喷丸管的出口端设有收缩扩张段，喷丸管的前端连接有弹丸供给管，喷丸管内通过有水流，水流经过弹丸供给管与喷丸管的接口处时，将弹丸带入水流中，经过收缩扩张段的空化后射出；

喷丸管的出口端与锻件的深孔相对，锻件固定在吊架上锻件的深孔朝下，喷丸管设于吊架下方。

空化射流是将空化作用引入水射流技术中而形成的新技术，通过控制压力、流速等参数使水流束经过空化喷嘴时产生大量的空化泡，利用空化泡在材料表面的狭小区域内溃灭产生高达140～170 MPa的微射流冲击，达到清理锻件内孔表面附着物的目的。

空化是由于液流系统的局部低压（低于相应温度下该液体的饱和蒸气压）使液体蒸发而形成的空化泡（即气核，半径一般在20 μm以下）爆发性生长的描述。假设收缩段上下游压力分别为P1和P2，收缩段压力为Pc，水流速度为Vc，当Pc降至当地的水饱和蒸汽压力Pv，即Pc≤Pv 时，在收缩段内局部低压区将产生空化，空化泡在收缩截面的边界层内孕育并形成，在低压区内获得成长。可见，空化的实质即是流体在动力和热力的联合作用下，液体介质局部的液～气相变过程。

空化数是用于判断空化是否发生的无量纲临界参数。压力和流速是空化发生的主要影响因素，在高围压的淹没空化射流下，空化数的计算式可以简化表示为下游压力与喷嘴总压差的商：σ＝P2/(P1－P2)。当σ≤1时，可以产生空化作用；当σ≤0.5 时，可以产生稳定的空化射流。

当水在高速流动中局部绝对压力降至当地温度下的饱和蒸汽压时，溶解在水中的空气释放出来，形成许多微小的空化泡，空化泡溃灭引起强大的微射流冲击。空化射流就是人为地使水射流束中产生高密度空化泡，利用大量的空化泡在物体表面局部微小区域溃灭产生的强大微射流冲击力而达到清理锻件内孔表面附着物的目的。