[发明专利]一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法及其装置

摘要

一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法，软性磨粒流加工装置包括约束流道底座和约束模块，约束流道的进口与液压泵的出口相连，约束模块上安装振动部件，振动部件与超声波发生器连接，约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；加工方法过程如下：实时监测的振动信号、压力信号和流量信号，将采集的信号输入笛卡尔坐标系下的流体控制方程；通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态，从而来控制整个抛光进程。以及提供实现软性磨粒流加工方法的装置。本发明增强湍流强度、提高加工效率、降低能耗、适用于复杂工件加工、有效消除加工死角。

主权项

1.一种加载超声波激振的软性磨粒流加工方法，软性磨粒流加工装置包括约束流道底座和约束模块，所述约束模块位于所述约束流道底座的上部，所述约束模块与所述约束流道底座之间形成用于供软性磨粒流过的约束流道，所述约束流道的进口与液压泵的出口相连，其特征在于：所述约束模块上安装振动部件，所述振动部件与超声波发生器连接，所述约束模块上安装用以监测振动信号值的振动传感器，在约束流道的入口和出口处分别安装压力传感器，在出口处安装流量计；所述加工方法过程如下：实时监测的振动信号、压力信号和流量信号，将采集的信号输入笛卡尔坐标系下的流体控制方程：连续性方程：∂ρ∂t+∂∂xj(ρuj)=0---(1)]]>动量方程：∂∂t(ρui)+∂∂xj(ρujui)=-∂p∂xi+∂∂xj[μ(∂uj∂xi+∂ui∂xj)]-23∂∂xi(μ∂uj∂xj)+ρgi---(2)]]>k-ε模型中，k和ε的输运方程如下：∂∂t(ρk)+∂∂xj(ρu‾jk)=∂∂xj[(μ+μtσk)∂k∂xj]+μt(∂u‾i∂xk+∂u‾k∂xi)∂u‾i∂xk-ρϵ---(3)]]>∂∂t(ρϵ)+∂∂xj(ρu‾jϵ)=∂∂xj[(μ+μtσϵ)∂ϵ∂xj]+C1ρEϵ-C2ρϵ2k+νϵ---(4)]]>部分参数经验值为：C₂=1.9；σ_k=1.0，σ_ε=1.2；η=(2Eij·Eij)1/2kϵ;]]>E=12(∂ui∂xj+∂uj∂xi);]]>式中，t为时间；ρ为流体密度；x_i，x_j为张量坐标；u_i为速度矢量u在三个坐标轴方向的分量；μ_t为湍流粘性系数；μ为流体动力粘度；E为应变率；σ_k、σ_ε分别为湍动能和湍动能耗散率对应的普朗特数；通过控制泵的输入速度和超声波发生器的频率来实时控制软性磨粒流的流态，从而来控制整个抛光进程。