[发明专利]一种空蚀累积加工方法及其装置

摘要

本发明公开了一种空蚀累积加工方法及装置，涉及去材制造加工技术领域。本发明利用高压水射流制造空化效应来对工件进行剥蚀加工，累积形成所需要的形状。本发明的装置，包括射流发生系统、高压淹没系统、水池（1）、高压软管（13）和过滤器（2）。本发明高压水射流空泡群运动至工件表面时，因工件阻滞产生的滞止压力促使空泡群溃灭，产生约5000±200 K的热点进行材料熔融弱化，降低了材料的疲劳阀值，在高频次高压冲击波复合作用下，引起材料的疲劳断裂，形成圆块状剥蚀，实现去材制造。本发明结构简单，易维护，成本较低，环境影响小。本发明能够对各种难成形材料及微型制件的加工。

主权项

1.一种空蚀累积加工方法，其特征在于，利用高压水射流制造空化效应来对工件进行剥蚀加工，累积形成所需要的形状，包含以下步骤：高压容器(11)内注水且水面至空化喷嘴(12)上边缘高度d₁≥150mm，并加压使得高压容器(11)内的压力p1＝0.6～1.5MPa；改变工件夹持装置(9)与空化喷嘴(12)之间的相对距离d₂＝30×D，D为空化喷嘴(12)出口直径，使空化溃灭发生在工件(14)表面；工件表面覆盖掩膜(19)层，所述掩膜(19)层暴露出部分工件(14)表面，该暴露部分为工件(14)所需加工的形状；所述掩膜(19)为硬度≧800HV的材料；所述掩膜(19)为陶瓷、金刚石或红宝石；高压泵组(3)输出高压水流，通过调压阀(4)控制、第一压力表(5)测定，水射流压力p₂≥80MPa，高压水射流从空化喷嘴(12)射出；经压力传递，工件(14)表面的单个空泡空化溃灭时在工件(14)表面产生约为5000±200K的高温以及垂直作用于工件(14)表面的高压冲击波，产生剥蚀点(16)；根据所加工的工件(14)形状和要求，通过控制工件夹持装置(9)的位姿轨迹，逐点逐层对工件(14)进行空化剥蚀，最终累积效应形成所需要的形状。