一种管状工件内表面的抛光装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于磨削或抛光的装置，具体涉及特殊磨削加工的专用装置，该装置 利用卡门涡街原理增强流动性磨料对工件进行研磨。
【背景技术】
[0002] 利用流动的磨料对工件表面进行研磨抛光是一种新的光整加工方法，常见的方法 有两种，即射流抛光和磨料流加工。
[0003] 射抛光是利用由喷嘴的小孔高速喷出的混有细小磨粒的抛光液作用于工件表面， 通过磨粒的高速碰撞剪切作用去除微观不平材料，通过控制抛光液喷射时的压力、角度及 喷射时间等工艺参数来定量修正工件表面粗糙度的抛光加工工艺。如申请公开号为 CN103433857A的发明专利申请公开的一种"射流抛光机"，该射流抛光机分别通过高压液栗 和隔膜栗将载基液和磨料输送至射流器，载基液和磨料在射流器中发生紊动扩散和掺混后 经射流器的喷嘴喷出形成磨料液射流，磨料液射流作用在工件表面可达到抛光的目的。
[0004] 磨料流加工也称挤压研磨，是一种使用具有流动性的粘弹性材料（由聚合物载体 和磨粒组成)对工件表面进行光整加工的方法。它主要是在一定的压力下强迫粘弹性材料 流过被加工零件的表面，使其内部包含的磨粒在被加工零件的表面产生滑移，进而利用磨 粒的刮削作用来去除被加工零件表面的微观不平材料，达到去毛刺和抛光的目的。如公开 号为CN101602182A的发明专利申请公开的一种"磨料流加工机床"，该磨料流加工机床在使 用时将工件夹置于上推料缸与下推料缸之间，通过工件上待抛光的孔道连通两推料缸，推 料缸中装有流体磨料，两推料缸交替推料即可迫使流体磨料在待抛光的孔道中往复的挤压 流动，以此达到抛光的目的。
[0005] 然而上述两种光整加工方法仍存在以下不足：
[0006] 1、射流抛光需要使用高压液栗来形成高速射流，成本较高；高速射流直接在喷嘴 中形成，导致喷嘴极易磨损;高速射流溅射厉害，磨料浪费严重；另外该加工方法所用到的 喷头通常很难伸至管状工件的内部，其对管状工件内表面的抛光难度较高。
[0007] 2、磨料流加工通常需要较为复杂的液压系统来实现工件的夹紧和推料缸的动作， 操作复杂且成本较高；同时加工过程中磨料流对工件的压力极高，这具有一定的安全隐患。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种管状工件内表面的抛光装置，该装置无需 使用高成本的高压液栗或液压系统，而且具有抛光均匀、效率高。
[0009] 本发明解决上述技术问题的技术方案是：
[0010] -种管状工件内表面的抛光装置，该抛光装置具有一长方体的机架盒，该机架盒 由相互配合的箱体和箱盖组成，其中所述的箱体的底部设有泄漏研磨液回流孔;所述的箱 体两头分别设有同轴的进口管和出口管;所述的进口管位于箱体内的末端紧套有静环，所 述的出口管位于箱体内的末端套设动环;所述的静环内设有两头延伸至其内壁上的涡旋发 生柱，静环外套设有齿圈;所述的齿圈对应处的箱盖上设有与所述齿圈啮合的传动齿轮，该 传动齿轮设在支承于箱盖上的动力装置的输出轴上;所述的齿圈和动环的内壁分别与所述 管状工件两头的外壁紧配合，以使得所述管状工件与齿圈和动环三者同步转动;所述的涡 旋发生柱的横截面为多边形，该多边形由靠近静环的矩形和靠近齿圈的等腰梯形组成，其 中所述等腰梯形较短的底边靠近齿圈，且所述的多边形的尺寸满足以下关系：
[0011] d=(0.2 ~0.3)D (I)
[0012] c = (〇.l ~〇.2)D (Π )
[0013] b = (l ~1.5)d (m)
[0014] θ = 15° ~65° (IV)
[0015] 上式（I)~(IV)中，d为涡旋发生柱横截面的宽度，D为待加工管状工件的内径，c为 涡旋发生柱横截面侧边的长度，b为涡旋发生柱横截面的长度，Θ为所述等腰梯形腰的斜边 与所述矩形与之相交的的一条边的延长线的夹角。
[0016] 为增加所述抛光装置的密封性能，本发明的一个改进方案是，所述的动环与所述 出口管之间设有耐磨密封垫片。
[0017] 上述抛光装置可组成抛光系统，该系统包括依次串联的输液栗、电动调节阀、电磁 流量计和上述圆柱形工件外周面的抛光装置。
[0018] 本发明所述的抛光装置的工作过程简述如下：
[0019] 将待加工的管状工件夹置在所述齿圈和动环之间，调节研磨液的流速，使雷诺数 Re达到47~105,通过动力装置驱动齿圈、管状工件和动环一起缓慢旋转，即可实现对工件 内表面的抛光处理。
[0020] 研磨液的雷诺数Re由以下公式获得：
[0021]
[0022 ]其中，v为研磨液的流速，Di为流经管状工件的研磨液的水力直径，μ为研磨液的动 力粘度。
[0023]本发明的有益效果是：
[0024] 1、由于研磨液流经涡旋发生柱时，涡旋发生柱两侧会周期性地脱落出旋转方向相 反、排列规则的双列漩涡（即卡门涡旋），这种双列漩涡能携带研磨液中的磨粒对涡旋发生 柱后方旋转的管状工件内表面进行均匀撞击，不仅抛光均匀，而且效率高。
[0025] 2、研磨液流经涡旋发生柱后其所携带的能量向其后方形成的涡旋中聚集，因此由 涡旋携带磨粒高速撞击工件表面来完成对工件的抛光，不仅充分利用了研磨液所携带的能 量，有效提高装置的能效，而且还降低了研磨液对装置本身零件的磨损。
[0026] 3、卡门涡旋能在较低的雷诺数Re下形成，因此输送研磨液的栗的扬程和流量不需 很大，可有效地降低装置的成本，提高装置的安全性。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明所述抛光装置的一个具体实施例的结构示意图（剖视）。
[0028] 图2为图1所示实施例的立体结构示意图。
[0029] 图3~6为图1所示实施例内部结构的结构示意图；其中，图3为主视图（剖视），图4 为俯视图（剖视），图5为左视图，图6为图3中局部I的放大图。
[0030]图7为图3~6所示内部结构的立体结构示意图。
[0031]图8为图1所示抛光装置的抛光工作原理示意图。
[0032]图9为图1所不实施例中研磨液的速度分布云图。
[0033] 图10为利用图1所示抛光装置组成一种抛光系统的示意图。
【具体实施方式】
[0034] 参见图1和2,本例中的抛光装置具有一长方体的机架盒，该机架和由相互配合的 箱