專利名稱：磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及磨料水射流技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴，可用于材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強(qiáng)化以及工件去毛刺、倒圓角等。
背景技術(shù)：
后混合磨料水射流技術(shù)利用寶石水噴嘴形成的水射流在切割頭的混合腔吸入磨料后，然后進(jìn)入磨料噴嘴。磨料粒子在水射流作用下，在磨料噴嘴內(nèi)進(jìn)一步混合、加速和聚焦，然后從磨料噴嘴射出，形成固液兩相介質(zhì)流，即磨料水射流。磨料水射流加工是全球成長(zhǎng)最快的加工工藝之一。它以無(wú)與倫比的適應(yīng)性、多樣性和環(huán)保性去擴(kuò)充激光、等離子體、電火花線切割或傳統(tǒng)機(jī)械加工所達(dá)不到的能力。水射流特種加工利用具有很高動(dòng)能的水射流束來沖蝕材料，從而實(shí)現(xiàn)材料切削，屬于高能束加工范疇。水射流加工屬于無(wú)接觸“冷切割”，無(wú)機(jī)械應(yīng)力、熱變形、熱影響區(qū)，因而成為對(duì)熱敏感物質(zhì)的最佳切割方法；它適應(yīng)性好、切割品質(zhì)優(yōu)良、切縫窄、材料損耗少，而且介質(zhì)成本低、 清潔，切割過程中無(wú)塵、無(wú)毒、環(huán)境友好，在機(jī)械制造、航空航天、汽車、軍工和陶瓷等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。利用磨料水射流的沖蝕能力，可以用于材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強(qiáng)化以及工件去毛刺、倒圓角等。但在上述應(yīng)用領(lǐng)域，如仍然用現(xiàn)有的磨料水射流技術(shù)的磨料噴嘴， 則存在諸多問題。主要表現(xiàn)在1)傳統(tǒng)用于切割的磨料噴嘴結(jié)構(gòu)由兩段組成，即收縮區(qū)段和圓柱區(qū)段，圓柱區(qū)段主要用于對(duì)磨料水射流的聚焦校直，使其能量集中，但這種噴嘴的混砂效果較差，磨料粒子很難進(jìn)入水射流的軸心，因此，在磨料水射流的截面上能量密度不均。2)傳統(tǒng)用于切割的磨料噴嘴其射流束直徑小、速度高、能量集中且作用面積小，用于材料表面處理時(shí)效率低、效果差，而且也不適合用于工件去毛刺、倒圓角等工藝。3 )傳統(tǒng)用于切割的磨料噴嘴因流速高，磨損快且不均勻，壽命短。針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)理論，設(shè)計(jì)一種磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴。該型噴嘴可廣泛用于材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強(qiáng)化以及工件去毛刺、倒圓角等，具有很高的實(shí)用價(jià)值。目前還沒有用于上述目的的專用磨料噴嘴。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決用現(xiàn)有磨料噴嘴在對(duì)材料表面清洗、除銹、脫膠、 表面強(qiáng)化以及工件去毛刺、倒圓角時(shí)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種新的磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴，應(yīng)用該噴嘴能快速、高質(zhì)量地完成材料的表面處理。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴，它的內(nèi)孔由圓錐形收縮段、圓柱段和斷面形狀為準(zhǔn)矩形的擴(kuò)散段組成。圓錐形收縮段用于磨料引入和與水射流混合；圓柱段用于對(duì)磨料水射流校直、聚焦和加速，其內(nèi)徑為 Φ0. 15 Φ0. 30mm，長(zhǎng)度為15 20mm ；擴(kuò)散段為線性擴(kuò)散段，斷面形狀為其中有一對(duì)邊為圓弧的準(zhǔn)矩形。擴(kuò)散段流速降低、斷面面積增大有利于固體磨料粒子的擴(kuò)散并與水介質(zhì)的充分混合，從而形成準(zhǔn)扇形磨料水射流。通過仿真計(jì)算，得出準(zhǔn)矩形磨料噴嘴的較佳值為收縮角Ci1 =30° 60° ；圓柱段的長(zhǎng)度L2=15 20mm mm，矩形磨料噴嘴總長(zhǎng)度L=50 75mm。本實(shí)用新型的有益效果是三段式準(zhǔn)矩形磨料噴嘴，通過三段各自不同功能，完成磨料的混合、加速、校直聚焦以及均勻擴(kuò)散，形成準(zhǔn)扇形磨料水射流。與傳統(tǒng)兩段式切割用磨料噴嘴相比，其優(yōu)點(diǎn)是固體磨料與水介質(zhì)混合效果好，磨料水射流能量密度均勻，噴嘴磨損低，壽命長(zhǎng)。形成準(zhǔn)扇形磨料水射流用于材料表面處理時(shí)效率高，效果好。特別適用于材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強(qiáng)化以及工件去毛刺、倒圓角等。

圖1是本實(shí)用新型磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴示意圖。圖2是圖1的C-C剖面圖。圖3是圖1的D-D剖面圖。圖4是本實(shí)用新型磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 參見圖4所示，磨料噴嘴夾頭8套在準(zhǔn)矩形磨料噴嘴7外徑上，通過擰緊壓緊螺母 9使磨料噴嘴夾頭8的錐面與壓緊螺母9的錐面緊密接觸，以達(dá)到固定準(zhǔn)矩形磨料噴嘴7的作用；噴頭體4通過螺紋與高壓水管接頭10相連，水噴嘴5的錐面與高壓水管接頭10的錐面接觸達(dá)到密封作用。將磨料水射流噴頭安裝在機(jī)械手或水射流機(jī)床上，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強(qiáng)化以及工件去毛刺、倒圓角等。實(shí)施例2:參見圖4所示，如實(shí)施例1將磨料水射流噴頭安裝在數(shù)控水射流機(jī)床上，將刃口需要鈍化的硬質(zhì)合金刀片安裝在夾具上，使矩形磨料噴嘴出口長(zhǎng)邊與硬質(zhì)合金刀片刃口正交，調(diào)整磨料水射流靶距，利用準(zhǔn)扇形磨料水射流沖擊硬質(zhì)合金刀片刃口，進(jìn)行硬質(zhì)合金刀片刃口鈍化。采用本實(shí)用新型矩形磨料噴嘴鈍化硬質(zhì)合金刀片不會(huì)出現(xiàn)毛刷鈍化法的刀片表面燒傷、污染等，鈍化質(zhì)量高、成本低。上述實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于上述實(shí)施例。凡基于上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴，其特征在于磨料噴嘴(7)的內(nèi)孔由圓錐形收縮段(1)、圓柱段( 和斷面為準(zhǔn)矩形擴(kuò)散段C3)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴，其特征在于收縮段(1)為圓錐形，收縮角度30° 60°。
3.如權(quán)利要求1所述的磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴，其特征在于圓柱段(2)用于射流校直、聚焦和加速，其內(nèi)徑為Φ0. 15 Φ0. 30mm,長(zhǎng)度為15 20mm。
4.如權(quán)利要求1所述的磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴，其特征在于射流擴(kuò)散段(3) 為線性擴(kuò)散，其斷面為其中一對(duì)邊為圓弧的準(zhǔn)矩形，矩形磨料噴嘴總長(zhǎng)度50 75mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種磨料水射流用準(zhǔn)矩形磨料噴嘴。該準(zhǔn)矩形磨料噴嘴的內(nèi)孔由圓錐形收縮段、圓柱段和斷面為準(zhǔn)矩形的擴(kuò)散段組成。圓錐形收縮段的收縮角度為30°～60°；圓柱段為射流校直、聚焦和加速段,內(nèi)徑φ0.15～φ0.30mm,長(zhǎng)度15～20mm；擴(kuò)散段為線性段，其斷面為其中一對(duì)邊為圓弧的準(zhǔn)矩形。矩形磨料噴嘴總長(zhǎng)度50～75mm。本磨料噴嘴可用于材料表面清洗、除銹、脫膠、表面強(qiáng)化以及工件去毛刺、倒圓角等。
文檔編號(hào)B24C5/04GK202192552SQ20112020358
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者劉克福, 唐浦華, 張恕遠(yuǎn), 楊振, 蔣代君, 陳廷成, 雷玉勇 申請(qǐng)人:西華大學(xué)