一種自增壓高速磨粒流孔內表面拋光裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及超精密加工，尤其涉及一種針對特殊孔(不規則異型孔、螺紋孔、膛線孔、細微孔、群微孔等)內表面進行拋光的自增壓高速磨粒流孔內表面拋光裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現代科技進步，各種特殊孔在航天、航空、汽車、武器、電器、化工、液壓、醫療等行業中的應用越來越廣泛，如槍炮管的膛線孔、精密機床中的螺紋孔、內燃機燃料噴嘴、電路板上群微孔等，其中槍炮管的膛線孔精度要求變形量不超過IMi以及內表面粗糙度達至Ij0.2μπι以上，電路板上群微孔的微孔數多達數萬個，孔徑小于50μπι。目前對這些特殊孔的加工精度和表面質量要求也越來越嚴格，利用常規的技術加工這類特殊孔后內表面精度都不夠理想，難以滿足產品日益提高的精密化的質量要求，需要進一步拋光才能滿足其使用要求，因而亟需能高效、高精度對這些特殊孔內表面進行超精密拋光的技術。
[0003]目前運用于孔加工的方法主要有:機械鉆孔、激光打孔、電火花加工等。但是，用機械鉆孔的方法，在孔的出口處會留下毛刺，這種毛刺會影響使用效果;用激光和電火花加工都會在孔壁處留下再鑄層，從而影響孔的使用壽命，使孔的表面質量發生惡化，因此需要對這類孔的內表面進行拋光。而目前對特殊孔的拋光方法主要有傳統拋光、離子束拋光、氣囊拋光、磨料射流拋光等。傳統拋光主要是靠人工采用柔性毛刷對內孔進行來回擦拭拋光，不僅勞動強度大、效率低、損害工人的健康，而且無法適用于細長孔和微孔等。離子束拋光等可獲得極高的表面粗糙度，但材料去除率極低，通常僅用于CMP等拋光工藝后，進一步減小工件表面損傷層，提高表面質量，且加工成本高。氣囊拋光去除率有限，拋光方法及裝置復雜，主要運用于非球面光學元件的拋光。但這些方法最大的缺陷是不適合細長孔和微細孔的加工，尤其是細長螺旋孔的拋光就更無能為力，這是由于這些拋光方法需要將拋光工具深入到孔內表面近距離進行拋光，細長孔的尺寸限制要求拋光工具必須非常細長，而這些拋光方法的拋光工具由于工藝要求不可能做到這一點，這就限制了這些拋光方法在細長孔和微細孔內表面拋光的應用。
[0004]常用的磨粒射流拋光技術(如水射流拋光、氣射流拋光)的優點很多，應用前景也較好，其主要通過由噴嘴小孔高速噴出的混有細小磨料粒子的拋光液作用于工件表面，通過磨料粒子的高速碰撞剪切作用達到磨削去除材料的射流拋光原理。由于這些射流拋光技術中微磨粒射流離開噴嘴后會迅速發散，不能形成準直的加工束，因而需要噴嘴近距離接觸工件表面進行微拋光，另外由于噴嘴尺寸較小，在微磨料射流加工過程中，極易堵塞，造成射流拋光效率較低。更為重要的是，目前的水射流或者氣射流技術都是采用單噴嘴方式進行拋光加工，加工作用點小，加工效率較低，而且，由于采用單噴嘴近距離拋光，如果要加工內孔，需要將噴嘴伸入內孔內，這就要求內孔孔徑要能夠容納噴嘴的放入，限制了欲拋光的內孔孔徑，對于內孔中的非直線溝槽(如螺旋槽、膛線等)也無法順利拋光。
[0005]磨料流加工(Abrasive Flow Machining，簡稱“AFM”)在國內也稱為擠壓?行磨，其原理是在擠壓珩磨機作用下擠壓半固狀磨粒對被加工的零件表面進行摩擦，從而對零件表面進行拋光。但磨料流拋光技術尚未得到很好應用，由于半固相磨粒流是磨粒相對于被加工表面的擠壓運動實現的，孔越小則拋光工藝越難以實現，所需要的擠壓力越大，因而目前磨粒流工藝無法拋光孔徑小于50微米的微孔、集群陣列微孔、細長孔；另一方面，目前磨粒流拋光裝置主要靠擠壓珩磨機擠壓半固相磨粒流在工件孔道內緩慢流動，則磨粒流壓強小、流速慢、加工效率低，同時慢速流動的磨粒會劃傷工件表面影響加工精度。因此，磨粒流如何高壓、高速射入工件孔道便是需要解決的難題。再者現有的磨粒流拋光方法及裝置不能兼顧大直徑的不規則孔、細長孔和群微孔的拋光，且磨粒流拋光裝置結構復雜，操作難，造價尚O

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題在于，針對特殊孔(不規則異型孔、螺紋孔、膛線孔、細微孔、群微孔等)難拋光的問題，提出一種精度高、加工效率高、損傷小、成本低的自增壓高速磨粒流孔內表面拋光裝置，簡化孔內表面拋光的操作技術，減少勞動強度。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種自增壓高速磨粒流孔內表面拋光裝置，其包括兩組對稱設置于被加工工件的左右兩端的流體增壓加速機構及夾具，所述流體增壓加速機構包括流體增壓加速腔體、活塞缸、活塞、活塞桿和驅動單元，所述流體增壓加速腔體的一端通過夾具夾緊工件并與工件孔相連通，另一端與所述活塞缸相連通;所述活塞配合連接在所述活塞缸內，并通過所述活塞桿與所述驅動單元連接，所述驅動單元可帶動所述活塞在所述活塞缸內往復運動。
[0008]作為優選的，所述流體增壓加速腔體為漸變截面腔體。
[0009]作為優選的，所述流體增壓加速腔體為突變截面腔體。
[0010]作為優選的，當兩個所述驅動單元分別帶動活塞桿推動活塞在活塞缸內運動時，兩側活塞的運動方向一致。
[0011 ]作為優選的，所述驅動單元為可控式的驅動單元。
[0012]作為優選的，所述夾具的一端與所述流體增壓加速腔體以螺紋方式或者以快夾方式連接，所述夾具的另一端通過可調節的夾套與工件連接。
[0013]作為優選的，所述夾具與流體增壓加速腔體的連接處以及所述夾具與工件的連接處分別設有密封機構。
[0014]作為優選的，所述自增壓高速磨粒流孔內表面拋光裝置還包括變截面輔助構件，所述變截面輔助構件設有卡爪并通過該卡爪固定于工件孔內的中心位置，且與工件孔之間具有一定間距。
[0015]實施本發明的一種自增壓高速磨粒流孔內表面拋光裝置，與現有技術相比較，能夠應用到實際生產的環節中，造價低廉、結構簡單、易操作、加工精度及效率高、適用范圍廣、便于普及，具體說來具有如下有益效果:
[0016](I)本發明利用具有流動性的磨料對被加工的工件孔內表面進行往復運動摩擦、碰撞去除毛刺和降低孔內表面的粗糙度的原理，實現了各類型的孔內表面去毛刺和拋光，簡化了孔內表面拋光的操作技術，減少了勞動強度，大大提高了拋光效率和拋光精度；同時，本發明還可以通過設計專用夾具一次性夾持并拋光多個工件，進一步提高了加工效率；
[0017](2)本發明通過變截面腔體的設計，以減小拋光液流動橫截面而增加拋光液的流動速度和壓強來解決磨粒流壓力不足、流動速度慢的難題；
[0018](3)本發明通過可控式驅動單元的設置，可根據加工工件的精度要求調節活塞移動速度、設置循環拋光次數及時間，使操作更加方便、靈活，增強工件加工精度的可控性。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹。
[0020]圖1是本發明自增壓高速磨粒流孔內表面拋光裝置的一實施例的結構示意圖；
[0021 ]圖中:1.驅動單元，2.活塞桿，3.活塞，4.活塞缸，5.流體增壓加速腔體，6.夾具，7.工件，8.變截面輔助構件，9.拋光液。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實