本發(fā)明涉及拋光設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種變直徑彎管內(nèi)表面拋光強(qiáng)化方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、對(duì)于彎管，尤其是變直徑彎管，為達(dá)到內(nèi)表面的加工精度要求，需要對(duì)其內(nèi)表面進(jìn)行拋光及強(qiáng)化處理，而彎管尤其對(duì)于變直徑彎管，由于其孔徑較小和內(nèi)部深度較長(zhǎng)的特點(diǎn)使得其內(nèi)表面拋光與強(qiáng)化難度較高，因此急需一種裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)變徑彎管內(nèi)表面的拋光強(qiáng)化。

2、空化技術(shù)通過(guò)使流體內(nèi)部的壓力低于飽和蒸汽壓，產(chǎn)生蒸氣空泡或是充滿氣體的氣穴。空泡潰滅產(chǎn)生的局部高壓能對(duì)材料表面產(chǎn)生機(jī)械沖擊，進(jìn)一步引起材料表面的塑性變形，從而提高材料的強(qiáng)度。此外空泡潰滅的瞬間會(huì)產(chǎn)生局部高溫，能夠引發(fā)材料表面的熱效應(yīng)，促進(jìn)表面微觀結(jié)構(gòu)的變化，有助于強(qiáng)化材料。

3、中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為cn118404414a，名稱為“一種導(dǎo)管內(nèi)表面加工用磁力研磨裝置及方法”的文獻(xiàn)中提出的一種加工導(dǎo)管內(nèi)表面的研磨裝置，包括底座、設(shè)置于底座上的機(jī)械手和固定的夾持部件、機(jī)械手上的拋光機(jī)構(gòu)。拋光機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于機(jī)械手抓手處的基座，以及可拆卸設(shè)置于基座上并與機(jī)械手抓手固定的連接座。可以實(shí)現(xiàn)精密研磨去除導(dǎo)管內(nèi)表面缺陷，減少管道內(nèi)壁磨削加工的制造與維護(hù)成本。然而該設(shè)備僅能對(duì)管道內(nèi)表面進(jìn)行拋光，為了提升管道機(jī)械性能，仍需要后續(xù)的表面強(qiáng)化。

4、中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為cn115741486b，名稱為“超聲輔助納米磨料流水流射流溝槽熱管內(nèi)表面復(fù)合拋光裝置及方法”的文獻(xiàn)中提出的一種借助超聲輔助的納米磨料流水流射流溝槽熱管內(nèi)表面復(fù)合拋光裝置，包括驅(qū)動(dòng)裝置、噴射裝置、超聲裝置和超聲拋光平臺(tái)。驅(qū)動(dòng)裝置與噴射裝置相連，用于驅(qū)動(dòng)噴射裝置進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)；噴射裝置用于形成拋光液，對(duì)溝槽熱管內(nèi)表面進(jìn)行拋光；超聲裝置固定在超聲拋光平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)溝槽熱管待加工表面的高效復(fù)合拋光。可以實(shí)現(xiàn)微量材料去除，拋光效果穩(wěn)定。然而當(dāng)加工變徑彎管時(shí)，由于變徑彎管在截面方向上變直徑，水流射流會(huì)在內(nèi)凹較深處堆積，從而造成空泡未達(dá)到內(nèi)壁面就潰滅，最終在加工變徑彎管時(shí)拋光強(qiáng)化效果不均勻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種變直徑彎管內(nèi)表面拋光強(qiáng)化方法及裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種變直徑彎管內(nèi)表面拋光強(qiáng)化裝置，包括變徑彎管以及位于變徑彎管兩端的活塞缸，所述活塞缸分為左活塞缸以及右活塞缸；

3、所述左活塞缸內(nèi)設(shè)有活塞一、活塞二、活塞三，所述活塞一單獨(dú)布置在左活塞缸內(nèi)，所述活塞二、活塞三相對(duì)布置在左活塞缸內(nèi)，所述左活塞缸上還設(shè)有水流入口和磨料流入口；

4、所述右活塞缸內(nèi)設(shè)有活塞四、活塞五以及活塞六，所述活塞六單獨(dú)設(shè)置在右活塞缸內(nèi)，所述活塞四、活塞五相對(duì)布置在右活塞缸內(nèi)，所述右活塞缸上還設(shè)有水流出口以及磨料流出口；

5、所述變徑彎管內(nèi)設(shè)有模具，所述模具的形狀依據(jù)變徑彎管的形狀仿形加工，所述變徑彎管的內(nèi)壁和模具外壁之間的間隔寬度隨著變徑彎管內(nèi)徑的減小而增加。

6、優(yōu)選的，所述水流入口內(nèi)設(shè)有閥門一，所述磨料流入口內(nèi)設(shè)有閥門二。

7、優(yōu)選的，所述左活塞缸通過(guò)法蘭盤一與變徑彎管上的法蘭盤二固定連接，在所述法蘭盤一與法蘭盤二之間設(shè)有密封用的法蘭盤五。

8、優(yōu)選的，所述右活塞缸通過(guò)法蘭盤四與變徑彎管上的法蘭盤三固定連接。

9、優(yōu)選的，所述水流出口內(nèi)設(shè)有閥門三，所述磨料流出口內(nèi)設(shè)有閥門四。

10、優(yōu)選的，所述法蘭盤五固定連接在模具的根部，在所述法蘭盤五上設(shè)置通孔。

11、一種變直徑彎管內(nèi)表面拋光強(qiáng)化方法，包括以下步驟：

12、s1.通過(guò)外部的控制器驅(qū)動(dòng)活塞一位移至活塞一最大行程，為水流入口和磨料流入口之間，驅(qū)動(dòng)活塞六至活塞六最大行程處，為水流出口和磨料流出口之間；

13、s2.打開(kāi)磨料流入口和磨料流出口管道的控制閥門二、閥門四，磨料流在外部供給設(shè)備的作用下從磨料流入口進(jìn)入左活塞缸工作腔以及進(jìn)入變徑彎管和模具的間隙之間，在磨料流的流動(dòng)過(guò)程中對(duì)變徑彎管內(nèi)表面進(jìn)行拋光，最終在壓力的作用下通過(guò)磨料流出口將多出的磨料流排出；

14、s3.關(guān)閉磨料流入口和磨料流出口管道的控制閥門二、閥門四，停止磨料流的加注；

15、s4.通過(guò)外部的控制器驅(qū)動(dòng)活塞一位移至最小行程處，打開(kāi)水流入口管道的控制閥門一向左活塞缸工作腔進(jìn)行注水流；

16、s5.此時(shí)活塞一位于最小行程、活塞六位于最小行程，使得左活塞缸、右活塞缸的工作腔體積盡可能大，在注入適當(dāng)體積內(nèi)部水流后，所述活塞一、活塞六同向同頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在活塞一壓縮運(yùn)動(dòng)至最小行程，活塞六同時(shí)拉伸運(yùn)動(dòng)至最大行程，在活塞一拉伸運(yùn)動(dòng)至最大行程，活塞六同時(shí)壓縮運(yùn)動(dòng)至最小行程，左活塞缸中活塞二、活塞三同向同頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，右活塞缸中活塞四、活塞五同向同頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使內(nèi)部水流和磨料流均勻混合；

17、s6.后打開(kāi)磨料流出口管道的控制閥門，排出部分混合液；

18、s7.控制活塞一位于最小行程，其余活塞均位于最大行程處，打開(kāi)水流入口管道的控制閥門一，注滿水流后關(guān)閉所有閥門；

19、s8.控制活塞六向最小行程運(yùn)動(dòng)，控制活塞二、活塞三、活塞四、活塞五同步向最小行程運(yùn)動(dòng)，將左活塞缸、右活塞缸工作腔和變徑彎管內(nèi)壓力降低至飽和蒸汽壓以下，從而通過(guò)空化產(chǎn)生空泡；

20、s9.在活塞一至最小行程、活塞六至最小行程處后，再次控制所有活塞向最大行程處運(yùn)動(dòng)，此時(shí)壓力升高使空泡潰滅并釋放能量，使得磨料流和水流相互作用，對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行強(qiáng)化；

21、s10.控制所有活塞重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，在活塞壓縮運(yùn)動(dòng)至最小行程過(guò)程中，生成空泡，在活塞拉伸運(yùn)動(dòng)至最大行程過(guò)程中，空泡潰滅，對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行強(qiáng)化；

22、s11.后打開(kāi)磨料流出口管道的控制閥門四，活塞一活塞六在控制下同向同頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，排出混合液，完成強(qiáng)化，拆下變徑彎管。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

24、1.本發(fā)明通過(guò)針對(duì)不同的變徑彎管制造特定的模具，以控制變徑彎管和模具間的徑向截面面積隨著變徑彎管內(nèi)徑的減小而增加。變徑彎管和模具間的徑向截面面積隨著變徑彎管內(nèi)徑的減小而增加，確保了磨料流通過(guò)內(nèi)表面任意一點(diǎn)處速度和壓力相同。最終使得待加工彎管內(nèi)表面受到磨料流的作用力相同，避免了磨料流在管道某一部分產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，實(shí)現(xiàn)內(nèi)表面均勻拋光；

25、2.本發(fā)明通過(guò)組合控制不同活塞的閉合程度來(lái)改變?cè)诠ぷ髑弧⒆儚綇澒芎湍＞唛g隙的容積體積，并加工特定的模具，最終實(shí)現(xiàn)磨料流在變徑彎管內(nèi)均勻通過(guò)。避免了傳統(tǒng)拋光中對(duì)于彎管內(nèi)表面一側(cè)加工不完全或另一側(cè)加工過(guò)度的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)于變徑彎管內(nèi)表面徑向和軸向各個(gè)方向上的拋光，提高了變徑彎管表面的拋光效率；

26、3.本發(fā)明通過(guò)控制器驅(qū)動(dòng)不同活塞規(guī)律往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變工作腔壓力，產(chǎn)生負(fù)壓實(shí)現(xiàn)空化。在封閉的工作腔體積增大時(shí)，液體壓力降至飽和蒸汽壓下，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)空化初生，生成空泡；當(dāng)活塞進(jìn)行擠壓，封閉的工作腔內(nèi)壓力升高，從而造成空泡潰滅。通過(guò)活塞的規(guī)律往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作腔內(nèi)空泡初生、發(fā)展和潰滅的循環(huán)，當(dāng)變徑彎管內(nèi)壁上表面壓力達(dá)到空泡潰滅的壓力，空泡潰滅并釋放巨大能量。利用水流、磨料流以及空泡潰滅釋放的高聚能量，填補(bǔ)彎管內(nèi)表面微觀凹坑并去除微小瑕疵，可以在彎管初步拋光后進(jìn)一步強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)拋光強(qiáng)化一體化；

27、4.本發(fā)明利用空化效應(yīng)中空泡潰滅時(shí)所產(chǎn)生的高聚能量和沖擊對(duì)變徑彎管內(nèi)表面進(jìn)行加工，更是對(duì)內(nèi)表面的再次拋光。相對(duì)于傳統(tǒng)拋光加工，可以獲得更好的表面質(zhì)量和更低的表面粗糙度。同時(shí)磨料流難以一次性排空，磨料流在空泡潰滅產(chǎn)生的作用力下對(duì)于彎管內(nèi)表面進(jìn)行沖擊強(qiáng)化，以更高的速度和動(dòng)能撞擊內(nèi)表面，使空化效應(yīng)與磨料流拋光共同作用，進(jìn)一步加強(qiáng)表面的微觀強(qiáng)化效果。能夠進(jìn)一步降低可能存在的微裂紋等有害形變，提高變徑彎管的綜合性能。