本發(fā)明屬于特種加工技術(shù)裝置，涉及一種精密微細(xì)磨料水射流系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磨料水射流加工是產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代的一項(xiàng)新型特種能束加工技術(shù)，由于其具有加工作用力小、對(duì)材料熱影響小、可加工材料范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，近30年來(lái)得到了快速發(fā)展，在實(shí)際工程中的應(yīng)用日益廣泛。近年來(lái)，由于加工越來(lái)越精密化，磨料越來(lái)越微細(xì)化，磨料水射流加工技術(shù)已經(jīng)由最初的切割等粗加工向表面拋光、微刻蝕、微孔加工等微細(xì)精密加工方向發(fā)展。
按照磨料混合方式不同，磨料水射流可分為前混合和后混合兩種方式。前混合方式是，磨料先和水初步混合成磨料漿體，然后磨料漿體進(jìn)入混合腔與高速水射流均勻混合，再通過(guò)噴嘴加速噴出。前混合方式磨粒能量傳輸效率高，適合在較低壓力下切割鋼材和鋼筋混凝土等物料，存在的問(wèn)題是容易引起射流管路和噴嘴的急劇磨損。后混合方式是，通過(guò)增壓系統(tǒng)首先形成水射流，高速水射流在混合腔內(nèi)形成一定的真空度，磨料在自重和壓力差的共同作用下通過(guò)氣力運(yùn)輸進(jìn)入混合腔，并與水射流發(fā)生劇烈紊動(dòng)擴(kuò)散與摻混。后混合方式對(duì)射流噴嘴磨損較小，但磨料與高速水射流不能進(jìn)行充分混合，水對(duì)磨料的能量傳輸效率低。
特別地，在精密微細(xì)磨料水射流加工中，增壓系統(tǒng)壓力較低，供水量較小，微細(xì)射流在混合管中更難形成穩(wěn)定的負(fù)壓區(qū)，磨料與高速水射流混合變得更加困難。而且，精密微細(xì)磨料水射流所使用的磨料粒徑較小，磨料存在容易起拱、團(tuán)聚的現(xiàn)象。受制于原先加工方式，固然存在磨料與高速水射流混合困難，濃度無(wú)法控制的問(wèn)題。這些問(wèn)題限制了精密微細(xì)磨料水射流加工技術(shù)的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服已有磨料水射流加工方式的磨料濃度無(wú)法控制、加工效率較低的不足,本發(fā)明提供了一種磨料濃度可控、有效提升加工效率的精密微細(xì)磨料水射流系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
一種磨料濃度可控的精密微細(xì)磨料水射流系統(tǒng)，包括流體泵、調(diào)壓閥、壓力容器、氣囊和噴嘴，所述流體泵設(shè)有水流進(jìn)口，所述流體泵的高壓出口通過(guò)調(diào)壓閥與所述壓力容器的進(jìn)口連接，所述氣囊為用于放置按設(shè)定比例混合好的磨料漿體的氣囊，所述氣囊的出料口與所述壓力容器的出料管一端相接，所述出料管的另一端設(shè)置所述噴嘴，所述噴嘴位于工件夾具的加工工位上方。
進(jìn)一步，所述壓力容器的進(jìn)口處設(shè)有前置電子開關(guān)閥，所述出料管上設(shè)有后置電子開關(guān)閥。
本發(fā)明中，流體泵從水箱中抽取水，使水發(fā)生增壓并輸送到管路和壓力容器中。管路上設(shè)有調(diào)壓閥和電子開關(guān)閥。調(diào)壓閥用來(lái)調(diào)節(jié)管路中高壓水的壓力。電子開關(guān)閥用來(lái)開啟和截止輸送到壓力容器的高壓水。壓力容器內(nèi)部有一個(gè)氣囊，氣囊具有高密封性、耐磨性和彈性變形性。氣囊里存儲(chǔ)有均勻混合的磨料漿體。因此，氣囊隔離高壓水和磨料漿體。高壓水進(jìn)入到壓力容器后，由于受到容器壁面的阻擋，只能擠壓氣囊。開啟后置電子開關(guān)閥，氣囊里的磨料漿體從噴嘴處噴射而出，實(shí)現(xiàn)工件的磨料水射流加工。這種水射流系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，具有一定濃度的磨料放入到氣囊后，濃度不會(huì)隨著加工的進(jìn)行而發(fā)生變化，且由于減小的磨料漿體體積被高壓水取代，磨料水射流的加工壓力保持穩(wěn)定。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：磨料濃度可控、有效提升加工效率。
附圖說(shuō)明
圖1是磨料濃度可控的精密微細(xì)磨料水射流系統(tǒng)的示意圖。
其中1、純水；2、流體泵；3、調(diào)壓閥；4、前置電子開關(guān)閥；5、高壓容器；6、磨料漿體；7、氣囊；8、后置電子開關(guān)閥；9、噴嘴；10、待加工工件；11、工件夾具。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)D1，一種磨料濃度可控的精密微細(xì)磨料水射流系統(tǒng)，包括流體泵2、調(diào)壓閥3、前置電子開關(guān)閥4、壓力容器5、氣囊7、電子開關(guān)閥8和噴嘴9，純水1和磨料漿體6在圖中用不同剖面線表示。由于純水和磨料漿體受到氣囊7的隔離，兩者沒有混合。
流體泵2的進(jìn)水口通過(guò)管路與水箱里的純水1連接。流體泵2的出水口通過(guò)調(diào)壓閥3、電子開關(guān)閥4與壓力容器5連接。流體泵2從水箱中抽取水，使水發(fā)生增壓并輸送到管路和壓力容器5中。管路上設(shè)有調(diào)壓閥3和前置電子開關(guān)閥4。調(diào)壓閥3用來(lái)調(diào)節(jié)管路中高壓水的壓力。電子開關(guān)閥8用來(lái)開啟和截止輸送到壓力容器的高壓水。
壓力容器5內(nèi)部有一個(gè)氣囊7，氣囊7具有高密封性、耐磨性和彈性變形性。氣囊7里存儲(chǔ)有均勻混合的磨料漿體6。氣囊7隔離高壓水1和磨料漿體6。高壓水1進(jìn)入到壓力容器5后，由于受到容器壁面的阻擋，只能擠壓氣囊7。開啟后置電子開關(guān)閥8，氣囊7里的磨料漿體6從噴嘴9處噴射而出，實(shí)現(xiàn)工件的磨料水射流加工。
加工時(shí)，啟動(dòng)流體泵2，開啟前置電子開關(guān)閥4，高壓水1被源源不斷地輸送到高壓容器5，逐漸充滿高壓容器5，氣囊7和磨料漿體6開始受到擠壓。此時(shí)，由于電子開關(guān)閥8尚未開啟，所以磨料漿體6不會(huì)被噴出。調(diào)節(jié)調(diào)壓閥3，確保容器5的水壓滿足加工要求。開啟后置電子開關(guān)閥8，磨料漿體6從噴嘴9處噴射而出。隨著磨料漿體6逐漸減少，氣囊7的體積逐漸變小，減小的體積被不斷涌入的高壓水1所取代，所以氣囊7和磨料漿體6受到擠壓的壓力也是恒定的，從而保證了加工的穩(wěn)定性。這種水射流系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，具有一定濃度的磨料放入到氣囊后，濃度不會(huì)隨著加工的進(jìn)行而發(fā)生變化。