一種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置製造方法
2023-05-06 13:57:21
一種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置製造方法
【專利摘要】一種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置，包含約束構件、電渦流加熱器、紅外測溫儀、控制櫃；約束構件套裝在人工關節外，約束構件內表面與人工關節外表面間形成厚度均勻的仿形流道，約束構件上至少設有一組仿形流道出口和仿形流道入口，紅外測溫儀安裝在電渦流加熱器上，電渦流加熱器可對約束構件外表面任意位置進行加熱。本實用新型通過約束構件構建厚度均勻的磨粒流受控仿形流道，通過電渦流加熱器局部加熱約束構，從而改變約束構件被加熱處流道縫隙的大小，控制局部的加工強度，且紅外測溫儀可檢測約束構件表面對應位置的溫度值，將數據傳輸給控制櫃，實現邊檢測邊控制溫度，精度高，實時性好。
【專利說明】—種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及磨粒流拋光加工領域，特別是一種鈦合金人工關節湍流精密加工裝置。
【背景技術】
[0002]人工關節表面的光整程度對其功能和使用壽命有著至關重要的影響，因此，經過成型後的鈦合金人工關節假體並不能直接適用於人體內部，還需要經過一系列的打磨和拋光等後續工藝處理，最終獲得高精度和高光潔度的表面，形成與人體骨頭配合良好的人工關節。
[0003]人工關節表面為不同曲率的複雜曲面，且鈦合金的導熱性和切削性能差，現有表面精密加工技術中，大部分方法難以適用。由於磨粒流可形成良好仿形接觸，因此在曲面和異型面加工中體現出優勢，現磨粒流形成了一些表面加工方法，如利用高壓高速磨粒流噴射工件表面，藉助磨粒高速碰 撞的剪切作用實現精密加工；這種方法以衝蝕磨損理論為基礎，容易使工件表面受到磨粒的強力刮削而產生彈性變形或塑性壓痕，不能滿足人工關節表面加工要求，專利申請號為201110041218.8的「鈦合金人工關節曲面湍流精密加工新方法及其專用裝置」提供了一種局部覆蓋約束式鈦合金人工關節湍流精密加工的新方法，通過與待加工的假體形狀相一致的配模，在人工關節假體外表面和配模內表面的流道內形成湍流，利用磨粒的微力微量切削的頻繁作用實現表面的逐步光整，但是人工關節表面為複雜曲面，磨粒流流經人工關節表面拐點和奇點的突變點處時容易受阻，且越靠近曲面的地方，磨粒流的粘性阻尼減少了切向速度脈動，同時複雜曲面阻止了法向速度脈動，離開曲面稍微遠點的區域，由於磨粒流平均速度梯度的增加，磨粒流的瑞流動能迅速產生變大，使得拋光不均勻，難以達到理想的拋光效果。
實用新型內容
[0004]針對鈦合金人工關節複雜曲面光整加工的難題，本實用新型提供一種拋光性能好、精度高的電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置。
[0005]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0006]一種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置，包含約束構件、電渦流加熱器、紅外測溫儀、控制櫃；所述約束構件套裝在人工關節外，所述約束構件內表面與人工關節外表面間形成厚度均勻的仿形流道，所述約束構件壁厚相同，所述約束構件上至少設有一組仿形流道出口和仿形流道入口。
[0007]所述紅外測溫儀安裝在電渦流加熱器上，所述電渦流加熱器連接移動控制裝置，所述紅外測溫儀和電渦流加熱器通過電線連接控制櫃。
[0008]優選的，一種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置還設置有溫控攪拌存儲器、隔膜泵；所述移動控制裝置為機械手，所述機械手連接電渦流加熱器，所述隔膜泵分別連接仿形流道人口和溫控攪拌存儲器的出口，所述仿形流道出口通過管道連接溫控攪拌存儲器的入口。
[0009]本實用新型的設計思路及優點表現在:1、通過人工關節曲面的仿形建立局部覆蓋曲面約束構件，構建厚度均勻的磨粒流受控仿形流道，被加工曲面成為流道壁面的一部分，使研磨液進入湍流充分發展狀態，通過磨粒的無序運動來實現表面的微力微量切削，達到鏡面級表面粗糙度，拋光精度高。2、仿形流道的縫隙越窄，湍流效果越好，加工效果越明顯，而人工關節表面為複雜曲面，磨粒流在曲面拐點或奇點處受到阻力易造成拋光不均勻的情況，因此，本實用新型的約束構件為壁厚相同熱敏金屬複合材料，約束構件某一局部通過電渦流加熱器加熱後會產生形變，從而改變約束構件被加熱處流道縫隙的大小，控制局部的加工強度，從而可優化拋光效果。3、通過機械臂，電渦流加熱器可以任意移動到約束構件任意位置，紅外測溫儀可檢測約束構件表面對應位置的溫度值，將數據傳輸給控制櫃，實現邊檢測邊控制溫度，精度高，實時性好。4、仿形流道出口通過管道連接攪拌存儲器，研磨液可循環使用，減少汙水排放實現清潔加工，並節約能源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的立體示意圖。
[0011]圖2是本實用新型的俯視圖。
[0012]圖3是本實用新型的人工關節仿形流道剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0013]結合圖f 3，一種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置，包含約束構件1、電渦流加熱器2、紅外測溫儀4、機械手3、控制櫃5、攪拌存儲器6、隔膜泵7。
[0014]約束構件I套裝在人工關節9外，約束構件I內表面與人工關節9外表面間形成厚度均勻的仿形流道10，約束構件I為壁厚相同熱敏金屬複合材料，約束構件I兩端設有仿形流道出口 12和仿形流道入口 11，仿形流道出口 12和仿形流道入口 11與仿形流道10相通。
[0015]紅外測溫儀4安裝在電渦流加熱器上2，機械手3連接電渦流加熱器2，電渦流加熱器3可空間移動，電渦流加熱器2可對約束構件I外表面任意位置進行加熱。
[0016]紅外測溫儀4和電渦流加熱器2通過電線連接控制櫃5。
[0017]隔膜泵7分別連接仿形流道人口 11和攪拌存儲器6的出口，仿形流道出口 12通過管道8連接攪拌存儲器6的入口。
【權利要求】
1.一種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置，其特徵在於:包含約束構件、電渦流加熱器、紅外測溫儀、控制櫃； 所述約束構件套裝在人工關節外，所述約束構件內表面與人工關節外表面間形成厚度均勻的仿形流道，所述約束構件壁厚相同，所述約束構件上至少設有一組仿形流道出口和仿形流道入口； 所述紅外測溫儀安裝在電渦流加熱器上，所述電渦流加熱器連接移動控制裝置，所述紅外測溫儀和電渦流加熱器通過電線連接控制櫃。
2.如權利要求1所述的一種電渦流加熱約束構件的曲面湍流拋光裝置，其特徵在於:還設置有溫控攪拌存儲器、隔膜泵；所述移動控制裝置為機械手，所述機械手連接電渦流加熱器，所述隔膜泵分別連接仿形流道人口和溫控攪拌存儲器的出口，所述仿形流道出口通過管道連接溫控攪拌存儲器的入口。
【文檔編號】B24B1/00GK203622087SQ201320781204
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】張利, 鄧犇, 張瑞, 金明生 申請人:浙江工業大學