【CN109746758A】一种基于非牛顿流体用于薄壁件的射流支撑装置及方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910127949.0

(22)申请日 2019.02.19

(71)申请人 大连理工大学

地址 116024 辽宁省大连市甘井子区凌工

路2号

(72)发明人 郭江　王斌　宋传平　

(74)专利代理机构 大连理工大学专利中心

21200

代理人 李晓亮　潘迅

(51)Int.Cl.

B23Q 11/10(2006.01)

B23Q 11/00(2006.01)

(54)发明名称一种基于非牛顿流体用于薄壁件的射流支撑装置及方法(57)摘要一种基于非牛顿流体用于薄壁件的射流支撑装置及方法，属于精密加工技术支撑领域，该方法首先设计并组装射流支撑装置，在夹具体上安装薄壁件。首先向射流装置中的高压缸内注入非牛顿流体，通过控制活塞的移动距离和移动速度进而实现对流体的射出压力控制，以满足不同薄壁件的支撑刚度要求；加工时，将射流装置放置在工件加工侧的另一面，且将组装好的射流装置与柱塞泵连接，用于回收射流介质。本发明的射流支撑装置中，通过伺服电机实现对活塞的精准运动控制，从而实现对流体射出压力的精准调控。本发明采用的射流介质为非牛流体，在喷射过程中产生的“分岔”现象，提高射流支撑的稳定性，

保证加工的精度要求。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 109746758 A 2019.05.14

C N 109746758

A

权　利　要　求　书1/1页CN 109746758 A

1.一种基于非牛顿流体用于薄壁件的射流支撑装置，其特征在于，所述的射流支撑装置包括伺服电机(1)、弹性联轴器(3)、丝杠(4)、滚珠装置(5)、支撑套筒(6)、施压活塞(7)、调定弹簧(8)、高压活塞(9)、高压腔(11)；

所述的伺服电机(1)可进行闭环的负反馈设置，根据射流介质(10)的目标速度实现伺服电机(1)转速的精准反馈调节，伺服电机(1)与丝杠(4)通过弹性联轴器(3)连接；所述滚珠装置(5)与丝杠(4)组成滚珠丝杠部件，其为射流装置的运动执行装置，用于将伺服电机(1)的转动精准的转化为直线运动；所述滚珠装置(5)与支撑套筒(6)连接为一体，支撑套筒(6)与施压活塞(7)连接，施压活塞(7)与高压活塞(9)之间采用调定弹簧(8)连接，高压活塞(9)与射流介质(10)直接接触；高压腔(11)内放置射流介质(10)，为射流介质(10)提供密闭容器环境；

运行时，伺服电机(1)提供初始运动，通过丝杠(4)、滚珠装置(5)、支撑套筒(6)最终实现施压活塞(7)的变速直线运动，实现对射流介质(10)的压力的调节，进而实现对射流介质(10)射出速度的调节。

2.一种基于权利要求1所述装置实现的射流支撑方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步，组装射流装置，并将射流装置放置在工件加工侧的另一面，且将组装好的射流装置与柱塞泵连接，用于回收射流介质(10)；

第二步，制备并注入射流介质(10)

采用射流介质(10)为非牛顿流体中的膨胀性流体，其主要特性为动力粘度系数随剪切速率增大而增大，表现为粘度随冲击速度的变大而变大；所述射流介质(10)由一定比例的玉米淀粉和水均匀混合、搅拌制备而成，射流介质(10)制备完成后，将其注入到高压腔(11)内；

第三步，调控射流介质(10)射出速度

根据目标工件实际加工切削力，计算出相应射流束的射出速度；射出速度的变化由高压腔(11)的腔内压力变化保证，并通过高压活塞(9)的变速直线运动实现；

第四步，将工件放置在加工台上，刀具在对工件加工面进行加工时，射流装置喷射出的射流介质(10)在工件另一侧对其进行随动射流支撑，喷射出的射流介质(10)通过柱塞泵回收。

3.一种用于薄壁件的射流支撑方法，其特征在于，第二步所述的玉米淀粉与水的质量比(1.8～2.2)：1。

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