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专利号: 2022109725947
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种主动控制空化水射流强化微小孔内表面装置,其特征是:由喷嘴主体(1)和十字型气缸(2)组成,十字型气缸(2)由一个十字型缸体和四个活塞组成,十字型缸体内部开有贯通的十字型通孔,十字型通孔正中间的容腔形成控制腔(14),十字型通孔的每段通孔内各有一个与通孔内壁密封连接且能来回运动的活塞,四个活塞分别独立运动;四个活塞结构相同,分别各两两相对布置,相对的两个活塞的中心轴共线,两对活塞的中心轴垂直于控制腔(14)的中心轴并且相交于控制腔(14)中心;喷嘴主体(1)的出口固定连接控制腔(14)的入口,控制腔(14)的出口紧密贴合于带有微小孔(15)的待加工零件(7)的前端面。

2.根据权利要求1所述的一种主动控制空化水射流强化微小孔内表面装置,其特征是:

喷嘴主体(1)由其入口到出口依次是入口腔(8)、谐振腔(10)和出水口(13),出水口(13)固定连接于所述的十字型缸体,入口腔(8)、谐振腔(10)和出水口(13)三者的内径依次减小。

3.根据权利要求2所述的一种主动控制空化水射流强化微小孔内表面装置,其特征是:

出水口(13)的径向截面积与控制腔(14)的径向截面积相同,均小于微小孔(15)的径向截面积。

4.根据权利要求1所述的一种主动控制空化水射流强化微小孔内表面装置,其特征是:

喷嘴主体(1)、控制腔(14)以及微小孔(15)的中心轴共线。

5.一种采用权利要求2所述的装置强化微小孔内表面的方法,其特征是包括:

四个活塞均移动至其端面与喷嘴主体(1)的出口内壁平齐;

高压水流经喷嘴主体(1)产生空泡水射流,流入控制腔(14);

控制四个活塞与控制腔(14)中心的不同距离,使控制腔(14)形成不同的工作容积和形状,对微小孔(15)内表面前后半段中心区域以及不同径向区域分别强化加工。

6.根据权利要求5所述的强化微小孔内表面的方法,其特征是:当强化微小孔(15)前半段时,扩大所述的四个活塞中其中一对活塞之间的距离,使控制腔(14)的工作容积变大,空泡水射流的行程变短,空泡在微小孔(15)前半段溃灭,强化微小孔(15)前半段中心区域。

7.根据权利要求5所述的强化微小孔内表面的方法,其特征是:当强化微小孔(15)后半段时,缩小所述的四个活塞中其中一对活塞之间距离,使控制腔(14)的工作容积变小,空泡水射流的行程变长,空泡在微小孔(15)后半段再溃灭,强化微小孔(15)后半段中心区域。

8.根据权利要求6所述的强化微小孔内表面的方法,其特征是:当需要对微小孔(15)内表面的前半段半圆弧面进行强化时,该前半段半圆弧面的位置在轴向上与四个活塞中的活塞三(5)面对,四个活塞中位置相对的活塞二(4)和活塞四(6)保持不动,控制活塞一(3)和与活塞一(3)位置相对的活塞三(5)同时工作,活塞一(3)远离控制腔(14)中心,活塞三(5)靠近控制腔(14)中心,改变空泡水射流的方向,使空泡水射流斜向进入微小孔(15)中,冲击前半段半圆弧面区域。

9.根据权利要求7所述的强化微小孔内表面的方法,其特征是:当需要对微小孔(15)内表面的后半段半圆弧面进行强化时,该后半段半圆弧面的位置在轴向上与四个活塞中的活塞一(3)面对,四个活塞中位置相对的活塞二(4)和活塞四(6)保持不动,与活塞一(3)位置相对的活塞三(5)向远离控制腔(14)中心方向运动,活塞一(3)伸入控制腔(14)中挤压水射流改变其方向,使空泡水射流斜向进入微小孔(15)中,冲击后半段半圆弧面区域。

10.根据权利要求7所述的强化微小孔内表面的方法,其特征是:输入喷嘴主体(1)的高压水流的水压至少为25MPa。