对分支出口与本体中的通道之间的相交区域进行磨削的方法和装置

摘要

揭示了一种用于磨削分支出口和有通道的本体的内壁的相交区域的内表面的方法和装置。使用磨料流加工,磨削相交区域可以得到内壁和分支出口的平滑过渡。

说明书

技术领域

本发明涉及磨料流加工，尤其涉及抛光分支出口与本体中的通道之间的相交区域的磨料流加工的使用。

背景技术

磨料流加工用于加工金属及相关材料，尤其用于加工和精整内部形状、钻孔、喷嘴和复杂的三维形状以及替代某些其它困难的加工操作。磨料流加工尤其用于去毛刺、整圆角、修整尺寸和抛光/精加工操作。

磨料流加工使用塑性或半固态介质，介质中包含分布大致均匀的磨粒。如美国专利第5054247号所示，半固态介质的作用是通过一工件的通道输送磨粒以达到所企求的加工结果，在此将结合其作为参考。

磨料流加工不仅可使用含有磨粒的塑性或半固态介质，而且还可以再包括也含有分布大致均匀的磨粒的液体或油基介质。液体介质将通过通道和介质输送管提供更容易的清洁。

尽管如此，磨料介质无论是半固态介质、液体还是油基介质，理论上，在视觉和触觉方面所述介质可分布在高粘性物质到极低粘性流体中。用于特定应用的最有效介质将取决于应用的几何特性和待磨削或抛光的材料。

特定应用的介质将具有如此的粘性和流变能力以使其在压力或重力的作用下通过出口或喷嘴以合适的速度流出，此速度是由磨料流的加工条件限定的。

考虑到特定应用的介质选择应建立在多种因素之上。较好的是，介质必须流过输送管和需要借助磨料流动过程对表面、倒圆或开口进行加工的通道。此外，在流过通道的时候，介质必须展现足够的流变性能以达到所需的加工作用。另外，在流动时介质必须保持连贯以使在所需的地方和时候达到倒圆的作用。最后，介质必须提供加工作用和润滑直到可以保持所需流动速度和完成适当的磨削过程的程度。

具有理想流变性能的适当的介质类型要求本应用包括等同于名为“喷砂磨削媒质”的美国专利第5679058号的发明，它转让于本发明的受让人并在此将结合其作为参考。同样适合本应用的是含有多粒子结构或有足够的挠曲度和切变度、足够的粘性的微结构介质。

例如当工件由具有通道的本体和通道全长中伸出的多个开口组成时，例如燃油管或汽车歧管，在多分支出口与本体的通道的相交区域上的磨料流加工由穿过通道流向每个分支出口的磨料介质完成。为讨论方便，具有通道的本体将包括至少有一个进口和二或多个出口的歧管、导管、管子或管道。

请注意图1，示出了具有包括多分支出口15的通道11的本体10的剖面示意图，开口20贯穿本体10的内壁25以限定每个出口。具有开口20的典型分支出口15的讨论可理解为这种讨论也可应用于任何余下的分支出口和相连的开口。图2所示的是典型的由钻孔操作造成的分支出口15的开口20，在开口20的周边35附近留下了毛刺30。开口20中突出的毛刺30造成了由本体壁25和开口20的周边35的相交部分限定的相交区域37处的本体内表面40上的不连续。

图1示出了去除毛刺30和随后的磨料流加工抛光底层表面的已有技术。尤其是从通道11的一端55引入通道11的可流动磨料介质45。压力下的介质45向着通道11的相反端60移动。磨料介质45在毛刺30表面上的流动将去除毛刺30和抛光底层表面。如图1所示，对于具有多分支出口的本体10，引导介质45每次流过至少一个分支出口15是必要的。

应当意识到介质45流过许多不同的分支出口是可行的，然而磨削变形技术对于让充裕的介质流过任何一个分支出口15是最有效的，因此最好时常引导介质45流过单个分支出口15以使磨削技术的效用最大化。

为了实现此目的，本体10被安装在带有许多塞子的组件上，塞子可以有选择地活动以密封一个或多个分支出口15并藉此防止介质45流过那些分支出口15。为讨论方便，单个塞子65可理解为此塞子代表了其余的塞子。如图1所示，当塞子65移离分支开口15时，介质45流过开口20并从分支开口15中喷出。

如图3所示，使用这种技术可去除开口20的周边35上的大部分图2所示的毛刺30。

这种技术在去除大部分毛刺时十分有效，但如图3所示，仍然剩余了一部分毛刺30。通道11中的介质45的单向流动不仅导致了剩余的小毛刺30，而且另外还导致了开口20的周边35的不均匀半径。尤其是如图3所示开口的周边35上的上游表面70的磨削超过了下游表面75的磨削。

另外，用于操纵作为阻塞介质45流过分支出口的许多塞子的组件，是一个非常复杂的组件，必须为每个本体定制。这种布置十分昂贵并且使用这种布置的建立耗费大量时间。另外，组件造成的物理干扰使俘获和容纳离开分支出口15的介质45十分困难。最后，使用图1所示的布置要使磨料介质45充满整个通道11，然后通过理想的出口15可选择地释放介质45来开始磨削过程。这造成了在磨削过程完成时必须去除通道11中过剩的介质45。

需要一种通过通道11有效地引导可流动磨料介质45的方法，它不需要利用可移动塞子的复杂组件，也不需要带来的大量建立时间，也不需要在磨削过程之前完全用介质填满通道。

另外，要求一种可消除流动磨料介质45的单向流动造成的开口20的周边35周围磨削不一致的方法。

发明内容

在本发明的第一个实施例中，对于沿通道带内表面的内壁和至少一个由贯穿内壁的开口限定的分支出口的本体，由开口周边在内壁处的相交部分限定的相交区域处的内表面的磨削方法包括步骤：

a)在通道的第一端中定位第一介质输送管，其中，第一管具有一进口和一出口，并且，出口接近开口的周边；

b)通过第一管的进口向出口提供可流动磨料介质；以及

c)通过开口从第一管的出口引出介质。

引出介质包括在通道中设一偏转板以通过开口引出介质。

在本发明的第二实施例中，第二介质输送管将被定位在通道中与第一介质输送管相反的位置，并且通过它提供介质使得相反流向的介质从第一和第二管直接流过开口。

在本发明的第三实施例中，第一和第二介质输送管合并为两个进口之间有一个出口的单个管。管的出口与通道中的开口对准，介质被引导流过开口。

在第四实施例中，第一输送管的出口周围附带挡板，藉此限定了从管的出口直接流向开口的流动路径。

方法和组件都与每一实施例具有联系。

附图说明

图1示出了具有带多分支出口的通道的本体的剖面示意图，其中使用已有技术的可流动磨料介质加工一个分支出口；

图2是使用磨削加工过程去除带毛刺的开口的放大立体图；

图3是磨削加工过程中受到可流动磨料介质单向流动的分支出口的开口的立体图；

图4示出了一个利用介质输送管和偏转板的本发明的实施例的剖面示意图；

图5示出了与图4布置相似的剖面示意图，其中介质输送管和偏转板位于本体通道中的相反位置；

图6示出了在磨削加工过程中受到可流动磨料介质双向流动的一开口的立体图的剖面示意图；

图7示出了本发明的第二实施例的剖面示意图，藉此从通道的相反两端引入二种介质输送管；

图8示出了本发明的第三实施例的剖面示意图，藉此单个介质输送管具有位置靠近引入磨料介质的分支出口的开口；

图9示出了本发明的第四实施例的剖面示意图，藉此使用挡板的单个介质输送管通过分支出口的开口引导磨料介质；

图10示出了图9中沿箭头10-10的横截面的示意图；

图11示出了与图9布置相似，但介质输送管从通道的相反端引入的剖面示意图；

图12是图11中沿箭头12-12的横截面的示意图；以及

图13是图9-12所示的介质输送管的立体图。

具体实施方式

不同于过去使用的方法，本方法根据每个实例中的每个发明实施例，在通道11中通过使用至少一根介质输送管100引入可流动磨料介质45。

如前所述，磨料介质45可能是半固态介质、液体或是油基介质。

图4示出了与图1相似的本体10，其中有沿通道11带内表面40的内壁25和至少一个由贯穿内壁25的开口20限定的分支出口15的本体10。在第一实施例中，发明主题针对用于磨削开口20的周边35在内壁25处的相交部分限定的相交区域37处的内表面40的方法和装置。

介质输送管100带有进口105和出口110。介质输送管100定位在通道11中，以使出口110接近待加工的开口20的周边35。

这里使用的术语“接近”可以限定输送管出口110相对于开口20的位置。作为接近，出口110必须在通道11中远离开口20的地方释放磨料介质45，以使磨料介质45的流动作用于开口20。输送管出口110不能伸入通道11中的开口20的投影区。

通过介质输送管100的进口105向出口110提供流动磨料介质45。储存器在压力下补充介质45。

为了防止介质45通过其它分支出口或通道11的更下方进入，介质45通过开口20从输送管100的出口110引出。在图4所示的实施例中，在通道11中接近开口20的周边35，但与输送管100相反的位置上定位一偏转板115以实现此功能，藉此阻碍介质45的流动，引导其以箭头120标识的从通道末端55到分支出口15的第一方向流过开口20。通过输送管100提供的磨料介质45后来将被引导过开口20并流过分支出口15，藉此给予开口周边必要的加工以去除毛刺30(图2和3)的主要部分。

为讨论方便，仅讨论单个带开口20的分支出口15以理解可在通道11中移动的输送管100和偏转板105的布置，以适应任何一个其它的开口和相连的分支出口。

由于图4所示的排列仅提供了单向流动，图3所示的开口20的周边35发生了相同的不对称。结果，如图5所示，在以第一方向120引出介质45的步骤之后，输送管100必须在通道11的第二端60重新定位以使输送管出口110接近开口20的周边35。还必须在通道11的第一端55重新定位偏转板115，使其接近开口20的周边35，藉此可阻碍介质45的流动，引导其以箭头125标识的第二方向流过开口20。

应当意识到定位输送管100和偏转板115将包括在固定位置上固定本体10和在通道11中移动输送管100和偏转板115，以将它们正确定位在靠近分支出口的开口旁边。在固定位置上保持输送管100和偏转板115并移动本体10以适应本体10上的不同分支出口的开口也是可行的。

为了防止介质45在输送管100和内壁25的内表面40之间流动，处于相交区域37的介质输送管100的形状和横截面区域可接近于通道11的形状和截面区域。然而，当横截面区域和/或形状明显不同时，也可引入在输送管100外部径向延伸的密封装置130以使输送管100和相交区域37中的内壁25的内表面40之间的缝隙最小。相同的概念将应用在偏转板115和例如图5所示的偏转板115周围的密封装置135中。

连同已经从第一方向提供的磨料介质45，重新定位输送管100和偏转板115将从第二方向提供磨料介质45，藉此提供双向流动以及图6所示的后来在开口20的周边35发生的相同磨削。

图7示出了在通道11中定位具有进口105和出口110的第一输送管100的布置，使得出口110接近分支出口15的开口20。如同关于图4和5的讨论，对应于引入偏转板115，通道11中将定位第二介质输送管200。第二输送管200具有进口205和出口210。与输送管100的出口110有对应关系的出口210接近开口20的周边35。现在通过定位在开口20每边上的第一输送管100和第二输送管200的进口105、205提供可流动磨料介质45，使得介质45的流动以双向的方式引导过开口20。如图6所示，用这种方式可以对称地加工开口20的周边35。

如同前面提到的在图4和5中叙述的实施例，输送管100、200或本体10可以是固定的，而另一方可移到所需的位置。

在图7所述的实施例中，通道11中定位了第一输送管100和第二输送管200，这些管子中的每一个都是独立的部分。

请注意图8，完全可以使单个输送管300有第一进口305和第二进口307，并在它们之间有出口310。结果，提供可流动磨料介质45的步骤不仅包括通过第一进口305提供介质45，而且还包括通过输送管300的第二进口307提供到出口310的介质45。用这种方式，从每一进口305、307流入的介质45以不同的方向靠近相交区域37，藉此提供双向流动以及图6所示的后来在开口20的周边35发生的相同磨削。

与前面相同，在固定本体10并使输送管300在本体10中移动和固定输送管300并使本体10在其上方移动中任取其一，以定位沿通道11的长度向不同的分支出口提供介质45的出口310。

至此为止讨论的是一旦整个通道出口的下游被物理阻塞，使磨料介质45停留于输送管的出口后将其引出的方法。有选择地引导介质45向特定分支出口15的开口20流动也是可行的。

图9示出了具有进口405和出口410的输送管400实现引出介质45的布置，其中出口有从输送管出口410伸出的挡板415、420、425、430(图13)。挡板415、420、425、430围绕着相交区域37，藉此限定介质45从输送管进口405到输送管出口410并穿过开口20的流动路径。图13所示的布置提供了沿通道11移动输送管400有选择地引导介质45到某一特定出口15(图9)的机会。相对于叙述为许多分立的部件，挡板415、420、425、430也可结合为一个附连于输送管400的单独构件，或与之形成一体。

沿通道在相同纵向位置上有多分支出口时，通过通道11提供的介质45的量将不足以满足在相同纵向位置上的多分支出口的适当磨削所必需的量。为此，可能需要选择性地将介质45每次引导到一个或多个分支出口而排斥在相同纵向位置上的其它分支出口。在这些例子中，带有辅助挡板布置的输送管400提供了介质45的这种可选择的引出。

输送管400上的挡隔也允许旋转管400来可选择地引导介质45从第一分支开口15流向第二分支开口435(图10和12)，它们处在通道11中相同的纵向位置，可是角度方位不同。通过重新引导出口410从对准分支出口15到对准分支出口435，使介质45补充入分支出口435并排斥分支出口15。

用类似图4和5所讨论的方式，输送管400使介质45沿箭头440单向流动，结果必须从通道11的端55移去输送管400并在通道11的端60将它插入。尤其是在图9的第一位置上将介质45引导到输送管400的步骤之后，必须在通道11中重新定位输送管400，其中输送管出口410接近开口20的周边35，藉此阻碍介质45流动，以引导它从箭头445指示的第二方向流过开口20。

如同前面提到的其它实施例，在固定本体10的位置并使输送管400在本体中移动用来定位和固定输送管400并使本体10在输送管400的上方移动中任取其一以正确地定位本体10中的管400是完全可能的。

所述的是用于磨削具有至少一个由贯穿内壁的开口限定的分支出口的通道的本体内表面的方法和装置。

本发明参考最佳实施例进行了叙述。明显的修改和变更将发生在其它有关先前详述的阅读和理解中。这意味着所有包括这样的修改和变更所组成的发明都落在所附的权利要求书及其等同条件的范围中。