(19)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 202211343679.5 (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 杨范轩　孙玉利　范武林　赵建社　 卢文壮　孙超越　 (74)专利代理 机构 南京天华专利代理有限责任 公司 32218 专利代理师 瞿网兰 (51)Int.Cl. B24B 31/116(2006.01) B24B 41/06(2012.01) (54)发明名称 一种变截面大长径比复杂异形结构的磨粒 流光整加工方法及夹具 (57)摘要 一种变截面大长径比复杂异形结构的磨粒 流光整加工方法及夹具， 其特征在于， 所述的夹 具包括磨料盖、 磨料导管、 导油管、 液压站、 仿形 芯模和工件支架。 本发明与磨粒流机床上磨料缸 和下磨料缸配合， 为磨粒流光整加工降低变截面 大长径比复杂异形结构的复杂内流道表面粗糙 度， 避免在流道最窄处的吼道出现过抛现象， 保 证其尺寸精度、 形状精度和表面完整性的同时， 提供了一套合理可用的夹具， 夹具设计合理， 能 保持加工时磨料特性稳定， 实现变截面大长径比 复杂异形结构的高效、 高质量抛光， 均匀减小其 内流道的表面 粗糙度值， 提高工件的使役性能。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115519466 A 2022.12.27 CN 115519466 A 1.一种变截面大长径比复杂异形结构的磨粒流光整加工方法， 其特征是： 首先， 加工一 个与变截面大长径比复杂异形结构相匹配的仿形芯模， 并使仿形芯模的外表面与变截面大 长径比复杂异形结构的内腔壁之间形成磨料流通道， 磨料经过该通道时对变截面大长径比 复杂异形结构内壁 实现光整加工； 其次， 在仿形芯模内加以一个冷却介质通道， 将冷却介质 从仿形芯模的大端引入， 从上部与仿形芯模小端相连通和 导管引出仿形芯模， 实现对仿形 芯模外壁的磨料的冷却， 使磨料保持在设定的工作温度。 2.一种变截面大长径比复杂异形结构的磨粒流光整加工夹具， 其特征在于， 它包括磨 料盖 （2） 、 磨料导管 （4） 、 导油管 （6） 、 液压站 （7） 、 仿形芯模 （8） 和工件支架 （9） ， 所述仿形芯模 （8） 与复杂异形结构 （5） 通过螺纹连接后， 放置于与工件支架 （9） 连接的角码上， 从而保证复 杂异形结构 （5） 能稳定保持垂直状态， 避免在复杂异形结构的磨料出口处出现不均匀倒圆 缺陷； 磨料导管 （4） 的一端与仿形芯模 （8） 大端通过卡套式管接头连接， 另一端与磨料盖 （2） 的卡套式管接头连接； 所述的仿形芯模 （8） 外圈为一段高强度且导热性良好的材料制成的 仿形变截面圆柱， 仿形芯模各段锥度与复杂异形结构内腔一致， 作用是让磨料贴着 内腔的 表面流过， 微量去除材料， 保证内腔中磨料的压力和流速的均匀性， 从而达到均匀可控降低 待加工面表面粗糙度的目的； 仿形芯模 （8） 中心含有一圆形通孔， 加工时接入液压站油路 中， 循环通过液压油， 作用是冷却复杂异形结构内腔 中的磨料， 保持磨料特性稳定， 防止在 加工时磨料 因温升导致加工效果变差； 仿表芯模 （8） 下端有4个支撑梁， 支架 （9） 与有内螺纹 的环相接， 以便与复杂异形结构 （5） 的内螺纹孔配合， 能达到固定仿形芯模 （8） 与复杂异形 结构 （5） 相对位置的同时起到使磨粒流 顺利通过的目的。 3.根据权利要求2所述的变截面大长径比复杂异形结构磨粒流光整加工夹具， 其特征 在于， 所述的仿形芯模 （8） 与复杂异形结构装配后， 小端会超 出复杂异形结构端面20 ‑50mm， 并通过卡套式接头连接软管， 以使液压油顺利流出， 并避免与磨料接触， 防止磨料性质发生 变化； 仿形芯模 （8） 大端处有一快 换接头， 便于与液压站油路连接， 使液压油顺利流入。 4.根据权利要求2所述的变截面大长径比复杂异形结构磨粒流光整加工夹具， 其特征 在于， 所述的磨料盖 （2） 是一由高强度耐磨材料制成的圆柱状钵体； 加工时， 磨料盖放置在 机床下磨料缸 （3） 上方， 与机床压头贴合， 通过上磨料缸 （1） 施压而固定在下磨料缸 （3） 上； 磨料从下磨料缸 （3） 进入到磨料盖 （2） 中， 并从磨料盖 （2） 壁面上小孔经磨料导管 （4） 进入到 仿形芯模 （8） 与复杂异形结构的空隙中， 最终从仿形芯模 （8） 与复杂异形结构的上端流出； 所述磨料盖 （2） 壁面上小孔和磨料导管内径不能小于20mm， 从而 能够保证磨料加工时磨料 对复杂异形 结构内腔有足够压力， 达 到预期的加工效果。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115519466 A 2一种变截面大长 径比复杂 异形结构的 磨粒流光整加工方 法及 夹具 技术领域 [0001]本发明涉及磨粒流光整加工技术领域， 尤其涉及 一种变截面大长径比复杂异形结 构磨粒流光整加工方法及夹具。 背景技术 [0002]随着科技的发展， 具有复杂异形结构的零部件应用愈加广泛。 这类零部件通常具 有加工可达性差， 结构复杂、 机械加工困难， 尺寸精度、 面型精度和表面质量要求高且在特 定位置容易过抛的特点。 其在采用电火花加工后表面完整性差， 远远达不到使用要求。 因 此， 亟需一种加工可达性 好， 加工质量稳定的光整加工解决方案 。 [0003]磨料流技术是一种新型的机械加工方法， 可以应用于复杂形状 的加工零件， 及其 他方法难以加工的部位。 磨料流可加工的材料范围宽， 不仅能加工金属材料， 还能加工硬塑 料、 陶瓷等。 磨料流加工技术是在磨料流机床的压力作用下， 让磨料介质流经零件需提高粗 糙度质量的表面， 反复研磨， 直至 达到设计要求。 [0004]夹具设计对磨粒流光整加工效果影响巨大， 合理的夹具方案需要兼顾整个内腔光 整加工效率的同时， 避免复杂异形结构内腔吼道处出现过抛现象。 传统的仿形芯模多关注 于“仿形”， 对于加入芯模后加工时磨料发热现象关注较少 。 而磨粒流光整加工所用的黏弹 性高分子磨料对温度极其敏感， 不同温度下磨料 特性差异较大， 导 致加工质量 也变化明显 。 发明内容 [0005]本发明的目的是针对复杂异形结构内腔表面精密加工均匀性一致性较差， 且磨粒 流光整加工质量易受磨料温度变化影响的问题， 发明一种合理、 方便可用的变截面大长径 比复杂异形 结构磨粒流光整加工方法及夹具， 从而实现复杂异形 结构内部流道光整加工 。 [0006]本发明的技 术方案之一是： 一种变截面大长径比复杂异 形结构的磨粒流光整加工方法， 其特征是： 首先， 加工 一个与变截面大长径比复杂异形结构相匹配的仿形芯模， 并使仿形芯模的外表面与变截面 大长径比复杂异形结构的内腔壁之 间形成磨料流通道， 磨料经过该通道时对变截面大长径 比复杂异形结构内壁实现光整加工； 其次， 在仿形芯模内加以一个冷却介质通道， 将冷却介 质从仿形芯模的大端引入， 从上部与仿形芯模小端相连通和导管引出仿形芯模， 实现对仿 形芯模外壁的磨料的冷却， 使磨料保持在设定的工作温度。 [0007]本发明的技 术方案之二是： 一种变截面大长径比复杂异形结构磨粒流光整加工工装夹具， 其特征在于， 包括 磨料盖2、 磨料导管4、 导油管6、 液压站7、 仿形芯模8和工件支架9， 所述仿形芯模8与复杂异 形结构5通过螺纹连接后， 放置于与工件支架9连接的角码上 （角码需符合国标GB/T2101 ‑ 2008和GB/T706 ‑2008） ， 从而保证复杂异形结构能稳定保持直状态， 避免在复杂异形结构的 磨料出口处出现不均匀倒圆缺陷。 磨料导管4的一端与仿形芯模8大端通过卡套式管接头连说　明　书 1/4 页 3 CN 115519466 A 3