一种实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的加工方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201510153174.6 | 申请日 | 2015-03-31 | 公开(公告)号 | CN104727176A | 公开(公告)日 | 2015-06-24 |
| 申请人 | 华南理工大学; | 发明人 | 曾劲松; 喻迪; 黄煌; 宋天雄; 胡干成; 叶锐辉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种实验用 可视化 水 力 流浆箱 湍流 发生器的加工方法，包括以下步骤：（1）在三维工程 软件 中建立实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的各部件的三维模型，输出各部件的数控加工代码备用；（2）将板材装载于数控加工机床的 工作台 ，导入数控加工代码，由数控加工机床完成实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件的 铣削 ；（3）对铣削后的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件进行打磨；（4）使用布轮 抛光 机和火焰抛光机对打磨后的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件进行抛光，制成成品。本发明效率高、 精度 高且可重复性好，得到的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器成品能够很好的满足流场测量及可视化研究的需要。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的加工方法，其特征在于： |
||||||
| 说明书全文 | 一种实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的加工方法技术领域[0001] 本发明涉及稀释水调浓水力式流浆箱的技术领域，尤其是指一种可进行流场测量实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的加工方法。 背景技术[0002] 目前，稀释水调浓水力式流浆箱是国际上公认的常用先进高速流浆箱，其设备性能的优化和技术的创新势在必行。湍流发生器是水力式流浆箱的关键部件之一，为了实现纸浆的等压布浆，国内外研究人员对此开展了相关研究，并取得了许多重要的科研成果。为了使湍流发生器满足湍流发生器流场测量的要求，获得可视化的流场，华南理工大学的曾劲松等研发了一种可进行流场测量和可视化研究的水力式实验流浆箱用的可视化湍流发生器，能够满足PIV（Particle Image Velocimetry粒子图像速度仪）等测量系统进行测量和可视化研究。 [0003] 这种湍流发生器为了同时满足可视化流场测量实验的要求，使用亚克力材料制作，其加工存在以下问题：1.亚克力材料具有透明度高、硬度高的特点，但是其质地较脆，而湍流发生器内壁由不规则复杂曲面构成，铣削具有一定难度。2.为了进一步提高湍流发生器的可视化程度，后续需对其进行抛光处理，而部分沟槽与拐角以及不规则复杂曲面无法使用常规抛光方法完成。 [0004] 基于此，本发明在符合工程实践的基础上，克服了实验用可视化水力式流浆箱湍流发生器加工过程中的困难，使得用PIV等测量系统对湍流发生器进行测量和可视化研究变得可行，可以对工程实践有良好的指导作用。 发明内容[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可进行流场测量和可视化研究的水力式实验流浆箱用的可视化湍流发生器的加工方法，从而使湍流发生器的流场实验变得可行，可以对工程实践有良好的指导作用。 [0006] 为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的加工方法， 包括以下步骤： （1）在三维工程软件中建立实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的各部件的三维模型，输出各部件的数控加工代码备用； （2）将板材装载于数控加工机床的工作台，导入数控加工代码，由数控加工机床完成实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件的铣削，其中，数控加工机床使用端铣刀完成实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件外壁平整加工面铣削，使用端铣刀和球铣刀完成实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件拐角、沟槽和不规则复杂内壁曲面加工面的铣削； （3）对铣削后的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件进行打磨，包括先后使用大粒度磨料进行粗磨和使用小粒度磨料进行细磨两道程序； （4）对打磨后的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件进行抛光，制成成品，其中，针对实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件外壁平整加工面使用布轮抛光机进行抛光，针对实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件拐角、沟槽和不规则复杂内壁曲面加工面使用火焰抛光机进行抛光，抛光时使用电解液。 [0007] 进一步地，所述板材的材料是亚克力。 [0008] 进一步地，所述的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器分各部件加工时分别单独加工。 [0010] 进一步地，布轮抛光机进行抛光时，使用蘸有抛光膏的细毛毡轮进行抛光。 [0011] 相比现有技术，本发明的优点与积极效果为：1. 本发明中，实验用可视化水力流浆箱湍流发生器采用数控加工机自动加工成型，铣削过程效率高、误差小，特别适用于不规则复杂曲面内壁的铣削。本方法加工速度快、精度高，符合实验均匀布浆的需要，且具有稳定的可重复性。 [0012] 2. 本发明中，实验用可视化水力流浆箱湍流发生器采用砂纸打磨、布轮抛光和火焰抛光三道工序进行打磨和抛光处理，特别适用于不规则复杂曲面内壁的抛光。处理完成后湍流发生器光洁度、透明度高，符合实验可视化的需要，且具有稳定的可重复性。附图说明 [0013] 图1为实验用可视化水力流浆箱湍流发生器上半部分立体示意图。 [0014] 图2为实验用可视化水力流浆箱湍流发生器上半部分又一立体示意图。 [0015] 图3为实验用可视化水力流浆箱湍流发生器下半部分立体示意图。 [0016] 图4为实验用可视化水力流浆箱湍流发生器下半部分又一立体示意图。 [0017] 图5为使用PIV对实验用可视化水力流浆箱湍流发生器进行流场测量和可视化研究得到的矢量图。 [0018] 图中：1-第一平面；2-第二平面；3-第三平面；4-第四平面；5-第一沟槽；6-第二沟槽；7-第五平面；8-第三沟槽；9-第六平面；10-第七平面；11-第八平面；12-第四沟槽； 13-第九平面； 14-第五沟槽；15-第十平面；16-第十一平面。17-第十二平面；18-第十三平面；19-第十四平面；20-第十五平面； 21-第十六平面； 22-第十七平面； 23-第六沟槽；24-第一曲面；25-第二曲面。 具体实施方式[0019] 下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。 [0020] 如图1至图4所示，本实施例子所述的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器包括上半部分、下半部分两个部件，其加工方法包括以下步骤：（1）在三维工程软件中建立实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的各部件的三维模型，输出各部件的数控加工代码备用，本实施例的三维工程软件采用SolidWorks，针对两部分输出不同的数控加工程序，优化了数控加工过程的走刀路线，有利于提高数控机床的加工效率； （2）将亚克力板材固定在诺信数控SK850-D数控机床上，导入数控加工代码使用D20LBK端铣刀完成湍流发生器外壁平整加工面铣削，如图1中的面第一平面1、第二平面2、第三平面3、第四平面4，图2中的面第五平面7、第六平面9、第七平面10、第八平面11，图 3中的面第九平面13、第十平面15、第十一平面16、第十二平面17、第十三平面18，图4中的面第十四平面19、第十五平面20、第十六平面21、第十七平面22；使用D16LBK端铣刀和D8R4SDK球铣刀完成湍流发生器内壁复杂曲面加工面的铣削，如图2中的第一曲面24，图3中的第二曲面25；使用D8LBK端铣刀完成湍流发生器结合部沟槽、拐角的铣削，如图1中的第一沟槽5，图2中的第二沟槽6、第三沟槽8，图3中的第四沟槽12、第五沟槽14，图4中的第六沟槽23，铣削过程由数控加工机自动完成； （3）对铣削后的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件进行打磨，打磨时使用400目砂纸粗磨，然后使用800目砂纸细磨，打磨采用水作为冷却液，本方法打磨过程中由于砂纸较柔软，贴型性好，与毛坯表面接触面积大，散热好，而且分为粗磨与细磨两道程序，打磨质量好，尤其适用于复杂曲面的打磨。 [0021] （4）对打磨后的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件进行抛光，使用布轮抛光机对实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件外壁平整加工面进行抛光，抛光时使用蘸有抛光膏的细毛毡轮；使用火焰抛光机对实验用可视化水力流浆箱湍流发生器各部件内壁不规则复杂曲面加工面及小尺寸沟槽进行抛光，抛光时使用电解液。本方法将布轮抛光与火焰抛光结合使用，抛光效果好，尤其适用于小尺寸结构的抛光。 [0022] 使用PIV对加工好的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器进行测试，可以得到图5的流场矢量图，通过该图，可以看出使用本方法加工得到的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器能够很好的对流浆箱湍流发生器的流速大小、涡流分布等流场特性进行测量，符合PIV可视化实验的要求，当然使用本方法加工得到的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器也可以进行其他流场测试和可视化研究。 [0023] 总之，在采用以上方法后，本发明在符合工程实践的基础上，可以完成对实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的加工，从而使流场测量和可视化研究变得可行，可以对工程实践有良好的指导作用。相比现有技术，本发明具有加工效率高、精度高、可视化效果好、可重复性高等优点，是一种理想的实验用可视化水力流浆箱湍流发生器的加工方法，值得推广。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈