本發(fā)明涉及拋光設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種變直徑彎管內(nèi)表面拋光強化方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、對于彎管，尤其是變直徑彎管，為達到內(nèi)表面的加工精度要求，需要對其內(nèi)表面進行拋光及強化處理，而彎管尤其對于變直徑彎管，由于其孔徑較小和內(nèi)部深度較長的特點使得其內(nèi)表面拋光與強化難度較高，因此急需一種裝置來實現(xiàn)對變徑彎管內(nèi)表面的拋光強化。

2、空化技術(shù)通過使流體內(nèi)部的壓力低于飽和蒸汽壓，產(chǎn)生蒸氣空泡或是充滿氣體的氣穴。空泡潰滅產(chǎn)生的局部高壓能對材料表面產(chǎn)生機械沖擊，進一步引起材料表面的塑性變形，從而提高材料的強度。此外空泡潰滅的瞬間會產(chǎn)生局部高溫，能夠引發(fā)材料表面的熱效應，促進表面微觀結(jié)構(gòu)的變化，有助于強化材料。

3、中國專利公開號為cn118404414a，名稱為“一種導管內(nèi)表面加工用磁力研磨裝置及方法”的文獻中提出的一種加工導管內(nèi)表面的研磨裝置，包括底座、設(shè)置于底座上的機械手和固定的夾持部件、機械手上的拋光機構(gòu)。拋光機構(gòu)包括設(shè)置于機械手抓手處的基座，以及可拆卸設(shè)置于基座上并與機械手抓手固定的連接座?？梢詫崿F(xiàn)精密研磨去除導管內(nèi)表面缺陷，減少管道內(nèi)壁磨削加工的制造與維護成本。然而該設(shè)備僅能對管道內(nèi)表面進行拋光，為了提升管道機械性能，仍需要后續(xù)的表面強化。

4、中國專利公開號為cn115741486b，名稱為“超聲輔助納米磨料流水流射流溝槽熱管內(nèi)表面復合拋光裝置及方法”的文獻中提出的一種借助超聲輔助的納米磨料流水流射流溝槽熱管內(nèi)表面復合拋光裝置，包括驅(qū)動裝置、噴射裝置、超聲裝置和超聲拋光平臺。驅(qū)動裝置與噴射裝置相連，用于驅(qū)動噴射裝置進行偏心旋轉(zhuǎn)；噴射裝置用于形成拋光液，對溝槽熱管內(nèi)表面進行拋光；超聲裝置固定在超聲拋光平臺上，實現(xiàn)對溝槽熱管待加工表面的高效復合拋光。可以實現(xiàn)微量材料去除，拋光效果穩(wěn)定。然而當加工變徑彎管時，由于變徑彎管在截面方向上變直徑，水流射流會在內(nèi)凹較深處堆積，從而造成空泡未達到內(nèi)壁面就潰滅，最終在加工變徑彎管時拋光強化效果不均勻。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種變直徑彎管內(nèi)表面拋光強化方法及裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種變直徑彎管內(nèi)表面拋光強化裝置，包括變徑彎管以及位于變徑彎管兩端的活塞缸，所述活塞缸分為左活塞缸以及右活塞缸；

3、所述左活塞缸內(nèi)設(shè)有活塞一、活塞二、活塞三，所述活塞一單獨布置在左活塞缸內(nèi)，所述活塞二、活塞三相對布置在左活塞缸內(nèi)，所述左活塞缸上還設(shè)有水流入口和磨料流入口；

4、所述右活塞缸內(nèi)設(shè)有活塞四、活塞五以及活塞六，所述活塞六單獨設(shè)置在右活塞缸內(nèi)，所述活塞四、活塞五相對布置在右活塞缸內(nèi)，所述右活塞缸上還設(shè)有水流出口以及磨料流出口；

5、所述變徑彎管內(nèi)設(shè)有模具，所述模具的形狀依據(jù)變徑彎管的形狀仿形加工，所述變徑彎管的內(nèi)壁和模具外壁之間的間隔寬度隨著變徑彎管內(nèi)徑的減小而增加。

6、優(yōu)選的，所述水流入口內(nèi)設(shè)有閥門一，所述磨料流入口內(nèi)設(shè)有閥門二。

7、優(yōu)選的，所述左活塞缸通過法蘭盤一與變徑彎管上的法蘭盤二固定連接，在所述法蘭盤一與法蘭盤二之間設(shè)有密封用的法蘭盤五。

8、優(yōu)選的，所述右活塞缸通過法蘭盤四與變徑彎管上的法蘭盤三固定連接。

9、優(yōu)選的，所述水流出口內(nèi)設(shè)有閥門三，所述磨料流出口內(nèi)設(shè)有閥門四。

10、優(yōu)選的，所述法蘭盤五固定連接在模具的根部，在所述法蘭盤五上設(shè)置通孔。

11、一種變直徑彎管內(nèi)表面拋光強化方法，包括以下步驟：

12、s1.通過外部的控制器驅(qū)動活塞一位移至活塞一最大行程，為水流入口和磨料流入口之間，驅(qū)動活塞六至活塞六最大行程處，為水流出口和磨料流出口之間；

13、s2.打開磨料流入口和磨料流出口管道的控制閥門二、閥門四，磨料流在外部供給設(shè)備的作用下從磨料流入口進入左活塞缸工作腔以及進入變徑彎管和模具的間隙之間，在磨料流的流動過程中對變徑彎管內(nèi)表面進行拋光，最終在壓力的作用下通過磨料流出口將多出的磨料流排出；

14、s3.關(guān)閉磨料流入口和磨料流出口管道的控制閥門二、閥門四，停止磨料流的加注；

15、s4.通過外部的控制器驅(qū)動活塞一位移至最小行程處，打開水流入口管道的控制閥門一向左活塞缸工作腔進行注水流；

16、s5.此時活塞一位于最小行程、活塞六位于最小行程，使得左活塞缸、右活塞缸的工作腔體積盡可能大，在注入適當體積內(nèi)部水流后，所述活塞一、活塞六同向同頻往復運動，在活塞一壓縮運動至最小行程，活塞六同時拉伸運動至最大行程，在活塞一拉伸運動至最大行程，活塞六同時壓縮運動至最小行程，左活塞缸中活塞二、活塞三同向同頻往復運動，右活塞缸中活塞四、活塞五同向同頻往復運動，使內(nèi)部水流和磨料流均勻混合；

17、s6.后打開磨料流出口管道的控制閥門，排出部分混合液；

18、s7.控制活塞一位于最小行程，其余活塞均位于最大行程處，打開水流入口管道的控制閥門一，注滿水流后關(guān)閉所有閥門；

19、s8.控制活塞六向最小行程運動，控制活塞二、活塞三、活塞四、活塞五同步向最小行程運動，將左活塞缸、右活塞缸工作腔和變徑彎管內(nèi)壓力降低至飽和蒸汽壓以下，從而通過空化產(chǎn)生空泡；

20、s9.在活塞一至最小行程、活塞六至最小行程處后，再次控制所有活塞向最大行程處運動，此時壓力升高使空泡潰滅并釋放能量，使得磨料流和水流相互作用，對內(nèi)表面進行強化；

21、s10.控制所有活塞重復上述運動，在活塞壓縮運動至最小行程過程中，生成空泡，在活塞拉伸運動至最大行程過程中，空泡潰滅，對內(nèi)表面進行強化；

22、s11.后打開磨料流出口管道的控制閥門四，活塞一活塞六在控制下同向同頻往復運動，排出混合液，完成強化，拆下變徑彎管。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

24、1.本發(fā)明通過針對不同的變徑彎管制造特定的模具，以控制變徑彎管和模具間的徑向截面面積隨著變徑彎管內(nèi)徑的減小而增加。變徑彎管和模具間的徑向截面面積隨著變徑彎管內(nèi)徑的減小而增加，確保了磨料流通過內(nèi)表面任意一點處速度和壓力相同。最終使得待加工彎管內(nèi)表面受到磨料流的作用力相同，避免了磨料流在管道某一部分產(chǎn)生較大的應力集中，實現(xiàn)內(nèi)表面均勻拋光；

25、2.本發(fā)明通過組合控制不同活塞的閉合程度來改變在工作腔、變徑彎管和模具間隙的容積體積，并加工特定的模具，最終實現(xiàn)磨料流在變徑彎管內(nèi)均勻通過。避免了傳統(tǒng)拋光中對于彎管內(nèi)表面一側(cè)加工不完全或另一側(cè)加工過度的問題，實現(xiàn)對于變徑彎管內(nèi)表面徑向和軸向各個方向上的拋光，提高了變徑彎管表面的拋光效率；

26、3.本發(fā)明通過控制器驅(qū)動不同活塞規(guī)律往復運動，改變工作腔壓力，產(chǎn)生負壓實現(xiàn)空化。在封閉的工作腔體積增大時，液體壓力降至飽和蒸汽壓下，進而實現(xiàn)空化初生，生成空泡；當活塞進行擠壓，封閉的工作腔內(nèi)壓力升高，從而造成空泡潰滅。通過活塞的規(guī)律往復運動，實現(xiàn)工作腔內(nèi)空泡初生、發(fā)展和潰滅的循環(huán)，當變徑彎管內(nèi)壁上表面壓力達到空泡潰滅的壓力，空泡潰滅并釋放巨大能量。利用水流、磨料流以及空泡潰滅釋放的高聚能量，填補彎管內(nèi)表面微觀凹坑并去除微小瑕疵，可以在彎管初步拋光后進一步強化，實現(xiàn)拋光強化一體化；

27、4.本發(fā)明利用空化效應中空泡潰滅時所產(chǎn)生的高聚能量和沖擊對變徑彎管內(nèi)表面進行加工，更是對內(nèi)表面的再次拋光。相對于傳統(tǒng)拋光加工，可以獲得更好的表面質(zhì)量和更低的表面粗糙度。同時磨料流難以一次性排空，磨料流在空泡潰滅產(chǎn)生的作用力下對于彎管內(nèi)表面進行沖擊強化，以更高的速度和動能撞擊內(nèi)表面，使空化效應與磨料流拋光共同作用，進一步加強表面的微觀強化效果。能夠進一步降低可能存在的微裂紋等有害形變，提高變徑彎管的綜合性能。