一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于超聲珩磨技術領域，尤其是涉及一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置。
【背景技術】
[0002]超聲珩磨是一種重要的精密及超精密磨削技術，主要用于對內燃機缸套或缸體類零部件進行精密、高效的壁面加工。超聲珩磨的關鍵技術是超聲珩磨振動系統，主要包括換能器、變幅桿、彎曲振動圓盤、撓性桿和油石等。超聲波通過超聲珩磨振動系統傳遞給油石時，油石就會向周圍介質產生高頻、高幅的聲場擾動，當在液體介質中傳播時還會發生空化效應，產生空化聲場。超聲珩磨無論是理論設計還是工程應用過程中，衡量超聲珩磨振動系統性能優劣及加工效果時都需要對其空化聲場進行試驗測量。根據珩磨頭直徑的不同，油石通常不止一條，然而考慮多條油石的輻射聲場，以及油石周圍磨削液的空化效應時都使得聲場測量變的更為困難。
[0003]目前所使用的空化聲場的試驗測量方法主要分為直接測量法與間接測量法，其中直接測量法包括水聽器法、輻射力法，熱敏探頭法等；間接測量法包括鋁箔蝕除法，染色法、聲致發光法等。然而，由于空化聲場測量的復雜性，已有的空化聲場測量方法仍舊不能滿足在超聲珩磨技術領域的應用。對于超聲珩磨的空化聲場，目前常用的方法有兩種:一種是使用功率聲強儀直接測量，該方法是將超聲珩磨裝置的珩磨頭部完全置于液體環境中，用夾緊支架配合功率聲強測量儀對油石表面附近的聲場進行試驗測量，但該方法無法精確固定聲強探頭在油石附近的距離，而且測量不同油石表面空化聲場時還需要反復拆卸夾緊支架，效率低，人為誤差較大；另一種是使用弱酸試紙法間接測量(應用聲學(2014)33:269-273,劉國東等)，該方法是將一定量的弱酸均勻噴灑于油石表面，利用PH試紙與弱酸快速反應產生顏色變化來反映超聲珩磨的空化聲場，但該方法屬于定性測量，精確性不高，而且每次只能測量一條油石。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置，以解決超聲珩磨空化聲場精確、定量測量的技術難題。
[0005]本發明所采取的技術方案是:提供一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置，其結構包括聲場測量輔助夾具和聲強探頭；其中聲場測量輔助夾具包括組合式減振器、組合式外套筒、水平連桿、垂直連桿、聲強探頭夾持機構。
[0006]其中組合式減振器由兩件成對半圓減振器組成，且半圓減振器分別由兩件成對的半圓內軸套、半圓橡膠圈、半圓外軸套和調整螺栓組成；組合式外套筒由兩件成對半圓外套筒組成，半圓外套筒上刻有角度刻度，且兩半圓外套筒根據超聲珩磨裝置設計需要在圓周均分分布多個螺栓孔；水平連桿兩側有一側為螺紋，另一側含有光孔和緊固螺栓；豎直連桿含有凹槽、豎直刻度、光孔和緊固螺栓；聲強探頭夾持機構含有凹槽、水平刻度、光孔和緊固螺栓。
[0007]所述組合式外套筒的兩半圓外套筒的螺栓孔與水平連桿的一側螺栓連接；水平連桿的光孔連接豎直連桿，水平連桿的緊固螺栓固定豎直連桿的凹槽；豎直連桿的光孔與聲強探頭夾持機構連接，聲強探頭夾持機構的緊固螺栓固定豎直連桿的凹槽，以實現聲強探頭的水平運動，移動數值由水平刻度讀出。所述聲強探頭夾持機構的光孔與聲強探頭連接，并利用自帶的緊固螺栓固定。所述組合式外套筒的兩半圓外套筒與組合式減振器的兩半圓外軸套間隙配合，以實現聲強探頭的旋轉運動，旋轉角度由角度刻度讀出。
[0008]所述組合式減振器的兩半圓外軸套的外壁與組合式外套筒的內壁接觸；所述組合式減振器的兩半圓內軸套分別設置有階梯內軸套，所述組合式減振器的階梯內軸套與超聲珩磨裝置外軸套的上表面接觸；所述組合式減振器的兩半圓外軸套分別設置有階梯外軸套，所述組合式減振器的階梯外軸套與組合式外套筒的下表面接觸。所述組合式減振器的兩半圓外軸套與超聲珩磨裝置外軸套通過調整螺栓固定。
[0009]所述兩半圓外套筒通過其上的凹槽與凸臺相對應，并通過相應的徑向端面由螺栓連接成為一個整體；所述兩半圓外軸套的內壁與半圓內軸套的外壁通過半圓橡膠圈粘結成一個整體；所述半圓內軸套有凹槽和凸臺，所述半圓內軸套的凹槽與另一半半圓內軸套的凸臺通過相應的徑向端面由螺栓連接成為一個整體；所述半圓外軸套有凹槽和凸臺，所述半圓外軸套的凹槽與另一半半圓外軸套的凸臺通過相應的徑向端面由螺栓連接成為一個整體。
[0010]所述組合式外套筒圓周均分分布的多個螺紋孔可根據超聲珩磨空化聲場的測量需要，同時接入一到多套水平連桿、豎直連桿、聲強探頭夾持機構及聲強探頭，從而實現對多個油石條同時測量的目的。
[0011 ] 所述聲強探頭可以精確實現水平、豎直運動和旋轉運動。
[0012]所述超聲珩磨裝置為立式超聲珩磨裝置。
[0013]本發明的有益效果是:所提出的組合式空化聲場測量裝置，通過聲場測量輔助夾具將聲強探頭固定，聲強探頭可以水平、豎直和旋轉運動，從而實現對油石壁面附近區域空化聲場的精確、定量測量；所使用的聲場測量輔助夾具方便拆卸，通過加裝多套水平、豎直連桿與探頭夾持機構可以實現同時對多條油石進行空化聲場的測量；所使用的可拆卸減振器可以實現超聲波在超聲珩磨裝置傳播的微調，同時避免了附加聲場測試輔助夾具和聲強探頭等質量對超聲頻率的影響。
【附圖說明】
[0014]圖1超聲珩磨空化聲場測量系統原理示意圖；
圖2聲場測量輔助夾具主視結構示意圖；
圖3聲場測量輔助夾具局部結構示意圖；
圖4可拆卸外套筒結構示意圖；
圖5水平連桿俯視結構示意圖；
圖6垂直連桿左視結構示意圖；
圖7聲強探頭夾持機構不意圖；
圖中:1、半圓內軸套；2、半圓橡膠圈；3、半圓外軸套；4、調整螺栓；5、半圓外套筒；6、水平連桿7、垂直連桿；8、聲強探頭夾持機構9、聲強探頭；10、吸聲水槽；11、液體；12、超聲波發生器；13、超聲珩磨裝置；14、聲強測量儀；131、油石條；31、凹槽；32、凸臺；51、凹槽；52、凸臺；53、螺栓孔；54、角度刻度；61、光孔；62、緊固螺栓；71、凹槽；72、數值刻度；73、光孔；74、緊固螺栓；81、凹槽；82、水平刻度；83、光孔；84、緊固螺栓。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖1~7，對本發明的具體實施方案進行進一步的詳細描述。
[0016]如圖1所示，本發明所提供的用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置其特征在于:包括聲場測量輔助夾具和聲強探頭9。所述組合式空化聲場測量裝置通過聲場測量輔助夾具組裝在超聲珩磨空化聲場測量系統中。所述超聲珩磨的空化聲場測量系統，包括聲場測量輔助夾具、聲強探頭9、吸聲水槽10、液體11、超聲波發生器12、超聲珩磨裝置13、聲強測量儀14。所述聲強探頭9是整個發明裝置用到的測量儀器，負責采集液體11中的聲壓信號，且采集的數據由聲強測量儀14讀出。超聲珩磨裝置13中的油石條131 —般為3~6條，均勻地分布在超聲珩磨裝置13上，本發明以3條油石條為例。油石