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]本發明涉及超聲珩磨技術，具體是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，其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。超聲珩磨裝置是超聲珩磨的關鍵設備，其結構包括換能器、變幅桿、彎曲振動圓盤、撓性桿、油石等。超聲珩磨裝置的具體工作原理如下:超聲波通過超聲珩磨裝置傳遞給油石，使得油石向周圍介質產生高頻、高幅的聲場擾動，該聲場擾動在液體介質中傳播時發生空化效應，由此產生空化聲場。無論在理論設計還是工程應用過程中，均需要對超聲珩磨裝置產生的空化聲場進行試驗測量，以衡量超聲珩磨裝置的性能優劣及加工效果。
[0003]現有的空化聲場試驗測量方法主要包括如下兩種:一種方法是使用功率聲強測量儀直接測量，該方法是將超聲珩磨裝置的珩磨頭完全置于液體環境中，并用夾緊支架配合功率聲強測量儀對油石表面附近的空化聲場進行試驗測量。該方法存在的問題是:由于無法精確固定功率聲強測量儀在油石附近的距離，且測量不同油石表面附近的空化聲場需要反復拆卸夾緊支架，導致測量誤差大、測量效率低。另一種方法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，并利用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。該方法存在的問題是:由于屬于定性測量，且每次只能測量一條油石表面附近的空化聲場，導致測量誤差大、測量效率低。基于此，有必要發明一種全新的空化聲場試驗測量方法，以解決現有空化聲場試驗測量方法測量誤差大、測量效率低的問題。
【發明內容】
[0004]本發明為了解決現有空化聲場試驗測量方法測量誤差大、測量效率低的問題，提供了一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置。
[0005]本發明是采用如下技術方案實現的:一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置，包括空化聲場產生部分、夾具部分、空化聲場測量部分；
所述空化聲場產生部分包括吸聲水槽、超聲珩磨裝置、超聲波發生器；
所述夾具部分包括組合式減振器、組合式外套筒、組合式夾持機構；所述組合式減振器包括兩個成對的半圓內軸套、兩個成對的半圓橡膠圈、兩個成對的半圓外軸套、兩個成對的調整螺栓；所述組合式外套筒包括兩個成對的半圓外套筒；所述組合式夾持機構包括水平連桿、豎直連桿、水平夾持桿；
所述空化聲場測量部分包括聲強探頭、聲強測量儀；
其中，超聲珩磨裝置的珩磨頭向下伸入吸聲水槽的內腔；超聲波發生器的信號輸出端與超聲珩磨裝置的信號輸入端連接； 兩個成對的半圓內軸套的首端端面各設有一個內軸套對接凸臺；兩個成對的半圓內軸套的尾端端面各設有一個內軸套對接凹孔；兩個成對的半圓內軸套的內側面上部各設有一個半圓內凸起；兩個成對的半圓內軸套通過兩個內軸套對接凸臺和兩個內軸套對接凹孔對接在一起；兩個成對的半圓內軸套套接于超聲珩磨裝置的外軸套的外側面，且兩個半圓內凸起的下端端面與超聲珩磨裝置的外軸套的上端端面接觸；
兩個成對的半圓橡膠圈對接在一起；兩個成對的半圓橡膠圈固定套接于兩個成對的半圓內軸套的外側面；
兩個成對的半圓外軸套的首端端面各設有一個外軸套對接凸臺；兩個成對的半圓外軸套的尾端端面各設有一個外軸套對接凹孔；兩個成對的半圓外軸套的外側面下部各設有一個半圓外凸起；兩個成對的半圓外軸套通過兩個外軸套對接凸臺和兩個外軸套對接凹孔對接在一起；兩個成對的半圓外軸套固定套接于兩個成對的半圓橡膠圈的外側面；
兩個成對的半圓外軸套的外側面與兩個成對的半圓內軸套的內側面之間貫通開設有兩個相互對稱的調整螺孔；兩個成對的調整螺栓分別擰裝于兩個調整螺孔內，且兩個成對的調整螺栓的尾端端面與超聲珩磨裝置的外軸套的外側面接觸；
兩個成對的半圓外套筒的首端端面各設有一個外套筒對接凸臺；兩個成對的半圓外套筒的尾端端面各設有一個外套筒對接凹孔；兩個成對的半圓外套筒的側面貫通開設有連接螺孔；兩個成對的半圓外套筒的上端端面設有角度刻度；兩個成對的半圓外套筒通過兩個外套筒對接凸臺和兩個外套筒對接凹孔對接在一起；兩個成對的半圓外套筒轉動套接于兩個成對的半圓外軸套的外側面，且兩個成對的半圓外套筒的下端端面與兩個半圓外凸起的上端端面接觸；
水平連桿的左部側面設有外螺紋，且水平連桿的左部擰裝于連接螺孔內；水平連桿的右部側面貫通開設有第一豎直光孔；第一豎直光孔的孔壁貫通開設有第一緊固螺孔；第一緊固螺孔內擰裝有第一緊固螺栓；
豎直連桿的側面分別設有豎直凹槽和豎直刻度；豎直連桿的上部穿設于第一豎直光孔內，且第一緊固螺栓的尾端端面與豎直凹槽的內底面接觸；豎直連桿的下部側面貫通開設有水平光孔；水平光孔的孔壁貫通開設有第二緊固螺孔；第二緊固螺孔內擰裝有第二緊固螺栓；
水平夾持桿的側面分別設有水平凹槽和水平刻度；水平夾持桿的右部穿設于水平光孔內，且第二緊固螺栓的尾端端面與水平凹槽的內底面接觸；水平夾持桿的左部側面貫通開設有第二豎直光孔；第二豎直光孔的孔壁貫通開設有豁口 ；豁口的兩側面貫通開設有第三緊固螺孔；第三緊固螺孔內擰裝有第三緊固螺栓；
聲強探頭的測量端向下伸入吸聲水槽的內腔；聲強探頭的上端穿設于第二豎直光孔內；
聲強測量儀的信號輸入端與聲強探頭的信號輸出端連接。
[0006]工作時，吸聲水槽的內腔盛裝有液體，超聲珩磨裝置的珩磨頭上安裝有若干個(通常為3-6個)油石，如圖1所示。具體工作過程如下:超聲波發生器產生的超聲波通過超聲珩磨裝置傳遞給油石，使得油石向周圍液體產生高頻、高幅的聲場擾動，該聲場擾動在液體中傳播時發生空化效應，由此產生空化聲場。此時，聲強探頭實時采集油石表面附近的聲壓信號，并將采集到的聲壓信號實時發送至聲強測量儀，聲強測量儀根據接收到的聲壓信號測量出油石表面附近的空化聲場。在上述過程中，通過轉動組合式外套筒，可以使得聲強探頭進行旋轉運動，旋轉運動的幅度可以通過角度刻度讀出。通過調節第一緊固螺栓，可以使得豎直連桿在第一豎直光孔內進行豎直運動，由此使得聲強探頭進行豎直運動，豎直運動的幅度可以通過豎直刻度讀出。通過調節第二緊固螺栓，可以使得水平夾持桿在水平光孔內進行水平運動，由此使得聲強探頭進行水平運動，水平運動的幅度可以通過水平刻度讀出。通過調節第三緊固螺栓，可以使得聲強探頭在第二豎直光孔內進行豎直運動。
[0007]基于上述過程，與現有空化聲場試驗測量方法相比，本發明所述的一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置通過采用全新結構，具備了如下優點:其一，與第一種方法相比，本發明所述的一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置通過采用全新的夾具部分，一方面實現了將聲強探頭精確固定在油石附近，由此有效減小了測量誤差，另一方面使得聲強探頭能夠進行水平、豎直和旋轉運動，由此使得測量不同油石表面附近的空化聲場無需反復拆卸夾具部分，從而有效提高了測量效率。其二，與第二種方法相比，本發明所述的一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置一方面屬于定量測量，由此有效減小了測量誤差，另一方面通過采用全新的夾具部分，實現了將多個聲強探頭同時固定在多個油石附近，由此實現了同時對多個油石表面附近的空化聲場進行測量，從而有效提高了測量效率。其三，本發明所述的一種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置通過采用組合式減振器，實現了超聲波在超聲珩磨裝置中傳播的微調，并避免了夾具部分和聲強探頭的質量對超聲頻率的影響，由此進一步減小了測量誤差。
[0008]本發明結構合理、設計巧妙，有效解決了現有空化聲場試驗測量方法測量誤差大、測量效率低的問題，適用于對超聲珩磨裝置產生的空化聲場進行試驗測量。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的結構示意圖。
[0010]圖2是本發明中夾具部分的組合式減振器的結構示意圖。
[0011]圖3是圖2的A-A剖視圖。
[0012]圖4是本發明中夾具部分的組合式外套筒的結構示意圖。
[0013]圖5是本發明中夾具部分的組合式夾持機構的水平連桿的結構示意圖。
[0014]圖6是本發明中夾具部分的組合式夾持機構的豎直連桿的結構示意圖。
[0015]圖7是本發明中夾具部分的組合式夾持機構的水平夾持桿的結構示意圖。
[0016]圖中:1-吸聲水槽，2-超聲珩磨裝置，3-超聲波發生器，4-半圓內軸套，5-半圓橡膠圈，6-半圓外軸套，7-調整螺栓，8-半圓外套筒，9-水平連桿，10-豎直連桿，11-水平夾持桿，12-聲強探頭，13-聲強測量儀，14-液體，15-油石，41-內軸套對接凸臺，42-內軸套對接凹孔，61-外軸套對接凸臺，62-外軸套對接凹孔，81-外套筒對接凸臺，82-外套筒對接凹孔，83-連接螺孔，84-角度刻度，91-第一豎直光孔，92-第一緊固螺栓，101-豎直凹槽，102-豎直刻度，103-水平光孔，104-第二緊固螺栓，111-水平凹槽，112-水平刻度，113-第二豎直光孔，114-第三緊固螺栓。
【具體實施方式】
[0017]—種用于超聲珩磨的組合式空化聲場測量裝置，包括空化聲場產生部分、夾具部分、空化聲場測量部分；
所述空化聲場產生部分包括吸聲水槽1、超聲珩磨裝置2、超聲波發生器3 ;
所述夾具部分包括組合式減振