[發明專利]成型電極大氣等離子體加工回轉零件裝置

無效

• 申請號: 201310177035.8
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103236391A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 王波;李鐸;姚英學;金會良;李娜;辛強;金江
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;B23K10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于等離子體加工碳化硅或融石英等硅基材料回轉類零件的技術領域。

背景技術

近年來，對于高精度回轉類零件，如半球陀螺諧振子、大曲率非球面光學透鏡、聚光非球面透鏡等，在航空航天、軍事、能源、芯片制造領域需求越來越強烈，同時對加工表面的要求越來越苛刻。加工表面需要達到Ra?1nm的表面粗糙度值，并嚴格限制由加工過程引起的材料表層及亞表層損傷。因為這類零件多為碳化硅、融石英等脆硬難加工材料，采用傳統的超精密磨削以及后續的拋光過程，存在加工周期長、加工表面及亞表面存在損傷、工件合格率低等問題，遠遠不能滿足實際需求。例如，現代慣性陀螺中的關鍵零件半球陀螺諧振子，其材料是石英玻璃，目前采用的磨削工藝存在效率低、廢品率高、壁厚加工不均勻等問題。即使采用近些年來新提出的加工裝置，如磁流變拋光、子口徑等離子拋光，雖然可以達到表面質量，其加工效率還是十分低，遠遠滿足不了實際要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種成型電極大氣等離子體加工回轉零件裝置，為了解決高精度回轉零件的加工效率和質量問題，從而大大縮短加工周期，有效降低加工成本，以滿足航天航空、能源等領域的對該類零件需求的問題。

所述的目的是通過以下方案實現的：所述的一種成型電極大氣等離子體加工回轉零件裝置，它由旋轉成形電極、升降裝置、射頻電源、混合等離子體氣源組成；

旋轉成形電極的上端面絕緣連接在升降裝置的豎直運動工作轉軸上，旋轉成形電極的中心開有出氣孔；在加工內表面時，旋轉成形電極的工作面直徑尺寸需要比待加工零件的內表面直徑尺寸小5mm-15mm，在加工外表面時，旋轉成形電極的工作面直徑尺寸需要比待加工零件的外表面直徑尺寸大5mm-15mm；出氣孔通過氣管與混合等離子體氣源導氣連通；使旋轉成形電極與射頻電源的輸出端連接作為大氣等離子體放電的陽極；待加工零件裝卡在載物臺上，將載物臺接地作為大氣等離子體放電的陰極；旋轉成形電極靠近待加工零件的待加工表面，并使它們之間保持一定的放電間隙，放電距離范圍為5mm-15mm；混合等離子體氣源包含反應氣體、等離子體氣體和輔助氣體，所述反應氣體與等離子體氣體的流量比為1：10~1：50，輔助氣體與反應氣體的流量比為1：10~1：1。

本發明專利的技術優勢：

1、本發明專利采用成型電極大氣等離子體加工，實現了全表面復映去除，同時解決了高精度回轉零件的加工效率和質量問題，克服了傳統加工周期長、表面存在變質層等缺點；

2、成型電極的制造簡單、精度高，只需采用導電材料，可選擇加工性能良好的金屬材料制備電極，如鋁、銅、鐵等，避免了對硬脆難加工材料的直接加工，而且加工對電極損耗幾乎為零；

3、通過調整反應氣體流量及射頻功率，對于同一電極，可實現去除量可根據需要調整，即同一成型電極可以加工不同尺寸的工件，這是傳統成型加工不具備的優點，能夠減少成型電極的類型，有效降低了加工的成本；

4、應用本發明專利，可以大大簡化加工設備的構成，只需要兩個軸的運動便可實現高精度的加工，避免了復雜的運動控制，減少了加工周期，提高了加工的穩定性和確定性。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是圖1中旋轉成形電極1與待加工零件4之間的位置關系結構示意圖；

圖3是旋轉成形電極1為圓形內凹形的結構示意圖；

圖4是旋轉成形電極1為圓管形的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1、圖2所示，本實施方式由旋轉成形電極1、升降裝置2、射頻電源3、混合等離子體氣源5組成；