[發明專利]自由曲面光學零件的大氣等離子體數控加工的裝置

有效

• 申請號: 201310177071.4
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103212774A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 王波;李娜;姚英學;李國;金會良;辛強;金江;李鐸
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.自由曲面光學零件的大氣等離子體數控加工的裝置，其特征在于它由大口徑的等離子體炬（1）、中口徑的等離子體炬（2）、小口徑的等離子體炬（3）、五軸聯動數控機床（4）、射頻電源（5）、混合等離子體氣源（7）組成；

五軸聯動數控機床（4）的絕緣工作架（4-1）上安裝有大口徑的等離子體炬（1）或中口徑的等離子體炬（2）或小口徑的等離子體炬（3），大口徑的等離子體炬（1）或中口徑的等離子體炬（2）或小口徑的等離子體炬（3）可與射頻電源（5）的輸出端連接作為大氣等離子體放電的陽極；將待加工光學零件（6）裝卡在地電極（4-2）上，地電極（4-2）固定在五軸聯動數控機床（4）的水平運動工作臺（4-3）上；將地電極（4-2）接地作為大氣等離子體放電的陰極；當絕緣工作架（4-1）上安裝有大口徑的等離子體炬（1）時，大口徑的等離子體炬（1）的進氣端口（1-1）可通過絕緣工作架（4-1）上的導氣孔（4-4）、氣管（7-1）與混合等離子體氣源（7）導氣連通；當絕緣工作架（4-1）上安裝有中口徑的等離子體炬（2）時，中口徑的等離子體炬（2）的進氣端口（2-1）可通過絕緣工作架（4-1）上的導氣孔（4-4）、氣管（7-1）與混合等離子體氣源（7）導氣連通；當絕緣工作架（4-1）上安裝有小口徑的等離子體炬（3）時，小口徑的等離子體炬（3）的進氣端口（3-2）可通過絕緣工作架（4-1）上的導氣孔（4-4）、氣管（7-1）與混合等離子體氣源（7）導氣連通；大口徑的等離子體炬（1）的放電工作面或中口徑的等離子體炬（2）的放電工作面或小口徑的等離子體炬（3）的放電工作面靠近待加工光學零件（6）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2mm-5mm。

2.根據權利要求1所述的自由曲面光學零件的大氣等離子體數控加工的裝置，其特征在于所述大口徑的等離子體炬（1）的放電工作面為方形平面或圓形平面，其材質為鋁，并與射頻電源（5）的輸出端連接作為大氣等離子體放電的陽極，其邊側位置設置有進氣口（1-1），進氣口（1-1）與絕緣工作架（4-1）上的導氣孔（4-4）的出氣口導氣連接；當大口徑的等離子體炬（1）進行大氣等離子體加工時，離子體氣體的流量為2?L/min-5?L/min，反應氣體的氣體流量為20?ml/min-90?ml/min，輔助氣體與反應氣體流量的比例為0%-50%，所加射頻功率范圍200W-400W。

3.根據權利要求1所述的自由曲面光學零件的大氣等離子體數控加工的裝置，其特征在于所述中口徑的等離子體炬（2）由內電極（A1）、圓環形聚四氟乙烯連接塊（A2）、圓環形絕緣固定套（A3）、中空圓環形外電極（A4）、圓管形陶瓷噴嘴（A5）組成；

圓環形聚四氟乙烯連接塊（A2）的上端面上開有與圓環形聚四氟乙烯連接塊（A2）內孔（A2-1）連通的進氣孔（A2-2），圓環形絕緣固定套（A3）上設置有多個通氣孔（A3-1），中空圓環形外電極（A4）內部設置有冷卻空腔（A4-1）；內電極（A1）的上端鑲嵌在圓環形聚四氟乙烯連接塊（A2）的內孔（A2-1）的上端中，圓環形絕緣固定套（A3）套接在內電極（A1）的中部，圓環形絕緣固定套（A3）外圓面的上部鑲嵌在圓環形聚四氟乙烯連接塊（A2）的內孔（A2-1）的下端處，圓管形陶瓷噴嘴（A5）的上端套接在圓環形絕緣固定套A3外圓面的下部上，使圓管形陶瓷噴嘴（A5）的內圓面與內電極（A1）的外圓面下部之間有一圈均勻的間隙（A5-1），使進氣孔（A2-2）通過內孔（A2-1）、通氣孔（A3-1）與間隙（A5-1）導氣連通，中空圓環形外電極A4的上端與圓環形聚四氟乙烯連接塊（A2）的下端連接，中空圓環形外電極A4的內孔套接在圓管形陶瓷噴嘴（A5）的外圓面上，中空圓環形外電極（A4）的下端面與圓管形陶瓷噴嘴（A5）的下端面、內電極（A1）的下端面平齊；所述內電極（A1）與射頻電源（5）的輸出端連接作為大氣等離子體放電的陽極，進氣孔（A2-2）與絕緣工作架（4-1）上的導氣孔（4-4）的出氣口導氣連接；當中口徑的等離子體炬（2）進行大氣等離子體加工時，離子體氣體的流量為2?L/min-3?L/min，反應氣體的氣體流量為10?ml/min-80?ml/min，輔助氣體與反應氣體流量的比例為0%-50%，所加射頻功率范圍200W-360W。