[實用新型]精密超聲流體噴射拋光裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320024602.1
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN203062448U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何勍;高萍
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04
• 代理公司: 錦州恒大專利事務(wù)所 21222
• 代理人: 陳明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于一種超聲頻壓電振動拋光裝置，特別涉及一種精密超聲流體噴射拋光裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)裝備自動化程度的提高，對產(chǎn)品的質(zhì)量以及多樣化的要求日益提高，對超級精密加工的要求也隨之提高。超精密加工技術(shù)已經(jīng)成為包含當(dāng)代最新科技成果的一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。目前，拋光加工中的材料去除單位已經(jīng)在納米甚至亞納米級，在這種加工尺度內(nèi)，拋光的方法就變得至關(guān)重要。超精密拋光有很多種方法，各有優(yōu)點，而為了保證各種電子和光學(xué)器件的性能，必須考率拋光對其表面質(zhì)量的影響。磨料微粉配合拋光盤的機(jī)械作用對工件表面的粗糙度具有直接影響。只有機(jī)械作用減至最小，對工件的表面的破壞降至最低，才能保證獲得超光滑表面。現(xiàn)有的超聲橢圓振動——化學(xué)機(jī)械復(fù)合拋光技術(shù)，采用的是板狀拋光裝置，該超聲拋光裝置利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)板狀拋光工具做超聲橢圓振動，實現(xiàn)對工件的超聲拋光。該板狀拋光裝置存在的主要問題是，利用板狀拋光工具的端部對工件進(jìn)行拋光，拋光的面積小，工作效率低，另外，拋光振子的兩個模態(tài)的實際共振頻率也不容易獲得一致。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有超聲拋光裝置存在的效率低、質(zhì)量差的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能夠獲得超光滑表面的精密超聲流體噴射拋光裝置。

本實用新型有一個圓筒，圓筒內(nèi)裝有拋光液，在圓筒的中心安裝有旋轉(zhuǎn)圓盤，在旋轉(zhuǎn)圓盤上安裝有工件，在工件的上方有一個夾持圓筒，在夾持圓筒的下部有一個密封圈，在密封圈中安裝有壓電振子，在壓電振子上施加交變電壓，壓電振子就會產(chǎn)生徑向伸縮，并同時導(dǎo)致軸向伸縮，帶動拋光液加劇運動，達(dá)到工件拋光的目的。

本實用新型的優(yōu)點在于：

1、超聲流體噴射拋光與常規(guī)的噴射拋光相比不需要循環(huán)系統(tǒng)，與經(jīng)典的機(jī)械拋光相比不需要拋光墊及夾持工具，拋光效果更佳，能夠獲得超光滑的表面，在拋光過程中，拋光液只要沒過拋光振子即可，需要的拋光液較少，且一次注入即可。

2、拋光工具是圓片形壓電振子，陶瓷片本身即為拋光振子，結(jié)構(gòu)簡單。

3、工件拋光時拋光液可降低振子及工件表面溫度，并且能夠及時將拋下的碎屑從工件表面清理掉。

4、本實用新型中沒有拋光盤，所以不需要考慮拋光盤的磨損，而且，不但可以拋光平面的工件，還可以對特殊形狀的工件進(jìn)行拋光。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型壓電振子原始狀態(tài)下的有限元網(wǎng)格劃分示意圖；

圖3是本實用新型半個壓電振子原始狀態(tài)下的有限元網(wǎng)格劃分示意圖；

圖4是本實用新型壓電振子振動極限位置1的模態(tài)示意圖；

圖5是本實用新型半個壓電振子振動極限位置1的模態(tài)示意圖；

圖6是本實用新型壓電振子振動極限位置2的模態(tài)示意圖；

圖7是本實用新型半個壓電振子振動極限位置2的模態(tài)示意圖；

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型有一個圓筒1，圓筒1放置在機(jī)架上；圓筒1內(nèi)裝有拋光液2，在圓筒1的中心安裝有旋轉(zhuǎn)圓盤3，旋轉(zhuǎn)圓盤3用傳動裝置帶動，在圓筒1與旋轉(zhuǎn)圓盤3的旋轉(zhuǎn)軸之間安裝有密封圈10，防止拋光液2滲漏；在旋轉(zhuǎn)圓盤3上安裝有工件4，在工件4的上方有一個夾持圓筒6，夾持圓筒6固定在支承架7上；在夾持圓筒6的下部有一個密封圈9，密封圈9與夾持圓筒6固定在一起；在密封圈9中安裝有壓電振子5，壓電振子5與工件4之間有一定的距離，且夾持圓筒6可以偏轉(zhuǎn)一定的角度，即壓電振子5與工件4之間可以成一定角度，以應(yīng)對不同的情況；所述的壓電振子5為圓片形壓電陶瓷片，壓電振子5的電極引線8從夾持圓筒6上部的小孔中穿出來，連接驅(qū)動電路。

本實用新型拋光振子的振動模態(tài)為徑向伸縮和軸向伸縮，其工作原理如圖2至圖7所示，壓電振子5驅(qū)動電路的輸入電壓為直流12v，驅(qū)動電路輸出到壓電振子5上的交流電壓的頻率為振子的共振頻率，其工作頻率在1MHz以上，電壓的大小可根據(jù)所需振幅的大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，在壓電振子上施加交變電壓，依靠壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，即可使壓電振子5產(chǎn)生徑向伸縮，并同時導(dǎo)致軸向伸縮，軸向伸縮可帶動拋光液的加劇運動，在工作狀態(tài)中，壓電振子5直接接觸拋光液，由于壓電振子5在較高頻率下發(fā)生共振，壓電振子5在伸縮振型模式下，激發(fā)拋光液沿垂直于壓電振子5工作面的方向噴射，拋光液中的固體微小顆粒在拋光液的帶動下，沖擊被拋光工件，被拋光工件旋轉(zhuǎn)時拋光液的剪切力與噴射壓力共同促成材料去除的效果，此外，超聲振動還對拋光液的空化有積極的作用。