[實(shí)用新型]硬脆材料的約束磨粒流拋光工具頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320067518.8
• 申請(qǐng)日: 2013-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203171451U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁巧玲;周海清;單曉杭;孫建輝;周丹峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B24C9/00
• 分類(lèi)號(hào): B24C9/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及拋光加工，尤其是一種約束磨粒流拋光工具頭。?

背景技術(shù)

??光學(xué)玻璃、光學(xué)晶體、工程陶瓷等硬脆材料具有硬度高、耐磨性和抗蝕性好等優(yōu)異機(jī)械性能以及獨(dú)特的光學(xué)性能，其加工精度和表面質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格，硬脆材料零件的超精密拋光加工技術(shù)成為迫切需求和最具挑戰(zhàn)性的加工技術(shù)領(lǐng)域之一。?

如何實(shí)現(xiàn)高精度高質(zhì)量高效率的拋光加工是硬脆材料超精密加工急需解決的問(wèn)題。采用計(jì)算機(jī)控制的確定性拋光(CCOS)技術(shù)，通過(guò)確定的去除函數(shù)，進(jìn)行逐點(diǎn)可控拋光，可以獲得高精度高質(zhì)量的加工表面，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的先進(jìn)拋光技術(shù)如計(jì)算機(jī)控制小磨頭拋光、離子束拋光、氣囊拋光、磨料射流拋光、磁流變拋光與磁射流拋光等代表了超精密拋光技術(shù)的發(fā)展方向。?

近年來(lái)，在非傳統(tǒng)拋光方法中，微磨料水射流拋光由于初始成本低，無(wú)熱損傷，不改變材料力學(xué)和物理性能，拋光特性不受工件拋光位置影響，被認(rèn)為是當(dāng)前對(duì)具有復(fù)雜表面的硬脆性材料制品進(jìn)行超光滑表面加工的最有潛力方法之一，如圖1所示，噴嘴16距工件表面14有一段的距離，磨料射流束15以一定的速度和角度作用在工件表面上，由于該技術(shù)射流束截面面積小，且噴嘴運(yùn)行軌道不局限于直線方向，可進(jìn)行平面掃描和曲面加工，故尤其適合于硬脆性材料制品的復(fù)雜表面的精密加工，且?guī)缀醪淮嬖谶吘壭?yīng)。目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有形成系統(tǒng)的廣泛研究，雖然微磨粒水射流拋光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很多，應(yīng)用前景也較好，但是目前應(yīng)用還不成熟，由于噴嘴與工件表面之間有一段距離，致使微磨粒水射流離開(kāi)噴嘴后發(fā)散，不能形成準(zhǔn)直的加工束，進(jìn)而影響拋光區(qū)域的確定性，降低了拋光的精度，且磨粒的松散加工方式導(dǎo)致加工效率不高，另一方面微磨料水射流拋光主要依靠磨料粒子的高速碰撞剪切作用，這種機(jī)械沖擊容易引起工件表面損傷，再者由于噴嘴尺寸較小，在微磨料射流加工過(guò)程中，極易堵塞，噴嘴的材料需堅(jiān)硬而耐磨，導(dǎo)致微型噴嘴的制造比較困難。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的針對(duì)微磨粒水射流拋光中存在的拋光精度較低、加工效率較低、存在較大加工損傷、成本高的不足，本實(shí)用新型提出一種工件表層的拋光精度和材料去除率高、加工損傷小、成本低的硬脆材料的約束磨粒流拋光工具頭。?

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：?

一種硬脆材料的約束磨粒流拋光工具頭，包括拋光頭、彈簧、緊定螺釘、固定座、回收底座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述緊定螺釘套裝在固定座中心孔內(nèi)，所述彈簧套裝在緊定螺釘外，所述緊定螺釘另一端與拋光頭連接并壓緊彈簧，所述工件固定在回收底座上，所述固定座與執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定，所述固定座中心孔上方有沉孔，所述緊定螺釘頂端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間有空隙，所述拋光頭通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)初始狀態(tài)時(shí)下端面被壓在工件的表面上；

所述拋光頭呈圓柱型，所述拋光頭上端面中心有螺紋孔，所述拋光頭從下端面打盲孔形成磨粒流容腔，所述拋光頭側(cè)面有磨料進(jìn)料孔，所述磨料進(jìn)料孔與磨粒流容腔相通。

進(jìn)一步，所述回收底座中心為安裝工件的凸臺(tái)，所述凸臺(tái)四周有磨粒流回收槽，所述回收槽外圍有一圈磨粒流擋板，所述磨粒流擋板高于工件上表面，所述回收槽內(nèi)有磨粒流回收出口。?

??本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為；拋光工具頭通過(guò)彈簧預(yù)加一個(gè)可調(diào)的彈性壓力，拋光工具頭里沒(méi)有磨粒流或者磨粒流的壓力不夠大時(shí)，拋光工具下端面被壓在工件表面上；一旦拋光工具中的磨粒流壓力大于外加彈性壓力，拋光工具下端面與工件表面形成一個(gè)縫隙，磨粒流從該縫隙沿著拋光工具端面流出，強(qiáng)制磨粒對(duì)工件表面進(jìn)行拋光加工。?

???本實(shí)用新型完全改變了磨料水射流的形成方式，通過(guò)外加的約束，無(wú)須極小極細(xì)的噴嘴即可實(shí)現(xiàn)射流加工，加工狀態(tài)時(shí)拋光頭壓向工件表面，磨料流在拋光工具頭的約束下，改變了射流方向，通過(guò)拋光工具頭端面沿著與工件表面的切向高速流出。應(yīng)用該方法進(jìn)行拋光加工時(shí)將松散的磨粒流法向噴射的加工方式改變?yōu)閺?qiáng)制約束的切向磨粒流加工方式，不僅解決了射流束界面的不穩(wěn)定性問(wèn)題，而且使得磨粒沿工件表面運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)化了磨粒對(duì)工件表面的剪切作用，弱化了磨粒對(duì)工件表面的法向沖擊作用，主要是磨粒流的剪切和劃擦作用去除工件表面材料。因此，該方法既可以減小沖擊損傷，又具有較強(qiáng)的材料去除能力。?

本實(shí)用新型的有益效果為：工件表層的拋光精度和材料去除率高、加工損傷小、成本低。?

附圖說(shuō)明

??圖1是微磨粒水射流拋光的原理圖。?

??圖2是硬脆材料的約束磨粒流拋光的原理圖。?

??圖3是圖2的俯視圖。?

??圖4是硬脆材料的約束磨粒流拋光工具頭的結(jié)構(gòu)圖。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。?