[發(fā)明專利]一種強(qiáng)度可調(diào)的超聲波輔助磨粒流拋光加工裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510467814.0
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104985492B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李俊燁;李學(xué)光;王淑坤;劉建河;徐成宇;周立賓;尹延路;董坤
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學(xué)
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種強(qiáng)度可調(diào)的超聲波輔助磨粒流拋光加工裝置，屬于超精密加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

零件表面質(zhì)量對零件使用性能、壽命、可靠性等有很大的影響，拋光作為一種表面處理方法，是利用拋光工具或其他拋光介質(zhì)對工件表面進(jìn)行修飾加工，拋光加工一般采用固結(jié)磨料或游離磨料，主要的拋光方法包括：傳統(tǒng)的機(jī)械拋光方法、現(xiàn)代拋光方法、復(fù)合非傳統(tǒng)拋光方法等。現(xiàn)代的許多工業(yè)領(lǐng)域?qū)軝C(jī)械零件工藝性能的要求不斷提高，并且零件規(guī)格不斷小型化，表面質(zhì)量要求不斷的提高，特別是各種微小的型腔及通道等，磨粒流對這些部位的加工可謂獨(dú)樹一幟，磨粒流加工還可以成功地對各種材料進(jìn)行微量研磨加工，包括較軟的有色金屬及堅(jiān)韌的合金等，非常適應(yīng)于現(xiàn)代制造材料和制造技術(shù)的發(fā)展。

磨粒流以流體作為載體，將具有切削性能的磨粒懸浮于其中，形成流體磨料，依靠磨料相對于被加工表面的流動來進(jìn)行加工，相對于傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)，它不受工件幾何形狀的限制，加工效率高，可以達(dá)到極高的表面粗糙度及公差要求，可以保證質(zhì)量穩(wěn)定。

但是，磨粒流加工由于磨粒流的流速限制等因素，其攜帶的能量有限，導(dǎo)致其加工效率比較低，難以實(shí)現(xiàn)快速、高效加工，為了提高磨粒流的加工效率，國內(nèi)外學(xué)者逐步開始利用超聲波輔助磨粒流加工，由于超聲波的振動頻率很大，可以在瞬間給予磨粒流很高的能量，提高磨粒流的加工效能，現(xiàn)在越來越多的出現(xiàn)采用超聲波輔助磨粒流的拋光加工裝置，但是，目前的超聲波輔助磨粒流加工僅僅是在磨粒流正向或者反向設(shè)置超聲波換能器，這種方式雖然提高了加工效率，但是，由于超聲波能量的方向不能有效控制，僅僅采用控制超聲波的振動能量來控制，容易導(dǎo)致在提高加工效率的情況下，影響加工表面質(zhì)量，而加工表面質(zhì)量較高的情況下，加工效率又較低，因此，如何利用力與反作用力的分解原理，提供一種能夠改變超聲波換能器對磨粒流的方向，通過調(diào)節(jié)磨粒流在高振動頻率下對工件沖擊方向來改變拋光效率，并提高拋光表面質(zhì)量，是人們希望解決的技術(shù)問題。

　基于以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種強(qiáng)度可調(diào)的超聲波輔助磨粒流拋光加工裝置，通過將超聲波輔助換能器的軸線與底座上表面之間的傾斜角度設(shè)置為可調(diào)的，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波能量的調(diào)節(jié)，而且也能夠根據(jù)零件表面的不同位置的加工要求，對超聲波換能器的方向進(jìn)行改變，此外，通過在磨粒流加工室外殼上設(shè)置有空心的圓形凸起，并使球形壓頭可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在空心的圓形凸起內(nèi)，可以提高調(diào)節(jié)的方便性，同時(shí)，本發(fā)明在圓形壓頭的表面上設(shè)置球形凸起，能夠提高超聲波換能器對磨粒流能量的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)和使用簡單、合理，成本低，工藝簡單，性能穩(wěn)定、使用壽命長的一種強(qiáng)度可調(diào)的超聲波輔助磨粒流拋光加工裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種強(qiáng)度可調(diào)的超聲波輔助磨粒流拋光加工裝置，其包括底座、工件支座、磨粒流加工室、磨粒流流入口、磨粒流流出口、磨粒流加工室外殼和超聲波輔助換能器，其特征在于，所述的工件支座設(shè)置在所述底座上，所述工件支座上固定有工件，所述工件處于所述磨粒流加工室內(nèi)，所述磨粒流加工室的磨粒流加工室外殼的兩端設(shè)置有磨粒流入口和磨粒流出口，所述磨粒流加工室外殼的靠近磨粒流流入口和磨粒流流出口的位置均設(shè)置有一個(gè)所述超聲波輔助換能器，且所述超聲波輔助換能器的軸線與所述底座上表面之間的傾斜角度可調(diào)。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述磨粒流流入口、磨粒流流出口上均設(shè)置有連接密封環(huán)，所述連接密封環(huán)上設(shè)置有快速接頭。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述超聲波輔助換能器包括球形壓頭、變幅桿、壓電陶瓷元件、電極片、螺桿、螺母和角度調(diào)節(jié)桿，其中，所述球形壓頭與所述變幅桿的一端連接，所述變幅桿的另一端與所述壓電陶瓷元件連接，所述壓電陶瓷元件上設(shè)置有電極片，所述壓電陶瓷元件上設(shè)置有將所述壓電元件壓緊的螺桿，所述螺桿上設(shè)置有所述螺母，所述球形壓頭上設(shè)置有所述角度調(diào)節(jié)桿，所述磨粒流加工室外殼上設(shè)置有空心的圓形凸起，所述球形壓頭可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在所述空心的圓形凸起內(nèi)，且所述磨粒流加工室外殼的空心的圓形凸起上設(shè)置有調(diào)節(jié)凹槽，所述角度調(diào)節(jié)桿可轉(zhuǎn)動的設(shè)置在所述調(diào)節(jié)凹槽內(nèi)，通過調(diào)節(jié)角度調(diào)節(jié)桿在所述調(diào)節(jié)凹槽的角度，可以實(shí)現(xiàn)超聲波輔助換能器的球形壓頭的傾斜角度的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述超聲波輔助換能器為對稱設(shè)置的兩個(gè)。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，兩個(gè)所述超聲波輔助換能器的軸線的夾角為45°。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述工件采用負(fù)壓吸附的方式固定在工件支座上。