[實(shí)用新型]三電極體系可控電化學(xué)輔助力流變超精密拋光裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921917195.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN211760249U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂冰海;江亮;王佳煥;周亞峰;陳宇山;邵琦;袁巨龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué);西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00;B24B41/06;B24B41/00;C09G1/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種面向復(fù)雜曲面加工的三電極體系可控電化學(xué)輔助力流變超精密拋光裝置，包括工作電極模塊、對(duì)電極模塊、參比電極模塊、電化學(xué)工作站、力流變拋光機(jī)、拋光液池和力流變拋光液，工作電極模塊固定安裝在力流變拋光機(jī)上，拋光工件作為工作電極與拋光液池內(nèi)的力流變拋光液接觸，與電化學(xué)工作站連接；對(duì)電極模塊固定安裝在力流變拋光機(jī)上，對(duì)電極與力流變拋光液接觸，與電化學(xué)工作站相連；參比電極模塊固定安裝在力流變拋光機(jī)上，參比電極與力流變拋光液接觸，與電化學(xué)工作站相連。本實(shí)用新型通過優(yōu)化電化學(xué)反應(yīng)和力流變機(jī)械力的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面高表面完整性加工。同時(shí)，力流變拋光液是水基溶液，比熱容大，可以有效抑制熱的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于超精密加工領(lǐng)域，涉及一種面向復(fù)雜曲面加工的三電極體系可控電化學(xué)輔助力流變超精密拋光裝置，使用電化學(xué)工作站和三電極體系對(duì)拋光工件表面電化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行精確調(diào)控，與力流變拋光液形成的柔性固著磨具協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面綠色、高質(zhì)、高效加工。

背景技術(shù)

高性能滾動(dòng)軸承、高表面完整性發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪、高精度金屬反射鏡、超光滑模具以及高表面質(zhì)量刀具等零部件是決定軌道交通、航空航天、國防軍事、機(jī)械制造等領(lǐng)域的高端裝備能否安全可靠服役的關(guān)鍵。它們的核心工作部分主要是復(fù)雜曲面，其精度和表面完整性直接決定了產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性。與世界先進(jìn)水平相比，我國裝備制造業(yè)仍存在較大差距，主要原因之一為上述關(guān)鍵部件核心工作面的精度和表面完整性無法達(dá)到性能要求，產(chǎn)品可靠性低。下面簡要介紹上述關(guān)鍵部件中復(fù)雜曲面的應(yīng)用背景和超精密加工需求：

1)高性能滾動(dòng)軸承。軸承主要由內(nèi)外圈、保持架和滾動(dòng)體組成，其中內(nèi)外圈的滾道和保持架屬于凹槽面，滾動(dòng)體的表面則屬于球面或圓弧面。隨著科技的發(fā)展，對(duì)軸承的穩(wěn)定性、可靠性等服役要求越來越高，軸承常見的失效形式包括磨損、塑性變形，主要是零部件表面粗糙度高、滾動(dòng)體形狀精度低等原因造成的。因此，亟需發(fā)展新的控形控性超精密加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高性能滾動(dòng)軸承復(fù)雜曲面高精度加工。

2)高表面完整性發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪和現(xiàn)代船舶推進(jìn)系統(tǒng)葉輪通常采用復(fù)雜的變曲率截面設(shè)計(jì)，以維持氣流穩(wěn)定，減少氣流能量損失，提高工作效率，比如平板葉片、圓弧窄葉片、圓弧葉片、平板曲線后向葉片等。另外，隨著科技的發(fā)展，對(duì)葉輪表面完整性的要求越來越高，表面缺陷會(huì)造成氣流擾動(dòng)，發(fā)熱量增大，推力減小等問題。因此，亟需發(fā)展新的控形控性超精密加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪復(fù)雜曲面高表面完整性加工。

3)高精度金屬反射鏡。現(xiàn)代高精度金屬反射鏡的反射面通常是拋物面、雙曲面等弧形曲面，以滿足在特定角度下聚焦入射光，或者平行反射入射光需求。出于不同反射焦點(diǎn)距離的需要，金屬反射鏡的曲面由各種不同曲率的弧線構(gòu)成。表面質(zhì)量差的金屬反射鏡會(huì)產(chǎn)生散光、光型差等缺陷。因此，為了提高系統(tǒng)可靠性，需要有更精確的光學(xué)反射軌跡和更高的光線反射率，同時(shí)也帶來了更高的表面精度和表面光潔度加工要求。因此，亟需發(fā)展新的控形控性超精密加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)金屬反射鏡復(fù)雜曲面高精度加工。

4)超光滑模具。超光滑模具型腔為滿足使用需求，往往存在復(fù)雜的溝、槽、孔等變截面設(shè)計(jì)。模具的表面質(zhì)量直接影響模具的使用壽命和工作使用效率，超光滑模具的澆筑和脫模時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通模具。此外，模具的表面光潔程度也影響澆筑零件的美觀程度，表面質(zhì)量差的模具會(huì)帶來毛邊、倒刺等缺陷。因此，亟需發(fā)展新的控形控性超精密加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)模具復(fù)雜曲面超光滑加工。

5)高表面質(zhì)量高效刀具。現(xiàn)代加工中心的刀具往往具有非常復(fù)雜的刃口，如螺旋形前刀、階梯型刀具、圓錐球頭刀具、圓柱球頭刀具、梳刀等，復(fù)雜曲面刀具可以一次完成多步工序，減少走刀和換刀次數(shù)，可以成倍地提高效率，并減少加工出錯(cuò)的概率。此外，刀具的表面質(zhì)量極大地影響刀具的使用壽命，同時(shí)加工工件表面質(zhì)量也與刀具表面質(zhì)量直接相關(guān)。因此，亟需發(fā)展新的控形控性超精密加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)刀具復(fù)雜曲面高表面質(zhì)量加工。