[發(fā)明專利]一種噴氣式球面懸浮磨料池光整加工裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010650841.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN111922893A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭前建;李浩;袁偉;賀磊;齊曉霓;屈曉航;程祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B31/00
• 分類號(hào): B24B31/00;B24B31/12;B24B49/00;B24B41/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種噴氣式球面懸浮磨料池光整加工裝置，研究并設(shè)計(jì)了一種用于高效超精密光整加工的裝置。此裝置包括球面缸體、氣體動(dòng)力裝置、氣體噴射裝置和工件回轉(zhuǎn)裝置。將氣體動(dòng)力裝置安裝在球面懸浮磨料池體的底端，高壓氣體經(jīng)過(guò)圓臺(tái)氣壓噴孔后，進(jìn)入磨料池體內(nèi)，高壓氣體推動(dòng)微細(xì)顆粒形成磨料流，根據(jù)磨料與被加工零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的微觀切削作用，在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上達(dá)到被加工零件的宏觀光整加工效果。此磨料池裝置可以通過(guò)改變氣體噴射速度和磨料池中的磨料顆粒輪廓，對(duì)不同形狀和精度要求的零件進(jìn)行超精密光整加工。該裝置加工精度高，成本低，無(wú)污染，工作效率高，安全可靠，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面零件的光整加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種噴氣式球面懸浮磨料池光整加工裝置，屬于零件表面超精密光整加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步與人們對(duì)先進(jìn)的生產(chǎn)力的需求，人們對(duì)零件質(zhì)量的要求已經(jīng)變的越來(lái)越高，尤其是對(duì)超精密零件的需求，而超精密零件中零件表面的質(zhì)量更是決定著它的使用壽命和使用的好壞。因此光整加工誕生了。光整加工可以減少表面粗糙度，提高表面光滑程度，去掉一些毛刺，提高零件的使用壽命。光整加工是先進(jìn)制造技術(shù)當(dāng)中必不可少的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)都在更快的追求和改進(jìn)光整加工的方法，我們國(guó)家更需要盡快發(fā)展自己的光整加工技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)于現(xiàn)有的光整加工的不足之處，公布了一種全新的噴氣式球面懸浮磨料池光整加工裝置。高速運(yùn)動(dòng)的氣流通過(guò)圓臺(tái)噴孔[6]噴射出來(lái)，帶動(dòng)磨料進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，固體顆粒呈現(xiàn)出流固接觸狀態(tài)，使之具有流體的某些特性，通過(guò)氣流發(fā)生器[1]、過(guò)濾器冷卻器[2]、壓力控制器[3]、溫度調(diào)節(jié)裝置[4]從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件不同程度的光整加工。

一種噴氣式球面懸浮磨料池光整加工裝置，其特征在于：噴氣式球面懸浮磨料池光整加工裝置內(nèi)部安裝有球面缸體[Ⅳ]、氣體動(dòng)力裝置[Ⅰ]、氣體噴射裝置[Ⅱ]和工件回轉(zhuǎn)裝置[Ⅲ]；所述磨料池體中的磨料選用棕剛玉磨料，顆粒大小為0.05~0.10 mm，棕剛玉磨料的主要成分為氧化鋁，硬度高達(dá)8.8，且不溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)零件微切削加工；所述氣體噴射裝置[Ⅱ]內(nèi)部安裝有：沿球面磨料池表面分布的氣體輸送管道[5]，沿球面分布的圓臺(tái)噴孔[6]；所述氣體動(dòng)力裝置[Ⅰ]內(nèi)部安裝有：氣流發(fā)生器[1]、冷卻過(guò)濾器[2]、壓力控制器[3]、溫度調(diào)節(jié)裝置[4]，其中氣流發(fā)生器的配置電機(jī)功率大小為1.1Kw；所述工件回轉(zhuǎn)裝置[Ⅲ]內(nèi)部安裝有：步進(jìn)電機(jī)[7]、蓋板[8]、聯(lián)軸器[9]、工件夾具[10]。氣體動(dòng)力裝置[Ⅰ]為磨料池提供流速可控的氣流，氣體噴射裝置[Ⅱ]產(chǎn)生高速磨料流，工件回轉(zhuǎn)裝置[Ⅲ]帶動(dòng)工件高速轉(zhuǎn)動(dòng)與高速磨料流發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為4000-5000r/min，從而實(shí)現(xiàn)工件的超精密加工。在軟面金屬材料加工中，公差級(jí)可達(dá)到IT4，表面粗糙度Ra在0.01～0.015um范圍。

一種噴氣式球面懸浮磨料池光整加工裝置其特征在于：當(dāng)打開氣流發(fā)生器[1]時(shí)，氣體高速噴出，通過(guò)冷卻過(guò)濾器[2]過(guò)濾冷卻后，進(jìn)入壓力控制器[3]，對(duì)氣體進(jìn)行壓力檢測(cè)，檢測(cè)合格后，流入溫度調(diào)節(jié)裝置[4]，而后所需恒定溫度的氣流進(jìn)入磨料池底部的管道[5]。管道布置在沿球面懸浮磨料池體表面，并按環(huán)形陣列均勻開設(shè)圓臺(tái)噴孔[6]，氣體通過(guò)圓臺(tái)管道噴出，帶動(dòng)著磨料在磨料池內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)；同時(shí)步進(jìn)電機(jī)[7]固定在蓋板[8]上，步進(jìn)電機(jī)[7]下端通過(guò)聯(lián)軸器[9]和工件夾具[10]相連，工件夾具[10]通過(guò)固定光整加工的工件，從而使工件在磨料池內(nèi)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)磨料與被加工零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的微觀切削作用，在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上達(dá)到被加工零件的宏觀光整加工效果。

所述裝置的工作原理為：通過(guò)氣流發(fā)生器[1]產(chǎn)生加工所需氣流，高速氣流通過(guò)冷卻過(guò)濾器[2]過(guò)濾冷卻后，進(jìn)入壓力控制器[3]，對(duì)氣體進(jìn)行壓力檢測(cè)，檢測(cè)合格后，流入溫度調(diào)節(jié)裝置[4]，而后所需恒定溫度的氣流進(jìn)入磨料池底部的管道[5]，通過(guò)沿著球面懸浮磨料池表面的管道到達(dá)圓臺(tái)噴孔[6]噴射而出，帶動(dòng)著磨料在磨料池中進(jìn)行高速的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)工件夾具[10]帶著工件也在進(jìn)行來(lái)回的運(yùn)動(dòng)，從而高速回轉(zhuǎn)的工件和高速移動(dòng)的磨料進(jìn)行充分的接觸進(jìn)行零件的光整加工。