[發明專利]一種微溝槽射流拋光裝置及拋光方法

在審

• 申請號: 202011080103.5
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112077749A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 曹中臣;閆升親;李世鵬;姜向敏;張軍鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B24C1/08
• 分類號: B24C1/08;B24C9/00;B24C3/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

1.一種微溝槽射流拋光裝置，包括基座(2)，供液系統(1)，拋光噴嘴(7)和工作臺(8)，緊鄰所述基座(2)的一側壁設置有所述供液系統(1)，所述供液系統(1)用于將含有磨料顆粒的拋光液輸送至所述拋光噴嘴(7)從而沖擊待拋光的微溝槽；所述基座(2)上固定安裝五軸運動平臺或機械臂，所述拋光噴嘴(7)安裝在所述五軸運動平臺或機械臂的端部；所述工作臺(8)放置在基座(2)上表面；其特征在于，所述工作臺(8)的上表面可拆卸安裝一工件固定組件，用于放置待加工的工件，所述工件固定組件對應設置在所述拋光噴嘴(7)的下方；

其中，所述工件固定組件包括置物臺(9)和固定元件，所述置物臺(9)固定設置在所述工作臺(8)的上表面，所述置物臺(9)的上表面設置有垂直設置的第一凹槽和第二凹槽，其中所述第一凹槽的豎直深度大于所述第二凹槽；所述第一凹槽用于將所述待加工工件嵌入其中，所述第二凹槽用于放置所述固定元件，所述固定元件用于在所述置物臺上固定所述工件，其上對應設置有孔用于與所述置物臺可拆卸連接；

所述拋光噴嘴包括毫米級拋光噴嘴和微米級拋光噴嘴，所述固定元件包括蓋板和掩膜；

當所述拋光噴嘴為微米級拋光噴嘴時，所述固定元件為蓋板；

當所述拋光噴嘴為毫米級拋光噴嘴時，所述固定元件為掩膜。

2.根據權利要求1所述的微溝槽射流拋光裝置，其特征在于，所述微米級拋光噴嘴孔徑小于所述待拋光微溝槽寬度；所述毫米級拋光噴嘴孔徑大于所述待拋光微溝槽寬度。

3.根據權利要求1所述的微溝槽射流拋光裝置，其特征在于，所述掩膜上有溝槽，所述掩膜的溝槽底部寬度與所述待拋光微溝槽寬度相同。

4.根據權利要求1所述的微溝槽射流拋光裝置，其特征在于，所述第一凹槽縱軸方向的寬度大于等于所述工件縱軸方向的長度；所述第二凹槽橫軸方向的寬度大于等于所述工件橫軸方向的寬度。

5.根據權利要求4所述的微溝槽射流拋光裝置，其特征在于所述第一凹槽縱軸方向的寬度等于所述工件縱軸方向的長度。

6.根據權利要求3所述的微溝槽射流拋光裝置，其特征在于，所述掩膜的溝槽側壁的傾角范圍在30°～70°之間。

7.根據權利要求1所述的微溝槽射流拋光裝置，其特征在于，所述微溝槽射流拋光裝置適用于拋光V型、U型以及矩形微溝槽。

8.根據權利要求1所述的微溝槽射流拋光裝置，其特征在于，所述微溝槽射流拋光裝置適用于拋光金屬材料和硬脆材料上的微溝槽。

9.一種使用微米級拋光噴嘴的微溝槽拋光方法，其特征在于，所述拋光方法包括：

步驟1：根據待加工工件的微溝槽尺寸配制拋光液，在五軸運動平臺或機械臂上安裝微米級拋光噴嘴，所述微米級拋光噴嘴孔徑小于所述待拋光微溝槽寬度；

步驟2：根據微溝槽尺寸，設計拋光噴嘴的運動軌跡并生成相應的數控程序；

步驟3：將置物臺固定安裝在工作臺上，把待加工工件嵌入所述置物臺的第一凹槽，調整好工件的位置，將蓋板壓在工件上并嵌入所述置物臺的第二凹槽，固定蓋板進而固定工件；

步驟4：啟動供液系統，待所述供液系統的壓力波動范圍穩定在預設壓力值的±3％內后，運行步驟2生成的數控程序，拋光液經所述微米級拋光噴嘴射出形成拋光液射流，對待加工工件進行拋光，拋光液在沖擊工件表面后回收，循環利用。

10.一種使用毫米級拋光噴嘴的微溝槽拋光方法，其特征在于，所述拋光方法包括：

步驟1：根據待加工工件的微溝槽尺寸配制拋光液，在五軸運動平臺或機械臂上安裝毫米級拋光噴嘴，所述毫米級拋光噴嘴孔徑大于所述待拋光微溝槽寬度；

步驟2：根據微溝槽尺寸，設計拋光噴嘴的運動軌跡并生成相應的數控程序；

步驟3：將置物臺固定安裝在工作臺上，把待加工工件嵌入所述置物臺的第一凹槽，調整好工件的位置，將掩膜壓在工件上并嵌入所述置物臺的第二凹槽，調整所述掩膜的位置，使所述掩膜上的溝槽與所述待拋光的微溝槽對齊，固定所述掩膜；

步驟4：啟動供液系統，待所述供液系統的壓力波動范圍穩定在預設壓力值的±3％內后，運行步驟2生成的數控程序，拋光液經所述毫米級拋光噴嘴射出形成拋光液射流，所述拋光液從所述毫米級拋光噴嘴噴射出之后，通過所述掩膜上的溝槽沖擊到待加工工件的表面，在工件的暴露區域產生材料去除，從而進行微溝槽拋光；拋光液在沖擊工件表面后回收，循環利用。