[發明專利]一種強約束高速射流拋光裝置

在審

• 申請號: 202110614709.0
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113183043A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 袁巧玲;常空輝;葛江濤
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B24C3/04
• 分類號: B24C3/04;B24C5/04;B24C9/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發明公開了一種強約束高速射流拋光裝置，包括整體機架、運動部分、箱體、加工部分和工件底座；所述整體機架由鋁型材和鋁型材連接件搭建而成，整體機架構成整個裝置的支撐部分；所述箱體固定在機架四周，箱體構成加工過程中的拋光液收集箱；對加工之后的拋光液進行引流并收集；所述工件底座固定在整體機架內部的箱體中，工件底座對工件進行夾持；所述運動部分固定在箱體上方的整體機架上，加工部分通過螺栓固定在運動部分上；加工部分設置在工件底座的正上方，加工部分的下端正對工件底座上的工件；公開了本發明結構簡單、成本低、對壓力要求較低、可適用于不同材質、形狀的工件表面拋光，噴嘴具有較強的可替換性。

技術領域

本發明涉及磨粒射流拋光領域，更具體的說，尤其涉及一種強約束高速射流拋光裝置。

背景技術

隨著航空航天、汽車、新能源、光學和醫學領域的發展，光學玻璃、光學晶體和工程陶瓷等硬質脆性材料在空間技術、儀器儀表、航空航天、微電子和新能源等領域中的應用越來越多，給超精密加工技術帶來了重大挑戰。高精度、超光滑和完整的表面是實現高光學分辨率、減少散射損耗、提高抗損傷閾值的基本要求。對非球面、自由曲面和微光學的精度要求越來越高，應用領域也越來越廣，因此迫切需要新的光學加工方法。此外，對表面質量、表面精度和亞表面損傷的要求越來越高，這是傳統光學加工方法難以達到的。

傳統拋光技術面臨的共同難題是加工時間長、難以拋光過于復雜的形狀、用于不同幾何形狀的特殊拋光盤、拋光盤的調節、磨料中磨粒的不均勻分布以及加工成本高。其中磨料水射流拋光技術以其獨特的材料去除方式、穩定而細小的去除函數以及對工件結構形狀較強的適應性而擁有廣闊的應用前景。與其他拋光技術相比，磨料水射流拋光技術具有精度高、易于控制、加工力小、柔性好、無熱變形等優點。

現有的磨料水射流拋光裝置也存在著一些問題，例如入射角過小，射流束與工件表面不能完全平行的問題，存在沖擊損傷等問題。因此誕生了強約束射流拋光裝置，雖然可以強制改變射流方向，但是也存在著如下問題：出水口面積相對較大，若想達到有效的拋光效果，對入水口的壓力要求較大；只適用于加工平面工件，對曲面工件的加工效果并不均勻。

本發明針對磨料射流拋光加工中存在的沖擊損傷大、沖擊射流發散、裝備較為復雜、所需壓力過大、適用性不強等問題，提出一種強約束高速射流拋光裝置。

發明內容

本發明的目的在于要解決的技術問題在于針對磨粒射流拋光中存在的射流束發散、射流束不能與工件表面平行造成沖擊損傷過大、拋光所需壓力較大等問題，提出了一種強約束高速射流拋光裝置，能夠使射流束以近似平行的角度射出，減少沖擊損傷，通過改變噴嘴結構來增大射流束的壓力，實現玻璃超高精度的拋光。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種強約束高速射流拋光裝置，包括整體機架、運動部分、箱體、加工部分和工件底座；

所述整體機架由鋁型材和鋁型材連接件搭建而成，整體機架構成整個裝置的支撐部分；所述箱體固定在機架四周，箱體構成加工過程中的拋光液收集箱；對加工之后的拋光液進行引流并收集；所述工件底座固定在整體機架內部的箱體中，工件底座對工件進行夾持；所述運動部分固定在箱體上方的整體機架上，加工部分通過螺栓固定在運動部分上；加工部分設置在工件底座的正上方，加工部分的下端正對工件底座上的工件；

所述運動部分包括Y軸滾珠絲杠模組、X軸滾珠絲杠模組、第三連接板、第二連接板和第一連接板，所述X軸滾珠絲杠模組水平設置且通過第三連接板固定在整體機架上，Y軸滾珠絲杠模組豎直設置且通過第二連接板固定在X軸滾珠絲杠模組的滑塊上，Y軸滾珠絲杠模組的滑塊上固定有第一連接板，第一連接板與加工部分固定連接；X軸滾珠絲杠模組工作時驅動Y軸滾珠絲杠模組、第二連接板、第一連接板和加工部分組成的整體在水平方向上運動，Y軸滾珠絲杠模組工作時驅動第一連接板和加工部分組成的整體在豎直方向上運動；