CN105033865A - 一种四轴射流抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抛光机技术领域，公开了一种四轴射流抛光机，包括溶液存储罐、隔膜泵、管路、喷嘴缓冲管、喷嘴和收集箱；所述溶液存储罐内盛放射流溶液，收集箱设置在溶液存储罐上方；工件设置在收集箱内，并与收集箱的入口位置相对应，所述收集箱的出口与溶液存储罐连通；所述隔膜泵也与溶液存储罐连通，并连接管路的一端；所述管路的另一端连接喷嘴缓冲管，喷嘴缓冲管的端部设置有喷嘴，喷嘴位于收集箱的入口上方；所述收集箱能够实现X轴方向运动，喷嘴缓冲管能够实现Y轴和Z轴方向以及旋转运动。本发明整体结构简单、成本低、喷射流稳定且去除效果好。

Description

一种四轴射流抛光机

技术领域

本发明涉及抛光机技术领域，更具体的说，特别涉及一种四轴射流抛光机。

背景技术

随着现代光学、电子学、薄膜科学及航空航天等科学的飞速发展，光学元件及功能元件的形状越来越复杂，表面质量的要求也越来越苛刻，超光滑表面的应用也越来越高。超光滑表面除了面形精度和表面粗糙度要求极高以外，还要求表面有完好的晶格结构、无缺陷，能消除加工损伤层。1998年，荷兰Delft大学的首先利用了FJP技术，并将其用在了光学元件的表面抛光上并获得了1.6nm的表面粗糙度，显示出FJP的超光滑表面加工能力。此后，越来越多的科学家投入到FJP技术的研究中。和Booij通过研究发现FJP技术的去除原理主要依靠粒子对元件的冲击实现材料的去除，冲击粒子通过碰撞磨削作用以塑性方式去除工件表面材料。射流抛光机的应用也越来越广泛，但现有的射流抛光机一般成本较高、加工精度差且控制复杂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种四轴射流抛光机，整体结构简单、成本低、喷射流稳定且去除效果好。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

一种四轴射流抛光机，包括溶液存储罐、隔膜泵、管路、喷嘴缓冲管、喷嘴和收集箱；

所述溶液存储罐内盛放射流溶液，收集箱设置在溶液存储罐上方；工件设置在收集箱内，并与收集箱的入口位置相对应，所述收集箱的出口与溶液存储罐连通；所述隔膜泵也与溶液存储罐连通，并连接管路的一端；所述管路的另一端连接喷嘴缓冲管，喷嘴缓冲管的端部设置有喷嘴，喷嘴位于收集箱的入口上方；

所述收集箱能够实现X轴方向运动，喷嘴缓冲管能够实现Y轴和Z轴方向以及旋转运动。

所述收集箱安装在X轴平台上，Z轴平台和Y轴平台垂直设置，T轴旋转平台安装在Z轴平台上，喷嘴缓冲管安装在T轴旋转平台上。

所述溶液存储罐与管路之间设置有安全阀，用于对管路进行泄压。

所述管路上还设置有缓冲罐和压力表，所述缓冲罐用于减小管路的脉冲，所述压力表用于显示管路的压力。

所述X轴平台、Z轴平台和Y轴平台通过控制器进行控制，所述控制器与计算机连接，通过计算机能够同时控制X、Y、Z三个方向的运动。

所述溶液存储罐内还设置有搅拌器，用于对溶液存储罐内的溶液进行搅拌。

所述收集箱为矩形透明盒PVC，其包括箱体和顶盖，顶盖安装在箱体顶部；箱体内侧底部设置有安装工件的固定台，箱体侧面底端对称加工有通孔作为出口，顶盖中部加工有通孔作为入口。

所述喷嘴缓冲管为直管，并通过夹持块安装在T轴旋转平台上；所述夹持块通过底板安装在T轴旋转平台上，底板上形成用于安装喷嘴缓冲管的套筒，套筒的圆周面上形成开口，开口的外缘向外延伸形成两个定位块，两个定位块之间通过螺钉固定。

采用机架作为安装载体，其内侧采用三层分布即上层、中层和下层，上层设置有X轴平台、Z轴平台和Y轴平台以及收集箱，中层设置有控制器，下层设置有搅拌器和溶液存储罐；所述隔膜泵和计算机置于机架外侧。

所述工件通过工件夹固定在收集箱内的固定台上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明中通过隔膜泵将射流溶液吸入管路内，并通过喷嘴缓冲管缓冲后经过喷嘴作用在工件上，工件设置在收集箱内，方便安装，收集箱将加工后的溶液重新输入到溶液存储罐内，可以循环利用，整个抛光机能够实现四个方向的运动，方便调节喷嘴与工件之间的位置关系，整体结构简单、成本低、喷射流稳定且去除效果好。

附图说明

图1为本发明四轴射流抛光机的结构示意图。

图2为本发明收集箱的整体结构示意图。

图3为本发明收集箱的局部结构示意图。

图4为本发明夹持块的结构示意图。

附图标记说明：1-溶液存储罐、2-搅拌器、3-隔膜泵、4-安全阀、5-缓冲罐、6-压力表、7-管路、8-Z轴平台、9-Y轴平台、10-T轴旋转平台、11-喷嘴缓冲管、12-喷嘴、13-工件夹、14-工件、15-收集箱、15a-入口、15b-出口、15c-固定台、16-X轴平台、17-控制器、18-机架、19-计算机、21-底板、22-套筒、23-定位块

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参阅图1所示，本发明提供的一种四轴射流抛光机，包括溶液存储罐1、隔膜泵3、管路7、喷嘴缓冲管11、喷嘴12和收集箱15，本实施例中以机架18为安装载体。

所述溶液存储罐1内盛放射流溶液，并设置在机架18内侧。收集箱15也设置在机架18内侧并位于溶液存储罐1上方，收集箱15上加工有入口和出口。工件14设置在收集箱15内，并与收集箱15的入口位置相对应，收集箱15的出口与溶液存储罐1连通。

所述隔膜泵3置于机架18外侧，并与溶液存储罐1连通。隔膜泵3还连接管路7的一端，管路7的另一端连接喷嘴缓冲管11，喷嘴缓冲管11的端部设置有喷嘴12，喷嘴12位于收集箱15上方。

所述收集箱15能够实现X轴方向运动，喷嘴缓冲管11能够实现Y轴和Z轴方向以及旋转运动，这样可以方便调节喷嘴12与工件14之间的距离及对应的位置关系，即使得喷嘴12与工件14的位置相对应，保证喷射溶液能够可靠地作用在工件14上。

上述中，收集箱15安装在X轴平台16上，通过X轴平台16可靠地实现X轴方向运动。Z轴平台8和Y轴平台9垂直设置，T轴旋转平台10安装在Z轴平台8上，喷嘴缓冲管11安装在T轴旋转平台10上，这样可以可靠地实现Y轴和Z轴方向以及旋转运动。

上述中，溶液存储罐1与管路7之间设置有安全阀4，用于保证喷射压力不会突然增大，可以起到对管路7进行泄压的作用。

上述中，管路7上还设置有缓冲罐5和压力表6，所述缓冲罐5用于减小管路7的脉冲，可减小脉冲达95％；所述压力表6用于显示管路7的压力，保证管路7的安全性和可靠性。

上述中，X轴平台16、Z轴平台8和Y轴平台9通过控制器17进行控制，可以实现三维运动。控制器17与机架18外侧的计算机19连接，即通过计算机19可以同时控制X、Y、Z三个方向的运动，即可实现喷嘴12与工件14之间三个自由度的相对运动，其简单、可靠且精度高。T轴旋转平台10通过手动进行调节，故当喷嘴缓冲管11固定在T轴旋转平台10上后可手动改变喷嘴12的喷射方向。

上述中，溶液存储罐1内还设置有搅拌器2，用于对溶液存储罐1内的溶液进行搅拌。

上述中，收集箱15为矩形透明盒PVC，由于为透明PVC，这样可以直接观察收集箱15内工件14的喷射情况。如附图2和3所示，所述收集箱15包括箱体和顶盖，顶盖安装在箱体顶部；箱体内侧底部设置有安装工件14的固定台15c，箱体侧面底端对称加工有通孔作为出口15b，顶盖中部加工有通孔作为入口15a。收集箱15的结构简单、体积小且功能可靠。

上述中，所述喷嘴缓冲管11为一段直管，并通过夹持块安装在T轴旋转平台10上，其方便安装且功能可靠。如附图4所示，所述夹持块通过底板21安装在T轴旋转平台10上，底板21上形成用于安装喷嘴缓冲管11的套筒22，套筒22的圆周面上形成开口，开口的外缘向外延伸形成两个定位块23，两个定位块23之间通过螺钉固定。由于套筒22是不完全封闭的，通过两个定位块23进行固定，因此可以固定不同管径的喷嘴缓冲管11，其方便调节且适用性广。

上述中，工件14通过工件夹13固定在收集箱15内的固定台15c上，该夹持方式简单方便且由于中间固定台15c是凸起的，所以当收集箱15底部有溶液聚集时，也不会妨碍加工的继续。

本发明中，为了安装方便也为了使得整体结构紧凑，机架18内侧采用三层分布即上层、中层和下层，上层设置有X轴平台16、Z轴平台8和Y轴平台9以及收集箱15，中层设置有控制器17，下层设置有搅拌器2和溶液存储罐1。

本发明的工作原理如下：

将喷射溶液注入溶液存储罐1内，通过搅拌器2搅拌可防止溶液沉淀凝结，从而保证溶液浓度不变。隔膜泵3从溶液存储罐1中吸入溶液，并输入到管路7内，通过安全阀4可以起到泄压的作用。

溶液通过管路7进入喷嘴缓冲管11中，喷嘴缓冲管11能够进一步缓冲脉冲形成稳定射流，并从喷嘴12喷出后通过收集箱15的入口15a进入收集箱15内，溶液对固定台15c上的工件14进行冲击达到材料去除的目的。溶液在收集箱15内聚集后从收集箱的出口15b流出，因重力作用再次流回到溶液存储罐1中进行循环利用。通过改变隔膜泵3的流量即可改变喷嘴12的喷射速度，从而实现不同的喷射效果。整个射流装置简单、成本低，喷射流稳定去除效果好。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四轴射流抛光机，其特征在于：包括溶液存储罐(1)、隔膜泵(3)、管路(7)、喷嘴缓冲管(11)、喷嘴(12)和收集箱(15)；

所述溶液存储罐(1)内盛放射流溶液，收集箱(15)设置在溶液存储罐(1)上方；工件(14)设置在收集箱(15)内，并与收集箱(15)的入口位置相对应，所述收集箱(15)的出口与溶液存储罐(1)连通；所述隔膜泵(3)也与溶液存储罐(1)连通，并连接管路(7)的一端；所述管路(7)的另一端连接喷嘴缓冲管(11)，喷嘴缓冲管(11)的端部设置有喷嘴(12)，喷嘴(12)位于收集箱(15)的入口上方；

所述收集箱(15)能够实现X轴方向运动，喷嘴缓冲管(11)能够实现Y轴和Z轴方向以及旋转运动。

2.根据权利要求1所述的四轴射流抛光机，其特征在于：所述收集箱(15)安装在X轴平台(16)上，Z轴平台(8)和Y轴平台(9)垂直设置，T轴旋转平台(10)安装在Z轴平台(8)上，喷嘴缓冲管(11)安装在T轴旋转平台(10)上。

3.根据权利要求1或2所述的四轴射流抛光机，其特征在于：所述溶液存储罐(1)与管路(7)之间设置有安全阀(4)，用于对管路(7)进行泄压。

4.根据权利要求3所述的四轴射流抛光机，其特征在于：所述管路(7)上还设置有缓冲罐(5)和压力表(6)，所述缓冲罐(5)用于减小管路(7)的脉冲，所述压力表(6)用于显示管路(7)的压力。

5.根据权利要求2所述的四轴射流抛光机，其特征在于：所述X轴平台(16)、Z轴平台(8)和Y轴平台(9)通过控制器(17)进行控制，所述控制器(17)与计算机(19)连接，通过计算机(19)能够同时控制X、Y、Z三个方向的运动。

6.根据权利要求1或5所述的四轴射流抛光机，其特征在于：所述溶液存储罐(1)内还设置有搅拌器(2)，用于对溶液存储罐(1)内的溶液进行搅拌。

7.根据权利要求6所述的四轴射流抛光机，其特征在于：所述收集箱(15)为矩形透明盒PVC，其包括箱体和顶盖，顶盖安装在箱体顶部；箱体内侧底部设置有安装工件(14)的固定台(15c)，箱体侧面底端对称加工有通孔作为出口(15b)，顶盖中部加工有通孔作为入口(15a)。

8.根据权利要求2或7所述的四轴射流抛光机，其特征在于：所述喷嘴缓冲管(11)为直管，并通过夹持块安装在T轴旋转平台(10)上；所述夹持块通过底板(21)安装在T轴旋转平台(10)上，底板(21)上形成用于安装喷嘴缓冲管(11)的套筒(22)，套筒(22)的圆周面上形成开口，开口的外缘向外延伸形成两个定位块(23)，两个定位块(23)之间通过螺钉固定。

9.根据权利要求5所述的四轴射流抛光机，其特征在于：采用机架(18)作为安装载体，其内侧采用三层分布即上层、中层和下层，上层设置有X轴平台(16)、Z轴平台(8)和Y轴平台(9)以及收集箱(15)，中层设置有控制器(17)，下层设置有搅拌器(2)和溶液存储罐(1)；所述隔膜泵(3)和计算机(19)置于机架(18)外侧。

10.根据权利要求1或9所述的四轴射流抛光机，其特征在于：所述工件(14)通过工件夹(13)固定在收集箱(15)内的固定台(15c)上。