CN109848867A - 一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，涉及机械加工装置领域；包括控制系统及用于固定工件的夹具，夹具上方设有柔性喷嘴，控制系统连接有一个用于振动柔性喷嘴的振动装置；本发明改善抛光面光滑度。

Description

一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置

技术领域

本发明属于机械加工装置领域，特别涉及一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置。

背景技术

射流抛光是运用液体增压原理，通过特定的装置（增压口或高压泵），将动力源（电动机）的机械能转换成压力能；具有巨大压力能的水或混有磨粒的悬浮液等在通过喷嘴时将压力能转变成动能，从而形成高速射流。目标材料在液体高速冲击下实现去除加工。当采用刚性喷嘴对光学元件表面进行射流加工时，射流冲击点所形成的的去除轮廓与射流的冲击角度有关。超精密自由表面光学元件的加工，需要采用确定性抛光技术进行控制，而光学元件在采用确定性抛光控制技术下的加工精度与所采用抛光工具的去除函数轮廓有关。射流抛光中，加工工具为射流柱，其具有很好的柔性。在法向射流加工表面时，在射流冲击点形成W型去除函数，抛光面粗糙度大。

中国专利授权公开号CN102120314B，授权公告日20130130，公开了全淹没射流抛光装置及方法，包括：喷嘴、抛光液容器、工件、工件装夹、抛光液回收槽、数控抛光机床、数控计算机、压力表、压力调节阀、增压泵、抛光液搅拌器、抛光液回收容器和多根液体管路，工件装夹固定在抛光液容器的底端，工件置于工件装夹中并固接；喷嘴的一端固定在数控抛光机床的抛光运动头中，数控计算机控制喷嘴的坐标位置和停留时间，定量去除工件的材料。该发明虽然可以定量去除材料，但是采用刚性喷嘴，喷嘴始终与工件垂直，在射流点形成的抛光面粗糙度仍然较大。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术抛光面粗糙的缺点，提出一种采用柔性喷嘴及振动装置，在射流抛光的时候振动装置带动柔性喷嘴按一定模式进行振动，从而实现射流冲击点按一定轨迹进行移动，最终改善抛光面光滑度的射流抛光装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，包括控制系统及用于固定工件的夹具，所述夹具上方设有柔性喷嘴，所述控制系统连接有一个用于振动柔性喷嘴的振动装置。柔性喷嘴喷射处高压的射流柱对工件进行抛光，控制系统根据编制好的程序驱动振动装置工作，振动装置令柔性喷嘴按照一定模式振动，使得射流冲击点在一点附近来回移动，如果把现有技术单点抛光看成是“戳”，则本发明多点抛光可以看成是“刮”，从而避免出现W型去除函数，大大改善抛光面光滑度，当需要粗糙点的抛光面的时候，调小柔性喷嘴的振动频率，当需要光滑点的抛光面的时候，调大频率，当抛光面积小的时候，调小柔性喷嘴的振动振幅，当抛光面积大的时候，调大振幅。

作为优选，振动装置包括水槽，所述夹具位于水槽槽底，所述水槽内设有抛光液，所述抛光液内设有声波发生器，所述声波发生器与控制系统连接，抛光液底部设有排水口，所述抛光液在夹具上方插设有所述柔性喷嘴。控制系统根据编制好的程序驱动声波发生器发出一定频率的声波，发出的声波扰动水槽内的抛光液，在抛光液的带动下，柔性喷嘴按照一定模式振动，最终改善抛光面光滑度，声波的振幅与频率与柔性喷嘴的振动幅度与频率正相关，通过改变声波的振动特性来改变柔性喷嘴的振动特性，从而来改善抛光面的光滑度。

作为优选，夹具包括夹具底座，所述夹具底座上侧设有密封圈及抽气孔，所述抽气孔位于密封圈的圈内，所述夹具底座内设有抽气管道，所述抽气管道一端与抽气孔连通，所述抽气管道另一端与一个抽气泵连接。将工件放在夹具底座上的密封圈上，抽气泵抽气，抽气孔下的气压降低，在大气压的作用下，工件被吸附在夹具底座上，密封圈可以提高工件被吸附的效果，另外，也可以防止水槽内的抛光液进入抽气泵，对抽气泵造成破坏。

作为优选，水槽底部设有与夹具底座适配的夹具固定口，所述夹具底座位于夹具固定口内，所述夹具固定口内侧壁设有密封坡口，所述密封坡口呈喇叭口状且开口方向朝下，所述夹具底座在密封坡口对应位置设有与密封坡口适配的密封凸起，所述水槽在夹具底座对应位置套设有一个卡箍。夹具底座位于夹具固定口内，夹具底座的固定效果好，设置喇叭口的密封坡口且开口方向朝下，由于水槽具有自重，在水槽的重力作用下，水槽与密封凸起之间连接紧密，具有很好的密封性，防止水槽内的抛光液流出来，增设卡箍，进一步提高密封性。

作为优选，抛光液内混有硬质颗粒。抛光液中的硬质颗粒可以提高抛光效率。

振动装置还可以是：所述振动装置包括铁块，所述铁块设在柔性喷嘴上，所述铁块的附近设有电磁铁，所述电磁铁与控制系统连接。控制系统根据编制好的程序控制电磁铁发出磁场，柔性喷嘴上的铁块在磁场的作用下发生振动，柔性喷嘴在铁块的作用下按照一定模式振动，最终改善抛光面光滑度。

振动装置还可以是：振动装置包括推杆，所述推杆一端铰接在柔性喷嘴上，所述推杆另一端设有凸轮，所述凸轮与一个电机连接，所述电机与控制系统连接，所述推杆抵靠在凸轮边缘处，所述推杆上套设有导向套，所述夹具底座固接有支架，所述导向套与电机均固接在支架上，所述推杆上设有限位凸起，所述导向套位于限位凸起与凸轮之间，所述导向套与限位凸起之间设有拉簧，所述拉簧一端连接在导向套上，所述拉簧另一端连接在限位凸起上。控制系统根据编制好的程序控制电机转动，电机带动凸轮转动，推杆上设有限位凸起及导向套，限位凸起与导向套之间设有拉簧，在拉簧的作用下，推杆始终抵靠在凸轮上，而在导向套的作用下，推杆只能沿着其轴线运动，因此当凸轮转动的时候，推杆沿着其轴向来回振动，柔性喷嘴在推杆的作用下按照一定模式振动，最终改善抛光面光滑度。

本发明的有益效果是：（1）在声波发生器的作用下，柔性喷嘴按照一定模式振动，最终改善了抛光面的光滑度；（2）在铁块的作用下，柔性喷嘴按照一定模式振动，最终改善了抛光面的光滑度；（3）在推杆的作用下，柔性喷嘴按照一定模式振动，最终改善了抛光面的光滑度。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例二的结构示意图；

图3为实施例三的结构示意图；

图4为图3中A处的局部放大视图。

图中：水槽1、夹具底座2、夹具固定口3、密封坡口4、密封凸起5、卡箍6、抛光液7、声波发生器8、排水口9、柔性喷嘴10、密封圈11、抽气管道12、抽气孔13、铁块14、电磁铁15、推杆16、凸轮17、电机18、支架19、限位凸起20、拉簧21、导向套22。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细阐述：

实施例一：

图1为一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，包括水槽1，水槽1槽底设有夹具底座2，水槽1底部设有与夹具底座2适配的夹具固定口3，夹具底座2位于夹具固定口3内，夹具固定口3内侧壁设有密封坡口4，密封坡口4呈喇叭口状且开口方向朝下，夹具底座2在密封坡口4对应位置设有与密封坡口4适配的密封凸起5，水槽1在夹具底座2对应位置套设有一个卡箍6，水槽1内设有抛光液7，抛光液7内混有硬质颗粒，抛光液7内设有声波发生器8，声波发生器8与控制系统连接，抛光液7底部设有排水口9，抛光液7在夹具底座2上方插设有柔性喷嘴10，夹具底座2上侧设有密封圈11，密封圈11的圈内设有抽气孔13，夹具底座2上设有抽气管道12，抽气管道12一端与抽气孔13连通，抽气管道12另一端与抽气泵连接。

本实施例使用过程：先将工件放在夹具底座上，工件抵靠在密封圈上，然后打开抽气泵，抽气泵使得抽气孔下的气压减小，工件被吸附在夹具底座上，然后在水槽中倒入一定量的抛光液，抛光液将工件及声波发生器淹没，柔性喷嘴一端浸没在抛光液中，然后柔性喷嘴喷射处高压射流柱对工件进行去除加工，在加工的时候，控制系统根据编制的程序控制声波发生器发出一定频率的声波，声波进入抛光液后扰动抛光液，柔性喷嘴在抛光液的带动下实现振动，从而实现射流冲击点按一定轨迹进行移动，从而改善抛光面的光滑度。在加工的时候，柔性喷嘴喷出射流柱，从而造成水槽内的抛光液越来越多，排水口不断排出多余抛光液，水槽内的抛光液始终维持在一定水平，在水槽的重力作用下，水槽向下运动，水槽底部的夹具固定口呈喇叭口状，因此在水槽的重力作用下，夹具固定口与密封凸起之间贴紧，同时卡箍使得水槽与夹具底座之间的密封性更好。

实施例二：

图2为实施例二的结构示意图，本实施例大致与实施例一相同，不同之处在于：省略了水槽1、卡箍6、密封凸起5、水槽1内的抛光液7、密封坡口4及排水口9；在柔性喷嘴10上设有铁块14，铁块14的附近设有电磁铁15，电磁铁15通过支架固定在铁块14附近，电磁铁15与控制系统连接。

本实施例使用过程与实施例一不同之处在于，在柔性喷嘴对工件进行抛光的时候，控制系统根据编制的程序对电磁铁进行控制，电磁铁发出磁场，柔性喷嘴上的铁块根据磁场变化发生振动，柔性喷嘴在铁块的带动下发生振动。

实施例三：

图3及图4为实施例三的结构示意图，本实施例大致与实施例一相同，不同之处在于：省略了水槽1、卡箍6、密封凸起5、水槽1内的抛光液7、密封坡口4及排水口9；在柔性喷嘴10上设有一根推杆16，推杆16一端铰接在柔性喷嘴10上，推杆16另一端设有一个凸轮17，凸轮17与一个电机18连接，电机18与控制系统连接，推杆16抵靠在凸轮17边缘处，推杆16上套设有一个导向套22，夹具底座2与一个支架19固接，导向套22与电机18均固接在支架19上，推杆16上固接有限位凸起20，导向套22位于限位凸起20与凸轮17之间，导向套22与限位凸起20之间设有拉簧21，拉簧21一端连接在导向套22上，拉簧21另一端连接在限位凸起20上。

本实施例使用过程与实施例一不同之处在于，在柔性喷嘴对工件进行抛光的时候，控制系统根据编制的程序驱动电机进行旋转，电机带动凸轮进行旋转，推杆上的拉簧上存在拉力，在拉力作用下，推杆始终抵靠在凸轮上，推杆上套设有导向套，导向套使得推杆的轴线始终不变，在凸轮转动的时候，推杆在其轴向不断来回移动，从而带动柔性喷嘴来回振动。

Claims (7)

1.一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，其特征在于，包括控制系统及用于固定工件的夹具，所述夹具上方设有柔性喷嘴，所述控制系统连接有一个用于振动柔性喷嘴的振动装置。

2.根据权利要求1所述的一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，其特征在于，所述振动装置包括水槽，所述夹具位于水槽槽底，所述水槽内设有抛光液，所述抛光液内设有声波发生器，所述声波发生器与控制系统连接，抛光液底部设有排水口，所述抛光液在夹具上方插设有所述柔性喷嘴。

3.根据权利要求1或2所述的一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，其特征在于，所述夹具包括夹具底座，所述夹具底座上侧设有密封圈及抽气孔，所述抽气孔位于密封圈的圈内，所述夹具底座内设有抽气管道，所述抽气管道一端与抽气孔连通，所述抽气管道另一端与一个抽气泵连接。

4.根据权利要求2所述的一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，其特征在于，所述水槽底部设有与夹具底座适配的夹具固定口，所述夹具底座位于夹具固定口内，所述夹具固定口内侧壁设有密封坡口，所述密封坡口呈喇叭口状且开口方向朝下，所述夹具底座在密封坡口对应位置设有与密封坡口适配的密封凸起，所述水槽在夹具底座对应位置套设有一个卡箍。

5.根据权利要求2所述的一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，其特征在于，所述抛光液内混有硬质颗粒。

6.根据权利要求1所述的一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，其特征在于，所述振动装置包括铁块，所述铁块设在柔性喷嘴上，所述铁块的附近设有电磁铁，所述电磁铁与控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的一种带振动柔性喷嘴的射流抛光装置，其特征在于，所述振动装置包括推杆，所述推杆一端铰接在柔性喷嘴上，所述推杆另一端设有凸轮，所述凸轮与一个电机连接，所述电机与控制系统连接，所述推杆抵靠在凸轮边缘处，所述推杆上套设有导向套，所述夹具底座固接有支架，所述导向套与电机均固接在支架上，所述推杆上设有限位凸起，所述导向套位于限位凸起与凸轮之间，所述导向套与限位凸起之间设有拉簧，所述拉簧一端连接在导向套上，所述拉簧另一端连接在限位凸起上。