CN110561258A

CN110561258A - 一种倒棱台状气压悬浮磨料池

Info

Publication number: CN110561258A
Application number: CN201910787591.4A
Authority: CN
Inventors: 郭前建; 于鹏飞; 袁伟
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2019-08-25
Filing date: 2019-08-25
Publication date: 2019-12-13

Abstract

本发明公开了一种倒棱台状气压悬浮磨料池，属于零件表面的超精密光整加工领域。包括风力输送系统、气体喷射系统、工件夹持系统和棱台状缸体。所述风力输送系统设置在缸体一侧，输送实验所需气体。所述气体喷射系统连接风力输送系统，通过管道与气孔将气体喷入磨料池内。所述工件夹持系统使工件能在磨料池中进行回转运动。所述缸体是一个棱台状的磨料池框架。本发明可以针对不同工件材料和加工需求，选择合适气体及磨料进行加工，具有极强的适应性；同时，装置结构简单、实验过程操作简便，各个部分能相互配合在磨料池中进行高效率、高质量的光整加工。

Description

一种倒棱台状气压悬浮磨料池

技术领域

本次发明涉及零件表面的超精密光整加工领域，具体是一种倒棱台状气压悬浮磨料池。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对先进仪器、设备的要求提高，因此零部件表面质量的要求也越来越高，随之出现了精密加工技术。零件的表面质量对零件的使用性能、使用寿命有着重要的影响，在尖端制造技术的不断发展下，超精密零部件的表面形状已经发展的十分复杂。为了消除制造过程中在零件表面所残留的加工痕迹，光整加工技术成了必要的加工环节，而零件的加工精度、便面质量也成为了衡量一个国家国防工业水平的重要标志。

为了降低零件表面粗糙度，提高表面质量，目前主要采用磁流变光整、磁射流光整、电流变液光整和磨粒水射流光整等超精密光整加工方法。其中电流变液光整、磁流变光整和磁射流光整等方法受到工具的限制，对于零件表面的微小尺寸的沟、槽、孔无能为力；磨粒水射流光整是在高压的情况下将磨粒射向工件表面，利用二者的碰撞实现光整加工，但磨粒射出的曲线特征使其难以均匀地加工到零件的各个部位，不能获得满意的加工效果。

发明内容

本发明针对现存光整加工方式的不足，提出了一种倒棱台状气压悬浮磨料池。高速气流进入磨料池后，带动固体磨料进行运动，使其具有流体的某些特性，与在磨料池内高速回转的工件接触、碰撞和切削，实现对零件的高效率、高质量的光整加工。

为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：

一种倒棱台状气压悬浮磨料池，包括风力输送系统、气体喷射系统、工件夹持系统和棱台状缸体：所述风力输送系统设置在缸体一侧，输送磨料池所需气体；所述气体喷射系统连接于风力输送系统之后，在特定压力下将气体通过管道和气孔喷射进磨料池内，其设置在缸体的底面与侧面；所述工件夹持系统设置在磨料池顶部，带动工件做高速回转运动，在磨料池内进行光整加工；所述棱台状缸体是磨料池的整体框架，呈倒棱台状。

所述的风力输送系统由鼓风机、冷却过滤装置、输风管道和气压调节装置几部分组成；鼓风机作为风力产生器与冷却过滤装置相连，冷却过滤装置与输风管道相连，二者之间是法兰连接，法兰之间的垫片使管件固定并密封；在输风管道上设置气压调节装置，满足不同压力条件。

所述气体喷射系统由通气管道、气孔、过滤网和喷头几部分组成；所述通气管道连接风力输送系统的输风管道，设置在磨料池的底面与侧面，底面整体都可通气，相当于一个气箱，侧面分布着通气管道，进行气流运输；气孔与喷头均匀分布在磨料池底面与侧面上，其中底面气孔呈圆形、方形分布，侧面气孔方形分布，所有气孔为圆锥状；气流通过过滤网进入喷头，喷射进刚体内，该系统为磨料池提供高速流动的气流。

所述工件夹持系统由驱动电机、传动轴和带有磁性的夹具几部分组成；所述驱动电机固定在磨料池顶盖上，驱动电机的输出端与传动轴一端相连，传动轴另一端连接磁性夹具，待加工工件吸附在夹具上，在磨料池内作回转运动，从而进行光整加工。

所述棱台状缸体是磨料池的整体框架，包括顶盖、缸体及固定装置，呈倒棱台状；缸体内壁设置保温材料，保护外壳。

所述磨料池的工作原理为：鼓风机提供实验所需风力，气体通过冷却过滤装置，再进入输风管道，由管道上方的气压调节装置加载实验过程中所需压力，气体进入通气管道并通过过滤网的二次过滤，之后气体通过喷头喷射进入磨料池内，高速气体使磨料池内大量固体磨料具有流体特性，与此同时，待加工工件吸附在夹具上，由固定在顶盖上的驱动电机提供动力，通过传动轴带动做高速回转运动，磨料池中，流态化的固体磨料与工件表面相接触、碰撞和切削，实现工件的光整加工。

本发明的有益效果：一种倒棱台状气压悬浮磨料池，能针对不同的工件材料和加工需求，选择合适的气体及磨料进行加工，有很强的适应性；该装置能通过控制通入气体的压力满足不同工件的加工条件；磨料池内壁有保温材料，提供稳定反应空间，气固混合效果好；倒棱台状的缸体能使磨料更快地混合，节省加工时间；该装置结构简单、实验过程操作简便，各个部分能相互配合在磨料池中进行高效率、高质量的光整加工。

附图说明

图1为气压悬浮磨料池整体结构示意图。

图2为风力输送系统及磨料池底部结构示意图。

图3为气体喷射系统剖面图。

图4为工件夹持系统结构示意图。

图中：Ⅰ、风力输送系统；Ⅱ、气体喷射系统；Ⅲ、工件夹持系统；Ⅳ、棱台状缸体；1、鼓风机；2、冷却过滤装置；3、法兰；4、垫片；5、气压调节装置；6、输风管道；7、通气管道；8、底面气孔；9、侧面气孔；10、过滤网；11、缸体；12、喷头；13、驱动电机；14、顶盖；15、传动轴；16、磁性夹具。

具体实施方式

为使本发明的目的，特点，运行方案更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

一种倒棱台状气压悬浮磨料池，包括风力输送系统[Ⅰ]、气体喷射系统[Ⅱ]、工件夹持系统[Ⅲ]和棱台状缸体[Ⅳ]。

所述的风力输送系统[Ⅰ]由鼓风机[1]、冷却过滤装置[2]、输风管道[6]和气压调节装置[5]几部分组成；鼓风机[1]作为风力产生器与冷却过滤装置[2]相连，冷却过滤装置[2]与输风管道[6]相连，二者之间是法兰[3]连接，法兰[3]之间的垫片[4]使管件固定并密封；在输风管道[6]上设置气压调节装置[5]，满足不同压力条件。

所述气体喷射系统[Ⅱ]由通气管道[7]、气孔[8、9]、过滤网[10]和喷头[12]几部分组成；所述通气管道[7]连接风力输送系统[Ⅰ]的输风管道[6]，设置在磨料池的底面与侧面，底面整体相当于一个风箱，而侧面分布通气管道[7]；气孔与喷头[12]均匀分布在磨料池底面与侧面上，底面气孔[8]呈圆、方形分布，侧面气孔[9]方形分布，为磨料池提供高速流动的气流。

所述工件夹持系统[Ⅲ]由驱动电机[13]、传动轴[15]和带有磁性的夹具[16]几部分组成；所述驱动电机[13]固定在磨料池顶盖[14]上，驱动电机[13]的输出端与传动轴[15]一端相连，传动轴[15]另一端连接磁性夹具[16]，待加工工件吸附在夹具上，在磨料池内作回转运动，从而进行光整加工。

所述棱台状缸体[Ⅳ]是磨料池的整体框架，包括顶盖[14]、缸体及固定装置[11]，呈倒棱台状，这种形状可以让磨料池内固体磨料混合更充分、均匀，提高装置效率；缸体内壁设置保温材料，保护外壳。

所述磨料池的工作原理为：鼓风机[1]提供实验所需风力，气体通过冷却过滤装置[2]，再进入输风管道[6]，由管道上方的气压调节装置[5]加载实验过程中所需压力，气体进入通气管道[7]并通过过滤网[10]的二次过滤，之后气体通过喷头[12]喷射进入磨料池内，高速气体使磨料池内大量固体磨料具有流体特性，与此同时，待加工工件吸附在夹具[16]上，由固定在顶盖[14]上的驱动电机[13]提供动力，通过传动轴[15]带动做高速回转运动，磨料池中，流态化的固体磨料与工件表面相接触、碰撞和切削，实现工件的光整加工。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要运作过程，便于该领域普通技术人员的理解和使用。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例，做出各种修改、等同替换和改进，因此，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围。

Claims

1.一种倒棱台状气压悬浮磨料池，其特征在于，包括风力输送系统[Ⅰ]、气体喷射系统[Ⅱ]、工件夹持系统[Ⅲ]和棱台状缸体[Ⅳ]：所述风力输送系统[Ⅰ]设置在缸体[Ⅳ]一侧，输送磨料池所需气体；所述气体喷射系统[Ⅱ]连接于风力输送系统[Ⅰ]之后，设置在缸体的侧面与底面，在特定压力下将气体通过管道和气孔喷射进磨料池内；所述工件夹持系统[Ⅲ]设置在磨料池顶部，将夹持的工件探入到磨料池内进行光整加工；所述棱台状缸体[Ⅳ]是磨料池的整体框架，呈倒棱台状。

2.根据权利要求书1所述的一种倒棱台状气压悬浮磨料池，其特征在于，所述的风力输送系统[Ⅰ]由鼓风机[1]、冷却过滤装置[2]、输风管道[6]和气压调节装置[5]几部分组成；鼓风机[1]作为风力产生器与冷却过滤装置[2]相连，冷却过滤装置[2]与输风管道[6]相连，在输风管道[6]上方设置气压调节装置[5]，满足磨料池内反应所需气压条件。

3.根据权利要求书2所述的一种倒棱台状气压悬浮磨料池，其特征在于，冷却过滤装置[2]与输风管道[6]之间是法兰连接，包括一对法兰[3]，一个垫片[4]及若干螺栓螺母，垫片[4]位于两法兰[3]密封面处，使得管件固定并密封。

4.根据权利要求书1所述的一种倒棱台状气压悬浮磨料池，其特征在于，所述气体喷射系统[Ⅱ]由通气管道[7]、气孔[9]、过滤网[10]和喷头[12]几部分组成；所述通气管道[7]连接风力输送系统的输风管道[6]，设置在磨料池的底面与侧面，气孔[9]与喷头[12]均匀分布在磨料池底面与侧面上，为磨料池提供高速流动的气流。

5.根据权利要求书4所述的一种倒棱台状气压悬浮磨料池，其特征在于，底部是一个整体，一个箱体，侧面是由管道连接；气孔分为底面气孔[8]与侧面气孔[9]，气孔呈圆锥状。

6.根据权利要求书1所述的一种倒棱台状气压悬浮磨料池，其特征在于，所述工件夹持系统[Ⅲ]由驱动电机[13]、传动轴[15]和带有磁性的夹具[16]几部分组成；所述驱动电机[13]固定在磨料池顶盖[14]上，驱动电机[13]的输出端与传动轴[15]一端相连，传动轴[15]另一端连接磁性夹具[16]，待加工工件吸附在夹具上，在磨料池内作回转运动，从而进行光整加工。

7.根据权利要求书1所述的一种倒棱台状气压悬浮磨料池，其特征在于，所述棱台状缸体[Ⅳ]是磨料池的整体框架，包括顶盖[14]、缸体[11]及固定装置，呈倒棱台状，倒棱台状缸体可以使磨料更快混合，加工效率更高；缸体内壁设置保温材料，保护磨料池外壳。

8.根据权利要求书1所述的一种倒棱台状气压悬浮磨料池，其特征在于，所述磨料池的工作原理为：鼓风机[1]提供实验所需风力，气体通过冷却过滤装置[2]，再通过密封法兰盘[3]输送到输风管道[6]，由管道上方的气压调节装置[5]设置实验过程中所需压力，气体进入通气管道并通过过滤网[10]的二次过滤，之后气体通过喷头[12]喷射进入磨料池内，高速气体使磨料池内大量固体磨料具有流体特性，与此同时，待加工工件吸附在夹具[16]上，由固定在顶盖[14]上的驱动电机[13]提供动力，由传动轴[15]带动其做高速回转运动，磨料池中，流态化的固体磨料与工件表面相接触、碰撞和切削，实现工件的光整加工。