CN111922893A - 一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，研究并设计了一种用于高效超精密光整加工的装置。此装置包括球面缸体、气体动力装置、气体喷射装置和工件回转装置。将气体动力装置安装在球面悬浮磨料池体的底端，高压气体经过圆台气压喷孔后，进入磨料池体内，高压气体推动微细颗粒形成磨料流，根据磨料与被加工零件相对运动产生的微观切削作用，在统计学意义上达到被加工零件的宏观光整加工效果。此磨料池装置可以通过改变气体喷射速度和磨料池中的磨料颗粒轮廓，对不同形状和精度要求的零件进行超精密光整加工。该装置加工精度高，成本低，无污染，工作效率高，安全可靠，可实现复杂曲面零件的光整加工。

Description

一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置
技术领域
本发明涉及一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，属于零件表面超精密光整加工领域。
背景技术
随着社会的进步与人们对先进的生产力的需求，人们对零件质量的要求已经变的越来越高，尤其是对超精密零件的需求，而超精密零件中零件表面的质量更是决定着它的使用寿命和使用的好坏。因此光整加工诞生了。光整加工可以减少表面粗糙度，提高表面光滑程度，去掉一些毛刺，提高零件的使用寿命。光整加工是先进制造技术当中必不可少的技术。当今世界各国都在更快的追求和改进光整加工的方法，我们国家更需要尽快发展自己的光整加工技术。
发明内容
本发明针对于现有的光整加工的不足之处，公布了一种全新的喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置。高速运动的气流通过圆台喷孔[6]喷射出来，带动磨料进行运动，固体颗粒呈现出流固接触状态，使之具有流体的某些特性，通过气流发生器[1]、过滤器冷却器[2]、压力控制器[3]、温度调节装置[4]从而实现对工件不同程度的光整加工。
一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置内部安装有球面缸体[Ⅳ]、气体动力装置[Ⅰ]、气体喷射装置[Ⅱ]和工件回转装置[Ⅲ]；所述磨料池体中的磨料选用棕刚玉磨料，颗粒大小为0.05~0.10 mm，棕刚玉磨料的主要成分为氧化铝，硬度高达8.8，且不溶于强酸和强碱，不易发生化学反应，可实现零件微切削加工；所述气体喷射装置[Ⅱ]内部安装有：沿球面磨料池表面分布的气体输送管道[5]，沿球面分布的圆台喷孔[6]；所述气体动力装置[Ⅰ]内部安装有：气流发生器[1]、冷却过滤器[2]、压力控制器[3]、温度调节装置[4]，其中气流发生器的配置电机功率大小为1.1Kw；所述工件回转装置[Ⅲ]内部安装有：步进电机[7]、盖板[8]、联轴器[9]、工件夹具[10]。气体动力装置[Ⅰ]为磨料池提供流速可控的气流，气体喷射装置[Ⅱ]产生高速磨料流，工件回转装置[Ⅲ]带动工件高速转动与高速磨料流发生相对运动，转速为4000-5000r/min，从而实现工件的超精密加工。在软面金属材料加工中，公差级可达到IT4，表面粗糙度Ra在0.01～0.015um范围。
一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置其特征在于：当打开气流发生器[1]时，气体高速喷出，通过冷却过滤器[2]过滤冷却后，进入压力控制器[3]，对气体进行压力检测，检测合格后，流入温度调节装置[4]，而后所需恒定温度的气流进入磨料池底部的管道[5]。管道布置在沿球面悬浮磨料池体表面，并按环形阵列均匀开设圆台喷孔[6]，气体通过圆台管道喷出，带动着磨料在磨料池内高速运动；同时步进电机[7]固定在盖板[8]上，步进电机[7]下端通过联轴器[9]和工件夹具[10]相连，工件夹具[10]通过固定光整加工的工件，从而使工件在磨料池内回转运动。根据磨料与被加工零件相对运动产生的微观切削作用，在统计学意义上达到被加工零件的宏观光整加工效果。
所述装置的工作原理为：通过气流发生器[1]产生加工所需气流，高速气流通过冷却过滤器[2]过滤冷却后，进入压力控制器[3]，对气体进行压力检测，检测合格后，流入温度调节装置[4]，而后所需恒定温度的气流进入磨料池底部的管道[5]，通过沿着球面悬浮磨料池表面的管道到达圆台喷孔[6]喷射而出，带动着磨料在磨料池中进行高速的运动，同时工件夹具[10]带着工件也在进行来回的运动，从而高速回转的工件和高速移动的磨料进行充分的接触进行零件的光整加工。
本发明的创新点为：提供一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其中气压喷孔选择圆台气压喷孔，圆台气压喷孔可以增加气体的最大气压，提高控制精度；球面的磨料池可以从各个方向喷出高速气流使磨料更快的混合；通过气流发生器[1]、过滤器冷却器[2]、压力控制器[3]、温度调节装置[4]可以将气体的温度压强流速控制在自己所需范围内；可以选择不同种类、不同大小的磨粒，从而为工件加工提供更多的可能性。该装置加工精度高，成本低，无污染，工作效率高，安全可靠，可实现复杂曲面零件的光整加工。
附图说明
图1为圆台气压喷孔球面悬浮磨料池结构总图。
图2为气体动力装置及磨料池底部结构示意图。
图3为工件回转装置结构示意图。
图中：Ⅰ、气体动力装置；Ⅱ、气体喷射装置；Ⅲ、工件回转装置；Ⅳ、球面缸体；1、气流发生器；2、过滤器冷却器；3、压力控制器；4、温度调节装置；5、气体输送管道；6、圆台喷孔；7、步进电机；8、盖板；9、联轴器；10、工件夹具。
喷气式球面悬浮磨料池整体外形为球状，高为1200mm，最大半径为600mm，内壁厚500mm，内气道宽30mm，长为400mm，其中每个气道均匀分布9个气孔，气孔尺寸与喷头尺寸相配合，可以根据需求自行调节。
所述磨料选用棕刚玉磨料，磨粒大小为0.05~0.10mm，棕刚玉磨料的主要成分为氧化铝，能够对零件进行精密稳定的加工。
工件回转装置的转速为1000r/min。可加工工件的尺寸公差可以达到IT4级，表面粗糙度Ra在0.01～0.015um范围，可加工工件材料为软面金属材料。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1为喷气式球面悬浮磨料池结构总图，图中包括球面缸体[Ⅳ]、气体喷射装置[Ⅱ]、气体动力装置[Ⅰ]和工件回转装置[Ⅲ]
所述的气体动力装置内部安装有气流发生器[1]、冷却过滤器[2]、压力控制器[3]、温度调节装置[4]；其中气流发生器[1]作为高压气流发生装置与冷却过滤器[2]相连，冷却过滤器[2]与温度调节装置[4]相连接，温度调节装置[4]后接压力控制器[3]，压力控制器[3]与磨料池底部的管道连接，当打开气流发生器[1]时，气体高速喷出，通过冷却过滤器[2]过滤冷却后，进入压力控制器[3]，对气体进行压力检测，检测合格后，流入温度调节装置[4]，而后所需恒定温度的气流进入磨料池底部的管道[5]。
所述的工件回转装置[Ⅲ]内部安装有步进电机[7]、盖板[8]、联轴器[9]、工件夹具[10]；所述步进电机[7]固定在盖板[8]上，步进电机[7]下端通过联轴器[9]和工件夹具[10]相连，工件夹具[10]通过固定光整加工的工件，从而使工件在磨料池内回转运动。
所述的气体喷射装置[Ⅱ]内部安装有沿球面磨料池体均匀分布的气体输送管道[5]和圆台喷孔[6]；管道布置在沿球面悬浮磨料池体表面，并按环形阵列均匀开设圆台喷孔[6]，气体通过圆台管道喷出，带动着磨料在磨料池内高速运动，同时工件回转装置带动着工件做高速来回转动，工件和高速运动的磨料不断地进行碰撞与磨削，进而完成磨料池的光整加工。
所述喷气式球面悬浮磨料池的工作原理为：当打开气流发生器[1]时，气体高速喷出，通过冷却过滤器[2]过滤冷却后，进入压力控制器[3]，对气体进行压力检测，检测合格后，流入温度调节装置[4]，而后所需恒定温度的气流进入磨料池底部的管道[5]。管道布置在沿球面悬浮磨料池体表面，并按环形阵列均匀开设圆台喷孔[6]，气体通过圆台管道喷出，带动着磨料在磨料池内高速运动；同时步进电机[7]固定在盖板[8]上，步进电机[7]下端通过联轴器[9]和工件夹具[10]相连，工件夹具[10]通过固定光整加工的工件，从而使工件在磨料池内回转运动。根据磨料与被加工零件相对运动产生的微观切削作用，在统计学意义上达到被加工零件的宏观光整加工效果。

Claims (9)

1.一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置内部安装有球面缸体[Ⅳ]、气体动力装置[Ⅰ]、气体喷射装置[Ⅱ]和工件回转装置[Ⅲ]；球面磨料池缸体[Ⅳ]中的磨料选用棕刚玉磨料，颗粒大小为0.05~0.10 mm，棕刚玉磨料的主要成分为氧化铝，硬度高达8.8，且不溶于强酸和强碱，不易发生化学反应，可实现零件微切削加工；气体喷射装置[Ⅱ]内部安装有：沿球面磨料池碗面分布的气体输送管道[5]，沿球面分布的圆台喷孔[6]；气体动力装置[Ⅰ]内部安装有：气流发生器[1]、冷却过滤器[2]、压力控制器[3]、温度调节装置[4]，其中气流发生器的配置电机功率大小为1.1 Kw；工件回转装置[Ⅲ]内部安装有：步进电机[7]、盖板[8]、联轴器[9]、工件夹具[10]；所述气体动力装置[Ⅰ]为磨料池提供流速可控的气流，所述气体喷射装置[Ⅱ]产生高速磨料流，所述工件回转装置[Ⅲ]带动工件高速转动与高速磨料流发生相对运动，转速为4000-5000 r/min，从而实现工件的超精密加工；在软面金属材料加工中，公差级可达到IT4，表面粗糙度Ra在0.01～0.015um范围。
2.按照权利要求1所述的一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：所述的气体动力装置内部安装有气流发生器[1]、冷却过滤器[2]、压力控制器[3]、温度调节装置[4]。
3.按照权利要求1所述的一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：其中气流发生器[1]作为高压气流发生装置与冷却过滤器[2]相连，冷却过滤器[2]与温度调节装置[4]相连接，温度调节装置[4]后接压力控制器[3]，压力控制器[3]与磨料池底部的管道连接，当打开气流发生器[1]时，气体高速喷出，通过冷却过滤器[2]过滤冷却后，进入压力控制器[3]，对气体进行压力检测，检测合格后，流入温度调节装置[4]，而后所需恒定温度的气流进入磨料池底部的管道[5]。
4.按照权利要求1所述的一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：所述的工件回转装置[Ⅲ]内部安装有步进电机[7]、盖板[8]、联轴器[9]、工件夹具[10]。
5.按照权利要求1所述的一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：所述步进电机[7]固定在盖板[8]上，步进电机[7]下端通过联轴器[9]和工件夹具[10]相连，工件夹具[10]通过固定光整加工的工件，从而使工件在磨料池内回转运动。
6.按照权利要求1所述的一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：所述的气体喷射装置[Ⅱ]内部安装有沿球面磨料池体均匀分布的气体输送管道[5]和圆台喷孔[6]。
7.按照权利要求1所述的一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：管道布置在沿球面悬浮磨料池体表面，并按环形阵列均匀开设圆台喷孔[6]，气体通过圆台管道喷出，带动着磨料在磨料池内高速运动；同时工件回转装置带动着工件做高速来回转动，工件和高速运动的磨料不断地进行碰撞与磨削，根据磨料与被加工零件相对运动产生的微观切削作用，在统计学意义上达到被加工零件的宏观光整加工效果，进而完成磨料池的光整加工。
8.按照权利要求1所述的一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：球面磨料池缸体[Ⅳ]中的棕刚玉磨料颗粒大小为0.05~0.10 mm；气流发生器的配置电机功率大小为1.1 Kw；工件回转装置[Ⅲ]转速为4000-5000 r/min；软面金属材料加工中，公差级为IT4，表面粗糙度Ra在0.01～0.015um范围。
9.按照权利要求1所述的一种喷气式球面悬浮磨料池光整加工装置，其特征在于：球面悬浮磨料池中管道上的喷孔是圆台形状，可以将气体更加集中有力的喷射出来，增大磨削力；圆台喷孔是按环形阵列均匀开设，使得磨料被磨削和碰撞时受力角度更加全面，光整加工效果更好。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109415839A (zh) * 2016-04-28 2019-03-01 德里莱特公司 通过自由固体的离子传输平滑和抛光金属的方法及执行该方法的固体
CN208557099U (zh) * 2018-08-09 2019-03-01 青岛大学 一种木质产品自动磨光装置
CN110421485A (zh) * 2019-08-25 2019-11-08 山东理工大学 一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法
CN110561258A (zh) * 2019-08-25 2019-12-13 山东理工大学 一种倒棱台状气压悬浮磨料池
CN210209900U (zh) * 2019-06-18 2020-03-31 青岛鲁邦通用新材料有限公司 钨钢磨头打磨除锈装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109415839A (zh) * 2016-04-28 2019-03-01 德里莱特公司 通过自由固体的离子传输平滑和抛光金属的方法及执行该方法的固体
CN208557099U (zh) * 2018-08-09 2019-03-01 青岛大学 一种木质产品自动磨光装置
CN210209900U (zh) * 2019-06-18 2020-03-31 青岛鲁邦通用新材料有限公司 钨钢磨头打磨除锈装置
CN110421485A (zh) * 2019-08-25 2019-11-08 山东理工大学 一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法
CN110561258A (zh) * 2019-08-25 2019-12-13 山东理工大学 一种倒棱台状气压悬浮磨料池

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