CN112899742A - 一种单晶碳化材料加工设备的射流机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单晶碳化材料加工设备的射流机构，它包括支撑底座、固定架、加工装置、承载盘座、射流组件、主调节架体和过滤净化组件；所述支撑底座的上端面一侧垂直固定有固定架，所述固定架上安装有加工装置；所述支撑底座的上端面中心位置通过支撑柱支撑固定有承载盘座；所述射流组件以承载盘座的中心为轴心可绕承载盘座进行圆周旋转运动；所述主调节架体可对射流组件的水平面喷流角度进行局部调整，主调节架体通过内部旋转作用也可使射流组件在一定圆周范围程度上进行喷流。本发明能实现精确定位喷射、大面域喷射以及循环利用电解液，既便于加工也能节约加工成本，提高加工效率的同时还能保证加工件的性能。

Description

一种单晶碳化材料加工设备的射流机构

技术领域

本发明涉及材料加工设备技术领域，特别是涉及一种单晶碳化材料加工设备的射流机构。

背景技术

目前，在现有技术中，刀具是机械制造中用于加工的工具，普通的刀具在加工时易产生磨损，或易使工件产生剪切破坏，例如使加工工件产生加工形变和变质层，进而影响工件的精密加工，导致加工精度降低，无法进行超精密加工，尤其在针对高硬度材料如单晶碳化材料时，易影响工件的性能，使加工效率大大降低，加工成本大幅度提升，因此一般会对其材料加工面定时喷射电解液以降低材料加工硬度。

但现有技术中的射流装置，对于加工件的喷液未能达到精准定位喷射的效果，尤其在针对某些加工件的多角度边缘部位进行喷射时，无法做到精确喷射，导致加工效率降低，加工成本提升，影响了工件的性能；且喷射面域一般比较狭小，需要喷射好多次，有时还会导致电解液的浪费，不便于加工还影响效率；并且现有的射流装置也不具备循环使用能力，易造成电解液的浪费，提高了加工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种单晶碳化材料加工设备的射流机构，它能实现精确定位喷射、大面域喷射以及循环利用电解液，既便于加工也能节约加工成本，提高加工效率的同时还能保证加工件的性能。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种单晶碳化材料加工设备的射流机构，它包括支撑底座、固定架、加工装置、承载盘座、射流组件、主调节架体和过滤净化组件；所述支撑底座的上端面一侧垂直固定有固定架，所述固定架上安装有加工装置，所述加工装置用于对单晶体进行模切加工；所述支撑底座的上端面中心位置通过支撑柱支撑固定有承载盘座，所述承载盘座内设有用于夹持定位的装夹件；所述支撑底座上可相对滑动地设置有射流组件，所述射流组件以承载盘座的中心为轴心可绕承载盘座进行圆周旋转运动，所述射流组件用于将加工用电解液对单晶碳化材料加工部位定量喷出；所述射流组件下方设置有主调节架体，所述主调节架体可对射流组件的水平面喷流角度进行局部调整，主调节架体通过内部旋转作用也可使射流组件在一定圆周范围程度上进行喷流，并在材料表面形成局部加工圈层；所述支撑底座的上端面还安装有过滤净化组件，所述过滤净化组件可将射流组件内喷出并用于加工溶解的电解废液进行内部过滤净化处理，以用于二次循环喷射。

进一步，所述主调节架体包括导向轨件、驱动导座、安装主架、调节轴件、液压伸缩杆和内旋转装置；所述支撑底座的上端面通过安装杆横向固定有导向轨件，所述导向轨件与所述承载盘座呈同心圆结构，所述安装主架的下端面固定有驱动导座，驱动导座内设有驱动轮，所述安装主架可通过驱动导座内的驱动轮沿导向轨件进行周向滑移；所述安装主架的一侧固定有调节轴件，所述调节轴件远离转轴的一端可相对转动地连接有内旋转装置，所述调节轴件可使内旋转装置绕安装主架作定向旋转运动；所述内旋转装置的上端面安装有射流组件，所述内旋转装置与安装主架之间铰接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆通过伸缩可对射流组件的水平面倾角进行局部调整；所述内旋转装置通过其内部旋转伸缩可控制射流组件在一定圆周范围内进行电解液喷射，使得电解液在单晶碳化材料表面附着并形成加工圈层。

进一步，所述内旋转装置包括横向导架、旋转电机、伸缩气缸和锁紧件；所述横向导架上横向平行安装有伸缩气缸，所述横向导架的内部安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端与伸缩气缸一端固定连接，旋转电机可驱动伸缩气缸作定向圆周旋转运动；所述伸缩气缸的输出端上设置有锁紧件，所述射流组件固定连接在锁紧件上，所述伸缩气缸可带动射流组件旋转。

进一步，所述射流组件包括外保护件、导流套管、固定喷座、侧散位导件和外部环套；所述外保护件内同轴固定有导流套管，所述导流套管的一端连通有供液软管，导流套管的另一端安装有固定喷座，所述固定喷座可将电解液恒压定点有效喷出；所述外保护件靠近固定喷座的一侧上固定设置有外部环套，所述导流套管的外侧圆周阵列连通有多个侧散位导件，多个所述侧散位导件可将导流套管内的预流电解液局部分散，以形成多个预流分支；所述侧散位导件的喷射端倾斜设置在外部环套内，通过侧散位导件可在固定喷座的喷射面端位形成散射喷流。

进一步，所述侧散位导件包括输引管、内置喷座、连接弹簧和弧形撑件；所述输引管的一端连通导流套管，输引管的另一端倾斜设置在外部环套内，输引管的倾斜端端口嵌入固定有内置喷座，所述内置喷座的圆周侧面设有多个喷流散口；所述内置喷座内密封固定有弧形撑件，所述弧形撑件上垂直固定有连接弹簧，所述连接弹簧的末端设有用于封堵所述内置喷座的球形密封件。

进一步，所述过滤净化组件包括密封筒、过滤装置、连接排管和微型抽压泵；所述支撑底座的上端面固定有密封筒，所述密封筒内竖直对称固定有渗透板件，渗透板件将密封筒内分成废液区和滤液区，所述渗透板件之间设置有过滤装置，所述过滤装置用于对电解废液进行内部过滤；所述密封筒的废液区上端面连通设置有连接排管，所述连接排管上端与承载盘座相连通，承载盘座内的电解废液可通过连接排管进入密封筒的废液区内；所述密封筒的滤液区侧端面通过输送管与微型抽压泵相连通，所述微型抽压泵用于将电解液抽采并进行循环使用。

进一步，所述密封筒的滤液区内还设置有分流板件。

进一步，所述过滤装置包括两层滤层网、滞留层、保水层和抑菌过滤层，各分层从废液区向滤液区的排列顺序为滞留层、滤层网、保水层、滤层网、抑菌过滤层。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

1.本发明通过承载盘座将单晶碳化材料承载固定在其上，由射流组件沿导向轨件进行圆周旋转，并利用射流组件进行定点喷射，达到多角度定向喷射的目的，射流组件下方设置有主调节架体，该主调节架体采用安装主架对射流组件工作面垂直高度进行有效控制，并通过液压伸缩杆和调节轴件对射流组件的水平面喷流角度进行定向精调，提高喷射精度，进一步保证加工件的性能，提高加工效率和节约成本。

2.通过内旋转装置的设置，由旋转电机提供圆周导向旋转作用，带动伸缩气缸和射流组件旋转，使得电解液能在材料表面形成局部加工圈层，提高喷射面域，方便加工装置进行加工，提高效率也节约成本；在射流组件的喷射工作中，经由侧散位导件将导流套管内的预流电解液局部分散，形成多个预流分支，并由固定喷座作为主喷射流路，以便于电解液在不影响正常喷射的同时能形成局部散流，提高扩散效果，方便加工的同时提高效率。

3.通过过滤净化组件的设置能有效对电解废液进行过滤，方便循环使用，节约加工成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中主调节架体的结构示意图；

图3为本发明中内旋转装置的结构示意图；

图4为本发明中射流组件的结构示意图；

图5为图4中A处放大示意图；

图6为本发明中过滤净化组件的结构示意图；

图7为本发明中过滤装置的结构示意图；

其中，1.支撑底座、2.固定架、201.加工装置、3.承载盘座、4.过滤净化组件、401.密封筒、402.连接排管、403.分流板件、404.输送管、405.微型抽压泵、5.射流组件、501.外保护件、502.导流套管、503.固定喷座、504.侧散位导件、505.外部环套、506.供液软管、507.输引管、508.内置喷座、509.弧形撑件、510.连接弹簧、6.主调节架体、601.导向轨件、602.驱动导座、603.安装主架、604.调节轴件、605.液压伸缩杆、7.内旋转装置、701.横向导架、702.旋转电机、703.伸缩气缸、704.锁紧件、8.过滤装置、801.滞留层、802.保水层、803.抑菌过滤层、804.滤层网。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1～7所示，在本实施例中，一种单晶碳化材料加工设备的射流机构，它由支撑底座1、固定架2、加工装置201、承载盘座3、射流组件5、主调节架体6和过滤净化组件4组成；支撑底座1的上端面一侧垂直固定有固定架2，固定架2上安装有加工装置201，加工装置201用于对单晶体进行模切加工；支撑底座1的上端面中心位置通过支撑柱支撑固定有承载盘座3，承载盘座3内设有用于夹持定位的装夹件；支撑底座1上可相对滑动地设置有射流组件5，射流组件5以承载盘座3的中心为轴心可绕承载盘座3进行圆周旋转运动，射流组件5用于将加工用电解液对单晶碳化材料加工部位定量喷出；射流组件5下方设置有主调节架体6，主调节架体6可对射流组件5的水平面喷流角度进行局部调整，主调节架体6通过内部旋转作用也可使射流组件5在一定圆周范围程度上进行喷流，并在材料表面形成局部加工圈层，由此提高喷射面域，方便加工装置进行加工；支撑底座1的上端面还安装有过滤净化组件4，过滤净化组件4可将射流组件5内喷出并用于加工溶解的电解废液进行内部过滤净化处理，以用于二次循环喷射，减少电解液的浪费。本发明实施例在使用时，先将单晶碳化材料固定在承载盘座3上，用装夹件夹持固定，再控制射流组件5进行圆周旋转，并利用射流组件5进行定点喷射，喷射时可通过主调节架体6对水平面喷流角度进行定向精调，达到多角度定向喷射的目的，提高喷射精度，进一步保证加工件的性能，提高加工效率和节约成本。

需要注意的是，对于电解液的喷射，为使得其能在一定程度上实现最大化利用，可由射流组件5进行预先在单晶碳化材料表面喷射，并形成溶解面域，再由加工装置201进行模切加工，同时可进行少量射流工作，以应对材料加工点，提高材料加工效率。

具体地，本实施例中的主调节架体6由导向轨件601、驱动导座602、安装主架603、调节轴件604、液压伸缩杆605和内旋转装置7构成；支撑底座1的上端面通过安装杆横向固定有导向轨件601，导向轨件601与承载盘座3呈同心圆结构，安装主架603的下端面固定有驱动导座602，安装主架603一定范围内可以有效调整垂直高度，驱动导座602内设有驱动轮，安装主架603可通过驱动导座602内的驱动轮沿导向轨件601进行周向滑移，以实现圆周旋转运动；安装主架603的一侧固定有调节轴件604，调节轴件604远离转轴的一端可相对转动地连接有内旋转装置7，调节轴件604可使内旋转装置7绕安装主架603作定向旋转运动，在一定范围内控制内旋转装置7尽快调整到合适的高度和角度；内旋转装置7的上端面安装有射流组件5，内旋转装置7与安装主架603之间铰接有液压伸缩杆605，液压伸缩杆605通过伸缩作用带动内旋转装置7旋转移动，以实现对射流组件5的水平面倾角进行局部精确调整，当调节轴件604将内旋转装置7调整到合适位置后，通过液压伸缩杆605来进行细微的角度精确调整，例如实现负角度喷射和更大角度的喷射，都可以通过液压伸缩杆605来调整，由此可以进一步提高喷射的精确度，面对有些复杂加工件时也能很好地实现精准喷射，保证加工件的性能；内旋转装置7通过其内部旋转伸缩可控制射流组件5在一定圆周范围内进行电解液喷射，使得电解液在单晶碳化材料表面附着并形成加工圈层，以便于提高射流单位面域，方便电解液能完全喷散至材料工件表面，便于加工和提高效率。

具体地，本实施例中的内旋转装置7由横向导架701、旋转电机702、伸缩气缸703和锁紧件704组成；横向导架701上横向平行安装有伸缩气缸703，横向导架701的内部安装有旋转电机702，旋转电机702的输出端与伸缩气缸703一端固定连接，旋转电机702可驱动伸缩气缸703作定向圆周旋转运动；伸缩气缸703的输出端上设置有锁紧件704，锁紧件704和伸缩气缸703之间采用活动连接，以便于对射流组件5的工作高度进行局部调控，提升精度；射流组件5固定连接在锁紧件704上，伸缩气缸703可带动射流组件5旋转。喷射时，由旋转电机702提供圆周导向旋转作用，带动伸缩气缸703旋转，再带动射流组件5旋转，使得电解液能够很好地在材料表面形成局部加工圈层，提高喷射面域，方便加工装置进行加工，提高效率也节约成本。

为了进一步提高射流面域以及多方位射流效果，本实施例中的射流组件5具体由外保护件501、导流套管502、固定喷座503、侧散位导件504和外部环套505组成；外保护件501内同轴固定有导流套管502，导流套管502的一端连通有供液软管506，导流套管502的另一端安装有固定喷座503，固定喷座503可将电解液恒压定点有效喷出；外保护件501靠近固定喷座503的一侧上固定设置有外部环套505，导流套管502的外侧圆周阵列连通有多个侧散位导件504，多个侧散位导件504可将导流套管502内的预流电解液局部分散，以形成多个预流分支；侧散位导件504的喷射端倾斜设置在外部环套505内，通过侧散位导件504可在固定喷座503的喷射面端位形成散射喷流。在喷射工作中，经由侧散位导件504将导流套管502内的预流电解液局部分散，形成多个预流分支，并由固定喷座503作为主喷射流路，以便于电解液在不影响正常喷射的同时能形成局部散流，方便电解液能完全喷散至材料工件表面，可实现集中与分散的综合喷射效果，进一步提高扩散效果，方便加工的同时提高效率。

具体地，本实施例中的侧散位导件504由输引管507、内置喷座508、连接弹簧510和弧形撑件509组成；输引管507的一端连通导流套管502，输引管507的另一端倾斜设置在外部环套505内，输引管507的倾斜端端口嵌入固定有内置喷座508，内置喷座508的圆周侧面设有多个喷流散口；内置喷座508内密封固定有弧形撑件509，弧形撑件509上垂直固定有连接弹簧510，连接弹簧510的末端设有用于封堵内置喷座508的球形密封件。如此设置可使散流效果更佳，喷射时的可控管理性更高，便于根据实际情况选择合适的喷射效果。

为了更好地实现电解液的循环利用，本实施例中的过滤净化组件4具体由密封筒401、过滤装置8、连接排管402和微型抽压泵405构成；支撑底座1的上端面固定有密封筒401，密封筒401内竖直对称固定有渗透板件，渗透板件将密封筒401内分成废液区和滤液区，渗透板件之间设置有过滤装置8，过滤装置8用于对电解废液进行内部过滤；密封筒401的废液区上端面连通设置有连接排管402，连接排管402上端与承载盘座3相连通；密封筒401的滤液区侧端面通过输送管404与微型抽压泵405相连通。工作时，承载盘座3内的电解废液可通过连接排管402进入密封筒401的废液区内，再经由中间过滤装置8过滤净化进入滤液区，微型抽压泵405通过输送管404将滤液区内的电解液抽采并输送，经由供液软管506再输送进入射流组件5内，以进行下次使用，如此可实现高效循环利用，节省成本。

为了进一步防止内部出现混合现象，本实施例中的密封筒401的滤液区内还设置有分流板件403。如此便于在密封筒401内尽快形成净化滤液，能更好地进行内部分域，从而防止出现回流、内部混合的问题。

为了使过滤效果更佳，本实施例中的过滤装置8具体由两层滤层网804、滞留层801、保水层802和抑菌过滤层803构成，各分层从废液区向滤液区的排列顺序为滞留层801、滤层网804、保水层802、滤层网804、抑菌过滤层803。废液区内的电解废液透过渗透板件依次经过滞留层801、滤层网804、保水层802、滤层网804、抑菌过滤层803，再透过渗透板件进入滤液区内，如此多重过滤净化，使得电解液的过滤效果更佳，循环使用时电解液的性能有保障，从而保证了加工件的性能。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单晶碳化材料加工设备的射流机构，其特征在于：包括支撑底座(1)、固定架(2)、加工装置(201)、承载盘座(3)、射流组件(5)、主调节架体(6)和过滤净化组件(4)；

所述支撑底座(1)的上端面一侧垂直固定有固定架(2)，所述固定架(2)上安装有加工装置(201)，所述加工装置(201)用于对单晶体进行模切加工；所述支撑底座(1)的上端面中心位置通过支撑柱支撑固定有承载盘座(3)，所述承载盘座(3)内设有用于夹持定位的装夹件；

所述支撑底座(1)上可相对滑动地设置有射流组件(5)，所述射流组件(5)以承载盘座(3)的中心为轴心可绕承载盘座(3)进行圆周旋转运动，所述射流组件(5)用于将加工用电解液对单晶碳化材料加工部位定量喷出；

所述射流组件(5)下方设置有主调节架体(6)，所述主调节架体(6)可对射流组件(5)的水平面喷流角度进行局部调整，主调节架体(6)通过内部旋转作用也可使射流组件(5)在一定圆周范围程度上进行喷流，并在材料表面形成局部加工圈层；

所述支撑底座(1)的上端面还安装有过滤净化组件(4)，所述过滤净化组件(4)可将射流组件(5)内喷出并用于加工溶解的电解废液进行内部过滤净化处理，以用于二次循环喷射。

2.根据权利要求1所述的一种单晶碳化材料加工设备的射流机构，其特征在于：所述主调节架体(6)包括导向轨件(601)、驱动导座(602)、安装主架(603)、调节轴件(604)、液压伸缩杆(605)和内旋转装置(7)；

所述支撑底座(1)的上端面通过安装杆横向固定有导向轨件(601)，所述导向轨件(601)与所述承载盘座(3)呈同心圆结构，所述安装主架(603)的下端面固定有驱动导座(602)，驱动导座(602)内设有驱动轮，所述安装主架(603)可通过驱动导座(602)内的驱动轮沿导向轨件(601)进行周向滑移；

所述安装主架(603)的一侧固定有调节轴件(604)，所述调节轴件(604)远离转轴的一端可相对转动地连接有内旋转装置(7)，所述调节轴件(604)可使内旋转装置(7)绕安装主架(603)作定向旋转运动；所述内旋转装置(7)的上端面安装有射流组件(5)，所述内旋转装置(7)与安装主架(603)之间铰接有液压伸缩杆(605)，所述液压伸缩杆(605)通过伸缩可对射流组件(5)的水平面倾角进行局部调整；

所述内旋转装置(7)通过其内部旋转伸缩可控制射流组件(5)在一定圆周范围内进行电解液喷射，使得电解液在单晶碳化材料表面附着并形成加工圈层。

3.根据权利要求2所述的单晶碳化材料加工设备的射流机构，其特征在于：所述内旋转装置(7)包括横向导架(701)、旋转电机(702)、伸缩气缸(703)和锁紧件(704)；所述横向导架(701)上横向平行安装有伸缩气缸(703)，所述横向导架(701)的内部安装有旋转电机(702)，所述旋转电机(702)的输出端与伸缩气缸(703)一端固定连接，旋转电机(702)可驱动伸缩气缸(703)作定向圆周旋转运动；所述伸缩气缸(703)的输出端上设置有锁紧件(704)，所述射流组件(5)固定连接在锁紧件(704)上，所述伸缩气缸(703)可带动射流组件(5)旋转。

4.根据权利要求1所述的单晶碳化材料加工设备的射流机构，其特征在于：所述射流组件(5)包括外保护件(501)、导流套管(502)、固定喷座(503)、侧散位导件(504)和外部环套(505)；

所述外保护件(501)内同轴固定有导流套管(502)，所述导流套管(502)的一端连通有供液软管(506)，导流套管(502)的另一端安装有固定喷座(503)，所述固定喷座(503)可将电解液恒压定点有效喷出；

所述外保护件(501)靠近固定喷座(503)的一侧上固定设置有外部环套(505)，所述导流套管(502)的外侧圆周阵列连通有多个侧散位导件(504)，多个所述侧散位导件(504)可将导流套管(502)内的预流电解液局部分散，以形成多个预流分支；所述侧散位导件(504)的喷射端倾斜设置在外部环套(505)内，通过侧散位导件(504)可在固定喷座(503)的喷射面端位形成散射喷流。

5.根据权利要求4所述的单晶碳化材料加工设备的射流机构，其特征在于：所述侧散位导件(504)包括输引管(507)、内置喷座(508)、连接弹簧(510)和弧形撑件(509)；所述输引管(507)的一端连通导流套管(502)，输引管(507)的另一端倾斜设置在外部环套(505)内，输引管(507)的倾斜端端口嵌入固定有内置喷座(508)，所述内置喷座(508)的圆周侧面设有多个喷流散口；所述内置喷座(508)内密封固定有弧形撑件(509)，所述弧形撑件(509)上垂直固定有连接弹簧(510)，所述连接弹簧(510)的末端设有用于封堵所述内置喷座(508)的球形密封件。

6.根据权利要求1所述的单晶碳化材料加工设备的射流机构，其特征在于：所述过滤净化组件(4)包括密封筒(401)、过滤装置(8)、连接排管(402)和微型抽压泵(405)；所述支撑底座(1)的上端面固定有密封筒(401)，所述密封筒(401)内竖直对称固定有渗透板件，渗透板件将密封筒(401)内分成废液区和滤液区，所述渗透板件之间设置有过滤装置(8)，所述过滤装置(8)用于对电解废液进行内部过滤；所述密封筒(401)的废液区上端面连通设置有连接排管(402)，所述连接排管(402)上端与承载盘座(3)相连通，承载盘座(3)内的电解废液可通过连接排管(402)进入密封筒(401)的废液区内；所述密封筒(401)的滤液区侧端面通过输送管(404)与微型抽压泵(405)相连通，所述微型抽压泵(405)用于将电解液抽采并进行循环使用。

7.根据权利要求6所述的单晶碳化材料加工设备的射流机构，其特征在于：所述密封筒(401)的滤液区内还设置有分流板件(403)。

8.根据权利要求6所述的单晶碳化材料加工设备的射流机构，其特征在于：所述过滤装置(8)包括两层滤层网(804)、滞留层(801)、保水层(802)和抑菌过滤层(803)，各分层从废液区向滤液区的排列顺序为滞留层(801)、滤层网(804)、保水层(802)、滤层网(804)、抑菌过滤层(803)。

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