【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超精密加工
,更具体的说,尤其涉及一种气液固三相磨粒流循环加工方法及装置。
技术介绍
气液固三相磨粒流加工是指借助气相进一步驱动磨粒流加工的一种新方法,主要用于大面积脆硬材料超光滑表面的高效原子级材料去除,表面粗糙度达到Rq1nm以下,且光学纹波和表面损伤情况符合超光滑表面加工要求,并极大的提高了加工效率。磨粒流加工主要是指不依靠加工工具直接接触工件表面,而是利用携带微细磨粒的磨粒流的高速运动实现对工件表面的加工,也将这一方法称为流体抛光。从超光滑表面加工的特殊性要求来看,流体抛光使用柔性非常好的流体驱动微细磨粒对工件表面加工,可以有效避免加工层变质和亚表面损伤,是非常合理的超光滑表面加工方法。而气液固三相磨粒流在原有二相磨粒流基础上增加了超声波气泡发生装置驱动,采用具有多个磨粒流入口的抛光工具,可以形成高速湍流涡旋,极大的提高了磨粒流加工效率。但是,现有三相磨粒流加工系统,存在以下缺点:1、自动化程度不够高,不能定时定量的对工件加工,需要由加工人员自己监控。2、磨粒流回收使用效率低,加工过程中磨粒沉淀使得磨粒流加工效果变差。3、加工面积小,无法实现实现超光滑表面大面积高效的原子级材料去除。4、加工对象单一,无法适应多种工件。5、流体相对工件表面的流速偏低、流动方向单一。这时,由于流体流速不足以达到湍流状态,一般处于层流状态,磨粒流动方向基本一致,只有与工件直接接触的表层流体处的磨粒有机会与被加工表面接触,因此真正发挥切削作用的磨粒只是流体中磨粒的极小部分,并仅从单一方向作用于凸起峰,加工效率自然不高。6、流体相对工件表面的法向冲击力 ...
【技术保护点】
一种气液固三相磨粒流循环加工方法,其特征在于:包括如下步骤:a、利用内设空腔、上表面开有若干与内腔连通的通孔且底部设有真空泵接口的真空夹具(5)固定加工工件,真空夹具(5)底部的真空泵接口通过真空管道连接真空泵(12),真空泵(12)运行时将空腔内抽真空从而实现加工工件的吸附夹紧;b、利用三自由度夹具(2)驱动抛光工具(4)沿竖直方向运动,使抛光工具(4)与加工工件表面形成大面积的高度为H1的微距间隙;c、利用水泵(11)将搅拌箱(8)中的固液二相磨粒流抽出,并向抛光工具(4)中注入固液二相磨粒流,再利用气泡发生装置沿多个方向的气流注入孔向固液二相磨粒流中注入气流,在抛光工具(4)中形成含有微尺度气泡的气液固三相磨粒流的高速湍流漩涡;d、利用三自由度夹具(2)驱动抛光工具(4)在X轴和Y轴方向呈S型周期移动,移动的同时抛光工具(4)中的气液固三相磨粒流对加工工件进行抛光加工;e、利用水罩(6)挡住因冲击加工工件而飞散的气液固三相磨粒流并通过漏斗将气液固三相磨粒流收集,将收集后的气液固三相磨粒流通入搅拌箱(8)中搅拌,准备下一轮的抛光加工。
【技术特征摘要】
1.一种气液固三相磨粒流循环加工方法,其特征在于:包括如下步骤:a、利用内设空腔、上表面开有若干与内腔连通的通孔且底部设有真空泵接口的真空夹具(5)固定加工工件,真空夹具(5)底部的真空泵接口通过真空管道连接真空泵(12),真空泵(12)运行时将空腔内抽真空从而实现加工工件的吸附夹紧;b、利用三自由度夹具(2)驱动抛光工具(4)沿竖直方向运动,使抛光工具(4)与加工工件表面形成大面积的高度为H1的微距间隙;c、利用水泵(11)将搅拌箱(8)中的固液二相磨粒流抽出,并向抛光工具(4)中注入固液二相磨粒流,再利用气泡发生装置沿多个方向的气流注入孔向固液二相磨粒流中注入气流,在抛光工具(4)中形成含有微尺度气泡的气液固三相磨粒流的高速湍流漩涡;d、利用三自由度夹具(2)驱动抛光工具(4)在X轴和Y轴方向呈S型周期移动,移动的同时抛光工具(4)中的气液固三相磨粒流对加工工件进行抛光加工;e、利用水罩(6)挡住因冲击加工工件而飞散的气液固三相磨粒流并通过漏斗将气液固三相磨粒流收集,将收集后的气液固三相磨粒流通入搅拌箱(8)中搅拌,准备下一轮的抛光加工。2.根据权利要求1所述的一种气液固三相磨粒流循环加工方法,其特征在于:所述抛光加工分为T1、T2和T3三个时间段,T1时间段内抛光工具(4)与加工工件表面高度为H1,经过T1时间后将微距间隙高度调整为H2,进行二次抛光加工;经过T2时间后将微距间隙高度调整为H3,加工T3时间后完成整个加工过程。3.根据权利要求1所述的一种气液固三相磨粒流循环加工方法,其特征在于:所述的抛光加工包括气液固三相磨粒流中的微尺度气泡溃灭时对加工工件表面的切削作用、抛光工具(4)中形成含有微尺度气泡的气液固三相磨粒流的高速湍流漩涡对加工工件表面的冲击作用和通过控制气液固三相磨粒流中微尺度气泡溃灭过程中产生的冲击力作用于气液固三相磨粒流中的微细磨粒时加速微细磨粒对加工工件表面的切削作用。4.一种气液固三相磨粒流循环加工装置,其特征在于:包括机架...
【专利技术属性】
技术研发人员:计时鸣,葛江勤,袁智敏,张利,温祥青,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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