一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法，研究与设计一种能对复杂曲面、不规则孔、超精密零件进行高效光整加工的装置及方法。该装置包括框架、磨料池、气压动力系统、喷气系统、工件回转系统。该装置应用流化床原理并通过改变气流流速和磨料颗粒来对不同工件实现不同程度的光整加工。本装置采用三棱台喷孔，进一步对高速气流进行聚拢加压，减少了气压动力系统能量消耗，本装置操作简单，成本较低，不对环境产生危害，不受其他因素影响，工作更加稳定高效。

A finishing device and method for air pressure hole suspension abrasive pool of tripod

The invention discloses a polishing device and method for a triangular air pressure jet hole suspension abrasive pool, and researches and designs a device and method capable of efficiently finishing complex curved surfaces, irregular holes and ultra precision parts. The device comprises a frame, an abrasive pool, a pneumatic power system, a jet system and a workpiece rotation system. In this device, the principle of fluidized bed is applied, and the flow velocity and abrasive particles are changed to finish different workpieces. The device adopts a three edge platform spray hole to further gather and pressurize the high-speed air flow, reducing the energy consumption of the pneumatic power system. The device is simple in operation, low in cost, harmless to the environment, unaffected by other factors, and more stable and efficient in operation.

【技术实现步骤摘要】
一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法
本专利技术涉及一种三棱台气压喷孔悬浮悬浮磨料池光整加工装置及加工方法，属于金属表面光整加工领域。
技术介绍
零件表面质量是评价零件质量的一个重要指标，尤其是对尖端科技超精密零件，零件表面加工水平直接影响产品的使用性能和使用寿命。光整加工是指不切除或从工件上切除极薄材料层，以减小工件表面粗糙度为目的的加工方法，是先进制造技术的一个重要指标。光整加工采用的方法不同，工件表面的加工质量也不同，从而使零件的品质和寿命有所不同。当今世界各国飞速发展，我国急需提升自身制造业技术来赶超世界强国，零件加工精度问题一直是制造业中的重大课题，优良的零件光整加工技术则会显著提升产品质量、产品精度、产品的生产效率和降低生产成本，从而提升我国的制造业能力，带动经济发展。当今精密光整加工主要采用磁流变光整、电流变光整、磁悬浮光整、化学机械光整等超精密光整加工方法。但是，磁流变液、电流变液、磁流体成本昂贵，而化学抛光的废液又会造成环境污染。我国处在国家飞速发展的重要时期，对精密光整加工工件有极大需求，因此，亟需研发一种高效率、低成本、绿色环保的超精密光整加工方法，用以满足航空航天、生物医疗等尖端
对高性能零件的要求。
技术实现思路
本专利技术遵循当今尖端科技发展理念，并针对现存主流光整加工的不足之处，公布了一种全新的三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法。本装置基于气固两相流的光整加工方法研究，在高压气体作用下，固体颗粒呈现出流固接触状态，当这种气固两相流与工件表面接触时，固体颗粒将对该表面起到机械抛光作用，通过控制气体的种类、温度、流速与工件自身的进给旋转速度，从而实现对工件不同程度的光整加工。三棱台喷孔进一步对高速气流聚拢加压，提高气流速度，节省气压动力系统能量，提高工作效率。一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法其特征在于：所述装置主要包括框架、磨料池、气压动力系统、喷气系统、工件回转系统；所述气压动力系统主要包括：可控气流气体发生器、过滤器、恒温控制箱、压力控制阀；所述喷气系统主要包括：侧面恒温管道、底部恒温管道、侧面三棱台喷孔、底部三棱台喷孔；所述工件回转系统主要包括：步进电机、支架、联轴器、磁性工件夹具。一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法其特征在于：所述可控气流气体发生器与过滤器通过管道连接，过滤器通过管道和恒温控制箱相连，恒温控制箱通过管道连接压力控制阀，并实时检测气体压力的大小，这样就可以为装置提供稳定干净的恒温气流；压力控制阀与磨料池底部框架上的底部恒温管道相连，恒温管道环形排列在磨料池底部和侧面，恒温管道上等间隔分布三棱台喷孔，气流从喷孔喷出并带动磨料在磨料池内高速移动；所述步进电机通过支架固定在装置上部框架上，步进电机下端通过联轴器和磁性工件夹具相连，磁性工件夹具用来固定光整加工的工件，实现了工件在磨料池内回转运动。所述装置的工作原理为:可控气流气体发生器产生光整加工所需要的气流，气流经过过滤器过滤掉气流中的杂质以后进入恒温控制箱，在恒温控制箱内达到光整加工所需要的温度，最后由压力控制阀实时监测装置内部气压以此来控制气流的流速，从而达到光整加工要求，气流进入磨料池底部的恒温管道以后迅速充满磨料池底部和侧面的恒温管道，并由三棱台喷孔喷出。磨料池内磨料随着气流一起高速移动，使磨料具有流体的部分特性，形成流化床。同时步进电机启动并带动工件在磨料池内快速回转运动，高速回转工件与高速移动磨料充分接触从而实现工件的光整加工。本专利技术的创新点是：提供一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法，实现了工件光整加工的新突破，该装置可以根据自身需要选择气流气体的种类、温度、流速，也可以选择不同种类、不同大小的磨粒，从而为工件加工提供更多的可能性；该装置基于气固两相流的光整加工方法，实现了各种复杂工件无死角光整加工；该装置使用三棱台喷孔，可以对气流聚拢加压，从而节约能源，提高工作效率。该装置原料简单、操作方便、不会产生化学废料，并且使用气体能源，从而达到安全可靠、高效率、低成本、绿色环保的要求。附图说明图1磨料池光整加工装置结构总图。图2磨料池管道分布及气压动力系统结构图。图3为磨料池三棱台喷孔分布示意图。图中：1、步进电机；2、上部框架；3、侧面三棱台喷孔；4、底部三棱台喷孔；5、侧面恒温管道；6、磨料池；7、磁性工件夹具；8、联轴器；9、支架；10、底部恒温管道；11、底部框架；12、压力控制阀；13、恒温控制箱；14、过滤器；15、可控气流气体发生器；16、侧面三棱台喷孔；17、底部三棱台喷孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步描述；图1为磨料池光整加工装置结构总图。图中工件回转系统包含：步进电机[1]、支架[9]、联轴器[8]、磁性工件夹具[7]，其中步进电机[1]通过螺栓连接固定在支架[9]上，进而与上部框架[2]稳固结合。图中磨料池[6]内：侧面三棱台喷孔[3]、底部三棱台喷孔[4]等间隔分布在侧面恒温管道[5]和底部恒温管道[10]上，恒温管道镶嵌在框架的内侧。图2为磨料池管道分布及气压动力系统结构图。底部恒温管道[10]圆环状分布在磨料池[6]底部，侧面恒温管道[5]竖直分布在磨料池[6]侧面东西南北四个方向，恒温管道两个方向与外界气压动力系统通过管道相连。气压动力系统包括：可控气流气体发生器[15]通过管道分别与过滤器[14]、恒温控制箱[13]、压力控制阀[12]相连。气压动力系统管道分对称的两部分接入磨料池[6]底部恒温管道[10]，从而与喷气系统相连。图3为磨料池三棱台喷孔分布示意图。在磨料池[6]底部有底部三棱台喷孔[17]等间隔分布在底部恒温管道[10]上方，在磨料池[6]东西南北四个侧面有侧面三棱台喷孔[3]等间隔分布在侧面恒温管道[5]上部。工作过程：可控气流发生器[15]启动产生的气流首先通过过滤器[14]，过滤掉气体中的颗粒杂质后，气流进过恒温控制箱[13]，在恒温箱内达到光整加工所需的气体温度后，气流到达压力控制阀[12]，控制阀通过检测管道内气压来控制进入管道内气体的流速和流量。气流从两个方向分别进入磨料池[6]底部的恒温管道[10]后，气流迅速扩散并充满侧面恒温管道[5]，气流经过三棱台喷孔聚拢加压后喷出到磨料池[6]内，快速移动的气流带动磨料池[6]内的磨料颗粒一起快速移动，同时步进电机[1]启动，固定在磁性工件夹具[7]上的工件，在联轴器[8]的带动下一同高速旋转。高速旋转的工件和高速移动的磨料充分接触来进行精密的光整加工。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法，其特征在于：包括框架、磨料池、气压动力系统、喷气系统、工件回转系统；所述气压动力系统主要包括：可控气流气体发生器[15]、过滤器[14]、恒温控制箱[13]、压力控制阀[12]；所述喷气系统主要包括：侧面恒温管道[5]、底部恒温管道[10]、底面三棱台喷孔[4]、侧面三棱台喷孔[3]；所述工件回转系统主要包括：步进电机[1]、支架[9]、联轴器[8]、磁性工件夹具[7]，气压动力系统为装置提供稳定干净的恒温气流；喷气系统将气体从各个方向喷孔中喷出；工件回转系统带动工件在磨料池[6]内回转运动。

【技术特征摘要】
1.一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法，其特征在于：包括框架、磨料池、气压动力系统、喷气系统、工件回转系统；所述气压动力系统主要包括：可控气流气体发生器[15]、过滤器[14]、恒温控制箱[13]、压力控制阀[12]；所述喷气系统主要包括：侧面恒温管道[5]、底部恒温管道[10]、底面三棱台喷孔[4]、侧面三棱台喷孔[3]；所述工件回转系统主要包括：步进电机[1]、支架[9]、联轴器[8]、磁性工件夹具[7]，气压动力系统为装置提供稳定干净的恒温气流；喷气系统将气体从各个方向喷孔中喷出；工件回转系统带动工件在磨料池[6]内回转运动。2.按照权利要求1所述的一种三棱台气压喷孔悬浮磨料池光整加工装置及方法，其特征在于：所述可控气流气体发生器[15]与过滤器[14]通过管道连接，过滤器[14]通过管道和恒温控制箱相连[13]，恒温控制箱[13]通过管道连接压力控制阀[12]，并实时检测气体压力的大小，这样就可以为装置提供稳定干净的恒温气流；压力控制阀[12]与磨料池[6]底部框架上的底部恒温管道[10]相连，恒温管道环形排...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭前建，席志刚，袁伟，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37