[发明专利]一种自动化循环控制多相流旋流抛光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及超精密加工技术领域，更具体的说，尤其涉及一种自动化循环控制多相流旋流抛光加工装置。

背景技术

鉴于传统固液二相流抛光加工效率较为低下，抛光面积较小，难以运用到光学、电子信息及薄膜科学等高新技术领域的超光滑表面加工的情况，气液固三相磨粒流抛光加工成为流体抛光技术新的难点与热点。超声空化三相磨粒流旋流抛光加工是指在原有的固液二相旋流流场的基础上加入超声波气泡发生器，超声波气泡发生器利用超声空化使旋流流场中产生空化气泡，利用微空化气泡的溃灭作用驱动磨粒群，从而提高抛光加工的效率。目前的三相流抛光加工装置大体都是以抛光加工装置与工件表面固定形成微距细缝，对于三相流体的流速，粘度，温度以及流体入口压力确实自动化控制，导致加工过程中难以采集到三相流抛光加工的加工参数，难以形成有效的边界条件调控方法，最终导致工件表面加工不平整，大面积超光滑抛光加工名不副实。

如何进一步改进三相磨粒流抛光加工装置，实现高效、稳定、均匀化的自动化超精密抛光加工是一大难点。

鉴于目前存在的一些问题，设计研发了一种自动化循环控制多相流旋流抛光加工装置。

发明内容

本发明的目的在于解决现有三相磨粒流抛光加工装置自动化加工能力较差，对于流场边界条件以及气泡溃灭能量调控较弱，导致工件表面加工不均匀，无法形成真正意义上的大面积超精密抛光加工；为了实现对精密光学零件的自动化超精密表面抛光加工，提出了一种自动化循环控制多相流旋流抛光加工装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种自动化循环控制多相流旋流抛光加工装置，包括抛光流道主体结构、自吸泵、电磁流量显示控制装置、搅拌叶片、搅拌电机、温度传感器、粘度传感器、降温棒、自动控制柜和加工池；所述加工池的外侧固定有侧边支架和底部支架，加工池的顶部固定有顶部支架；所述抛光流道主体结构固定安装在所述加工池内，所述抛光流道主体结构为抛光加工的主体；所述自吸泵安装在所述加工池的侧边支架上，所述自吸泵通过管道与所述加工池内形成磨粒内循环；所述电磁流量显示控制装置安装在所述自吸泵的出口处，所述电磁流量显示控制装置用于显示和控制自吸泵的出口速度；所述搅拌叶片固定安装在所述加工池上方的顶部支架上，所述搅拌电机与所述搅拌叶片固定连接，所述搅拌电机转动时带动所述搅拌叶片转动，用于增加加工池内磨粒的浑浊度与黏度；所述温度传感器和粘度传感器固定安装在所述加工池的内侧壁上，温度传感器用于检测加工池内加工液的温度，粘度传感器用于检测加工池内加工液的粘度；所述降温棒固定安装在所述加工池的内侧壁上，用于稳定加工液的温度；所述自动控制柜安装在加工池的底部支架上，用于接收温度传感器和粘度传感器发送的信号和控制整个装置的运行；

所述抛光流道主体结构包括抛光工具、超声波气泡发生器、固定架和升降驱动装置，所述抛光工具和超声波气泡发生器固定在固定架上，升降驱动装置连接所述固定架，升降驱动装置通过带动所述固定架的升降调整所述抛光工具底部与安装在加工池底部的加工工件的间隙；

所述抛光工具包括圆盘形抛光盘，圆盘形抛光盘与固定在加工池底部的加工工件表面形成间隙，圆盘形抛光盘的底部设置有环形滚花，所述圆盘形抛光盘内部具有倒锥形内腔，所述圆盘形抛光盘的顶部设有与所述倒锥形内腔连通的固液二相抛光液入口，所述超声波气泡发生器固定在所述圆盘形抛光盘的正上方，所述固液二相抛光液入口通过管道连接自吸泵。

进一步的，所述升降驱动装置包括固定在加工池内侧壁上的主体底部固定块、竖直安装在主体底部固定块上的滑轨、竖直安装在主体底部固定块上的滚珠丝杠、连接所述滚珠丝杠的顶部并驱动所述滚珠丝杠转动的丝杠驱动电机、用于固定所述丝杠驱动电机的主体顶部固定块、套装在所述滚珠丝杠上的丝杠螺母、套装在所述滑轨上的滑块以及滑块连接体，所述滑块连接体的一侧面固定连接滑块和丝杠螺母，另一侧面固定连接固定架。

进一步的，所述固定架包括用于固定所述圆盘形抛光盘的底部固定板和用于固定所述超声波气泡发生器的顶部固定板，底部固定板与所述顶部固定板固定连接，顶部固定板固定在滑块连接体上。

进一步的，所述超声波气泡发生器与自动控制柜电连接，自动控制柜控制超声波气泡发生器发出不同频率的超声波以产生不同尺寸的气泡并使之溃灭。