[发明专利]复频振动微结构表面加工装置

说明书

复频振动微结构表面加工装置。主要解决了传统的机加方式无法很好的加工非金属脆硬材料的问题。本发明提供复频振动微结构表面加工装置，在普通超声加工的基础上辅助加工方法，其加入的辅助加工的三种方法：在工具中加入压缩空气对磨料磨料进行加速引流（通过软管带动磨粒磨料冲向工件的加工表面，降低研磨温度，有利于排屑）；对装有工件的安装板辅以旋转运动（使磨粒磨料在加工的过程中能更好的汇聚，提高磨粒磨料的切削使用效率）；对装有工件的安装板加入低频振动，低频振动与超声振动使磨粒磨料的碰撞更加的充分，加工效果好。

技术领域

本发明涉及超声振动加工领域，具体为复频振动微结构表面加工装置。

背景技术

随着科学技术和工业生产的飞速发展，具有复杂微米/纳米结构化表面应用领域越来越广泛，如光学，太阳能技术，生物工程，自动清洁，先进制造等。与简单的光滑表面相比，这些微米/纳米结构表面可以表现出许多新颖的功能和优异的特征。

为了从结构化表面获得最大的利用，复杂微米/纳米结构化表面的应用技术在过去几十年中一直是一个热点研究课题。利用复杂微米/纳米结构化表面制成薄而轻的太阳能板，调节合适的太阳能电池发射角，可以使效率达到38％,因此，研究各种材料的微纳结构的制造技术有重要意义。

伴着机械工业行业的发展，对高硬度零部件的需要也在逐日上升，由此也促进了陶瓷、复合材料、硅、石英、铁氧体等材料的应用。正是因为这些材料均具有硬度高和脆性的要求高，以及零部件外形复杂，一般通过传统的机加方式加工具有一定的难度。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供复频振动微结构表面加工装置，主要解决了传统的机加方式无法很好的加工非金属脆硬材料的问题。

本发明所采用的技术方案是：

复频振动微结构表面加工装置，包括对应设置的基座和支架，所述支架上设有可升降的横梁，所述横梁上设有与超声发生器连接的换能器，所述换能器底部连接有变幅杆，所述变幅杆底部设有研磨头，所述研磨头内设有气流通道；

所述基座上设有由第一动力源带动转动的平台，所述平台上设有第二动力源带动振动的安装板，所述安装板上设有用于固定工件的夹具；

还包括空气压缩机，所述空气压缩机通过导管与所述气流通道连通。

所述气流通道包括设于所述研磨头侧壁的进口和设于所述研磨头底部的出口，所述进口与所述出口连通。

所述支架上设有由第三动力源驱动转动的丝杆，所述丝杆上设有相配合的滑座，所述横梁与所述滑座连接。

所述第一动力源为电机，所述基座上设有固定座，所述固定座上设有由所述电机带动转动的主轴，还包括转动筒，所述主轴顶端伸入所述转动筒内且带动所述转动筒转动，所述安装板设于所述转动筒顶部。

所述转动筒内设有所述第二动力源，所述第二动力源为偏振电机。

所述安装板底部设有连接板，所述偏振电机通过螺钉安装于所述连接板上，所述转动筒边缘设有凸缘，所述凸缘上端面设有弹性件，所述弹性件的上端面与所述连接板的下端面抵压配合。

所述弹性件为弹簧。

还包括研磨液放置罐，所述研磨液放置罐与所述导管连通，所述导管上设有单向阀，所述单向阀依次与所述研磨液放置罐与刀具连通。

所述超声发生器发出的频率为15000~30000Hz，振幅为15~50μm和所述偏振电机的输出振动的频率为20~200Hz、振幅为100~200μm。