[发明专利]一种基于空化和介电泳的多相流抛光方法及抛光系统

权利要求书

1.一种基于空化和介电泳的多相流抛光方法，其特征在于，将待抛光工件放置在一个静止的过流腔体内，使磨粒流发生空化后进入过流腔体，并在过流腔体内施加非均匀电场将磨粒极化，磨粒在非均匀电场作用下对待抛光工件的平面进行抛光，达到均匀抛光的效果；

所述的过流腔体底部为平面，顶面为斜面或曲面，使得流体作用在待抛光工件上的动压均匀；所述的磨粒流中的磨粒为质量分数为10%以下的碳化硅磨粒，磨粒的粒径在200nm～50μm之间，磨粒流的压力为2MPa以下，温度为10～50摄氏度，所述的磨粒流的液相由去离子水、分散剂和切削液配置而成，三者比例为4:3:1,分散剂选用HT-4000系列分散剂，切削液选用RX-1系列润滑油；

所述磨粒流的空化数为0.02～0.4，所述磨粒流液相动力黏度为0.0014～0.0017kg/m•s；

所述的非均匀电场的电源频率在0～100 Hz间断可调，电压在0～20000V连续可调。

2.根据权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，以磨粒流压力、磨粒粒径、磨粒的浓度、磨粒流的空化数、磨粒流液相动力黏度、非均匀电场的电源频率和电压作为输入参数，以抛光后所得工件的表面粗糙度、均匀性程度作为输出参数，利用BP神经网络进行训练，建立多相流抛光模型，优化参数后进行抛光。

3.一种用于实现权利要求1所述的抛光方法的抛光系统，其特征在于，该系统包括电气控制柜（1）、冷却装置（2）、电机（3）、搅拌池（4）、阀门（5）、泵（6）、流量计（7）、压力计一（8）、磨粒流箱体（9）、介电泳装置（10）、压力计二（11），所述的电气控制柜（1）与所述的电机（3）相连，所述的电机（3）与所述的搅拌池（4）中的搅拌器相连，所述的搅拌池（4）位于所述的冷却装置（2）内，所述的阀门（5）连接所述的搅拌池（4），所述的阀门（5）、泵（6）、磨粒流箱体（10）依次通过管道连接，所述的磨粒流箱体（9）的出口连接到所述的搅拌池（4），形成磨粒流的封闭循环系统；所述的泵（6）与所述的磨粒流箱体（9）之间的管道上设置流量计（7）、压力计一（8），所述的磨粒流箱体（9）与所述的搅拌池（4）之间设置压力计二（11），所述的介电泳装置（10）设置于所述的磨粒流箱体（9）的外部，在加工流场内形成非均匀电场。

4.根据权利要求3所述的抛光系统，其特征在于，所述的磨粒流箱体（9）具体结构如下：

其包括两个端盖（902）、两个密封圈（903）、入口导流块（904）、约束模块（905）、腔体（906）、放置工件的底座（907）、放置底座的滑槽（908）、出口导流块（909）、多孔板（910），所述的两个端盖（902）分别位于所述的所述的箱体的两端，所述的多孔板（910）固定在腔体（906）的入口处，所述的入口导流块（904）和出口导流块（909）分别固定在两个端盖（902）内，且位于所述的腔体（906）的进出口处，所述的放置工件的底座（907）固定在所述的滑槽（908）内，所述的滑槽（908）、底座（907）和约束模块（905）均放置于所述的腔体（906）内，所述的底座（907）和约束模块（905）间形成磨粒流的流道。

5.根据权利要求4所述的抛光系统，其特征在于，所述的约束模块（905）的下表面为倾斜的平面，该表面的倾斜角度为0～10°。

6.根据权利要求4所述的抛光系统，其特征在于，所述的磨粒流箱体（9）的入口导流块（904）的入口为圆孔，出口为方孔，中间通过光滑曲面连接；所述的出口导流块的入口为方孔，出口为圆孔，中间也通过光滑曲面连接；所述的出口导流块（909）的入口高度小于所述的入口导流块（904）的出口高度。

7.根据权利要求4所述的抛光系统，其特征在于，所述的多孔板（910）的孔径在0.5～2mm之间。