[发明专利]一种超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置及抛光方法

权利要求书

1.一种超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置，包括自聚焦超声波换能器(2)和超声聚焦壳体(4)；所述自聚焦超声波换能器(2)为一种凹球面压电陶瓷；所述超声聚焦壳体(4)的内腔为锥形腔，用来将所述自聚焦超声波换能器(2)发出的声波聚焦于一点，以增强腔体内抛光液的空化作用；所述超声聚焦壳体(4)的侧壁上设有与供液管(5)连通的抛光液供液口，所述超声聚焦壳体(4)的底部装配有射流喷嘴，其特征在于，所述射流喷嘴通过端盖(6)与所述超声聚焦壳体(4)相连，所述射流喷嘴(7)包括有N个孔径相同的喷孔，N＝2-10，所述喷孔的孔径范围为0.1-2mm。

2.根据权利要求1所述超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置，其特征在于，具有多个分别与所述超声聚焦壳体(4)装配、喷孔个数不同、喷孔布局不同的射流喷嘴。

3.根据权利要求2所述超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置，其特征在于，每个射流喷嘴与所述超声聚焦壳体(4)之间的连接为可拆卸连接，每个射流喷嘴的内部结构是，上部为与所述超声聚焦壳体(4)的锥形腔一致的内锥面，下部为与内锥面相连的台阶面，N个喷孔自该台阶面贯通至射流喷嘴的底部。

4.根据权利要求3所述超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置，其特征在于，所述射流喷嘴的内锥面与所述超声聚焦壳体(4)的锥形腔同轴。

5.根据权利要求1所述超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置，其特征在于，所述射流喷嘴的材质为不锈钢、陶瓷和蓝宝石中的任何一种材料。

6.根据权利要求2所述的超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置，其特征在于，所述射流喷嘴上N个喷孔的布局分别为十字形分布、一字型分布、圆周均匀分布以及多排行列矩阵分布。

7.一种超声空化辅助射流抛光方法，其特征在于，将如权利要求1至6中任一所述的超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置安装于数控机床的主轴箱或者工业机器人机械臂上；将加压后的抛光液通过所述抛光液供液口注入所述超声聚焦壳体3的锥形腔内，抛光液在所述的锥形腔内经过超声波空化作用后从底部的射流喷嘴的多个喷孔喷射到该加工工件表面上。

8.根据权利要求7所述的超声空化辅助多孔射流抛光方法，其特征在于，通过确定合适的射流喷嘴及加工参数来控制工件待抛光表面材料去除量及表面加工精度；

确定合适的射流喷嘴时，包括射流喷嘴的喷孔个数、孔径及多个喷孔的布局；

调整的参数，包括：所述自聚焦超声波换能器(2)发出的超声波频率、所述射流喷嘴与待加工工件表面之间的距离、射流喷嘴的喷射角度、抛光液浓度、抛光液供给压力、加工点的驻留时间和/或射流喷嘴相对加工点的运动轨迹。

9.根据权利要求8所述的超声空化辅助多孔射流抛光方法，其特征在于，所述的超声空化辅助多喷嘴射流抛光装置中的多个射流喷嘴上N个喷孔的布局分别为十字形分布、一字型分布、圆周均匀分布以及多排行列矩阵分布；

根据待加工工件表面形貌特征，在粗加工阶段时选择喷孔的布局为圆周均匀分布或是多排行列矩阵分布的射流喷嘴，以提高加工效率；在精密加工阶段时选择喷孔的布局为一字型或者十字型分布的射流喷嘴，以实现精密的确定性加工。