[实用新型]一种基于预混磨料的脉冲水射流抛光装置

说明书

本实用新型公开了一种基于预混磨料的脉冲水射流抛光装置，包括磨料搅拌单元、运动工作台、供液单元、抛光液回流单元和脉冲喷射单元，磨料搅拌单元包括搅拌器、搅拌电机和搅拌器控制器，供液单元包括供液泵、供液电机和储液器；脉冲喷射单元包括喷嘴、脉冲装置、脉冲控制电机和脉冲控制器；喷嘴用于喷射射流水柱；通过控制搅拌电机、供液电机和的脉冲控制电机的状态及运动工作台的运动，通过压力控制器调节射流水柱与工件表面的接触压力，使得射流水柱与工件表面的接触压力和速度发生瞬态变化，从而改变射流水柱与工件表面的接触状态。本实用新型使得射流水柱与工件表面实现断续脉冲接触，实现可控制断续磨料水射流，确保抛光液接触过程实时可控。

技术领域

本实用新型涉及一种抛光系统，尤其涉及一种预混磨料水射流抛光装置。

背景技术

随着科学技术的发展，自由曲面逐渐充斥着人们的生活，小到汽车车灯、眼镜镜片，大到军事装备，自由曲面在民用生活、航天航空、国防科技等领域都有着广泛的应用。传统的自由曲面加工方式包括有：超精密车削、铣削、磨削加工等，然而自由曲面由于高精度需求往往难以通过精确的数学方程表达，这给传统加工方式带来了严重的挑战。此外，传统加工方式不可避免的刀痕轨迹，使得高精度自由曲面必须要通过抛光处理。

磨料水射流技术从纯水射流技术发展而来，经历了水切割、岩石破碎等应用后逐渐在精密抛光领域得以应用。磨料水射流技术由于其超强加工柔性，适应于各种类型的自由曲面，加工过程中有微小磨粒不断冲击切削工件表面，几乎无热产生，近乎无损伤去除。然而传统磨料水射流技术对于表面材料去除率较小，提高材料去除率的主要方式依靠射流压力增加、磨料粒径增大。随着压力增加或粒径增大，射流管道、增压泵、控制阀的磨损也随之加剧，显著提升加工成本。

脉冲水射流的方法可以通过控制射流水柱与工件表面接触状态，实现射流水柱对工件表面冲击波作用时长，提高磨料与工件表面接触速度从而实现高效去除的目的。对于脉冲水射流主要的控制参数包括有，脉冲频率和加工与间歇时长占比。脉冲频率可以分为固定频率和可变频率，固定频率即指冲击频率不随时间变化，同理，可变频率可视为冲击频率随加工时间而变化。随着脉冲频率的增加，单位时间内的射流冲击次数增加。加工与间歇时长占比即指有加工时长而加工间歇时间的所占比例，随着间歇时长缩短，单位时间内实际加工时长增加，同样有利于加工效率提高。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型提出一种基于预混磨料的脉冲水射流抛光装置，采取利用脉冲喷射装置对射流水柱进行切割，实现可控制断续磨料水射流，以确保抛光液接触过程实时可控。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种基于预混磨料的脉冲水射流抛光装置，包括磨料搅拌单元、运动工作台、供液单元和抛光液回流单元，所述磨料搅拌单元包括搅拌器、搅拌电机和搅拌器控制器，所述供液单元包括供液泵、供液电机和储液器；该脉冲水射流抛光装置还包括脉冲喷射单元，所述脉冲喷射单元包括喷嘴、脉冲装置、脉冲控制电机和脉冲控制器；所述储液器与所述喷嘴之间设有进液口；所述搅拌器控制器控制所述搅拌电机的状态，利用压力控制器控制所述供液电机的状态，所述脉冲控制器控制所述脉冲控制电机的状态；所述喷嘴用于喷射射流水柱，所述射流水柱由供液单元提供的预混磨料形成，通过所述运动工作台的运动，以实现工件相对射流水柱的位置，所述脉冲控制器通过控制所述脉冲控制电机实现脉冲装置相对射流水柱的位置。

进一步讲，本实用新型所述的脉冲水射流抛光装置，其中，所述压力控制器通过控制所述供液电机实现所述喷嘴喷射的射流水柱的喷射压力。

所述抛光液回流单元包括水槽和水箱。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：