[发明专利]一种基于磁弱强化冲击植入纳米润滑砂轮磨削装置及方法

权利要求书

1.一种基于磁弱强化冲击植入纳米润滑砂轮磨削装置，其特征在于：包括控制模块、激光导光模块、加速模块和励磁模块；

所述控制模块包括电脑工业控制器(1)、数字控制器(2)、激光控制器(3)和压力控制器(6)；

所述数字控制器(2)上端与激光控制器(3)相连，下端与电脑工业控制器(1)相连；所述激光控制器(3)与高功率脉冲激光单元(1301)相连；所述电脑工业控制器(1)通过数字控制器(2)分别控制激光控制器(3)、光斑调节单元(1309)，激光控制器(3)控制高功率脉冲激光单元(1301)，压力控制器(6)控制储气罐(5)里气体输出的压力；

所述激光导光模块包括光学调节单元(1310)、高频高功率脉冲激光单元(1301)、光斑调节单元(1309)以及辅助系统；

所述光斑调节单元(1309)位于高频高功率脉冲激光单元(1301)与光学调节单元(1310)之间并与数字控制器(2)相连；所述高频高功率脉冲激光单元(1301)在光斑调节单元(1309)上面；所述光学调节单元(1310)在光斑调节单元(1309)下面；聚焦凸透镜(1311)位于光学调节单元(1310)内，高频高功率脉冲激光单元(1301)、光斑调节单元(1309)与光学调节单元(1310)串联起来；所述辅助系统用于在产生高温等离子体过程中提供黑漆(1304)；

所述加速模块包括三级初步加速装置(27)和激光冲击强化装置(13)；所述三级初步加速装置(27)通过导气管(8)与压力控制器(6)相连；所述三级初步加速装置(27)中的左右两部分为送粉装置(9)呈轴对称分布，中间部分为导气管(8)；所述压力控制器(6)通过导气管(8)与储气罐(5)相连；

所述励磁模块包括辅助装置和重复脉冲强磁场产生装置；所述重复脉冲强磁场产生装置包括电磁线圈(12)和两个独立的电磁线圈电源单元(4)，所述两个电磁线圈电源单元(4)均独立连接于所述电磁线圈(12)两端；根据预设的磁场波形的极性要求将两个电磁线圈电源单元(4)的正负极与电磁线圈(12)的接线端连接，对每个电源单元(4)中的供能元件充电至预设电压，所述电磁线圈(12)套装在小型拉尔法管(11)和大型拉尔法管(14)上；所述辅助装置用于重新给失磁性纳米颗粒(22)附加磁性。

2.根据权利要求1所述一种基于磁弱强化冲击植入纳米润滑砂轮磨削装置，其特征在于：所述辅助系统包括黑漆输送装置(1302)、垫片(1305)、耐高压K9玻璃(1306)、黑漆输入端口(1303)以及黑漆输出端口(1307)；

所述黑漆输送装置(1302)与激光强化冲击装置(13)内腔左上部和右上部的黑漆输入端口(1303)相连；所述垫片(1305)位于激光强化冲击装置(13)内腔外壁的凸缘上；所述耐高压K9玻璃(1306)在垫片(1305)之间，内腔底部有两个沿轴线对称分布的黑漆输出端口(1307)。

3.根据权利要求1所述一种基于磁弱强化冲击植入纳米润滑砂轮磨削装置，其特征在于：所述送粉装置(9)包括：空气压缩机(7)和储气罐(5)，储气罐(5)与所述空气压缩机(7)连接，从所述储气罐(5)分出三个导气管(8)，其中左右两根导气管(8)分别与送粉装置(9)连接，送粉装置(9)和中间导气管(8)又与纳米颗粒输入端口(10)连接。

4.根据权利要求1所述一种基于磁弱强化冲击植入纳米润滑砂轮磨削装置，其特征在于：所述辅助装置包括导磁杆(18)和励磁辅助装置(17)；所述导磁杆(18)为砂轮转轴；所述砂轮外部套装有励磁辅助装置(17)；所述励磁辅助装置(17)内装有永磁铁(29)；所述永磁铁(29)与导磁杆(18)形成的磁力线沿着砂轮成型腔径向方向布置。

5.根据权利要求1所述一种基于磁弱强化冲击植入纳米润滑砂轮磨削装置，其特征在于：所述压缩的气体为空气气压压力为0.5Map～3.0MPa；气体流速为240m/s～1000m/s；黑漆(1304)的输出压力为480～500kpa；黑漆输出端口(1307)直径为2mm，锥角为28°；高频高功率脉冲激光单元(1301)发出的激光脉宽为5ms～100ms；能量在10J～100J；光斑调节单元(1309)的光斑直径为0.5mm～12mm。