[发明专利]大型复杂金属表面等离子体与脉冲放电复合抛光加工装置

摘要

本发明涉及一种大型复杂金属表面等离子体与脉冲放电复合抛光加工装置，目的是解决常规金属表面精密加工和抛光方法的不足及加工和抛光效率低、易产生加工应力和表层损伤等问题。该装置包括射频电源、射频电源匹配器、高压直流脉冲电源、脉冲电源极性调节装置、高压直流脉冲电源阻抗、等离子炬、加工保护罩、控制电路和联动机构；本发明是在大气压下对金属的表面的精密加工和抛光，不需要真空室和特制的抛光液，可降低设备成本并扩大其使用范围。加工效率是传统抛光方法的几倍，并且是无应力加工，无表面和亚表层损伤、无表面污染，抛光工件的表面粗糙度可达到Ra0.2μm。

主权项

一种金属表面等离子体与脉冲放电复合抛光加工装置，其特征在于，该装置包括射频电源(1)、射频电源匹配器(2)、高压直流脉冲电源(3)、脉冲电源极性调节装置(4)、等离子炬、加工保护罩(18)、控制电路(19)、工作台(20)和联动机构(24)；工作台(20)用于放置待抛光金属材料加工工件，加工保护罩(18)用于罩在待抛光金属材料加工工件(21)上，以收集废弃的抛光物和气体，加工保护罩(18)的上端留有用于加工的开口；等离子炬包括石英管(6)、石英管保护套(7)、脉冲放电电极(8)、电极绝缘保护套(9)、进气装置(10)、第一电磁振荡加载装置(11)、空心螺旋线圈、外部封装绝缘保护套(15)、外部封装绝缘保护套端盖(25)和第二电磁振荡加载装置(26)；放电电极(8)、电极绝缘保护套(9)、密封圈(13)由内至外同轴固定，并固定安装在进气装置(10)的顶部通孔内，石英管(6)的上端和石英管保护套(7)一起固定安装在进气装置(10)底部通孔内，进气装置(10)一侧还开有一个进气接口，用于与等离子体发生气体气源和化学反应气体气源连接；进气装置(10)、密封圈(13)、放电电极(8)、电极绝缘保护套(9)、石英管保护套(7)、石英管(6)均同轴放置，进气装置(10)除进气接口外内部保持密封，电极绝缘保护套(9)和石英管保护套(7)均为密封；在石英管(6)的上部安装有第一电磁振荡加载装置(11)，在石英管(6)中部安装有空心螺旋线圈，且空心螺旋线圈紧密地缠绕在石英管(6)的外壁上，空心螺旋线圈内部用于通冷却液；在进气装置(10)外安装有一个外部封装绝缘保护套(15)，并将第一电磁振荡加载装置(11)和空心螺旋线圈套在其内；在外部封装绝缘保护套(15)的下端安装外部封装绝缘保护套端盖(25)，石英管(6)底部穿过外部封装绝缘保护套端盖(25)，且其外套有第二电磁振荡加载装置(11)；等离子炬中的空心螺旋线圈的一极用于与射频电源(1)的一输出极连接，另一极用于与射频电源匹配器(2)的一端连接，射频电源匹配器(2)的另一端接入射频电源(1)的另一输出极，形成一个射频放电回路；放电电极(8)与高压直流脉冲电源阻抗(5)一端电连接，高压直流脉冲电源阻抗(5)另一端与脉冲电源极性调节装置(4)一极电连接，脉冲电源极性调节装置(4)的另外一极与高压直流脉冲电源(3)一极电连接，高压直流脉冲电源(3)的另外一极用于接入金属材料加工工件(21)表面，形成一个高压直流脉冲放电回路；控制电路(19)分别与射频电源(1)、高压直流脉冲电源(3)、脉冲电源极性调节装置(4)、第一电磁振荡加载装置、第二电磁振荡加载装置以及联动机构(24)电信号连接，以实现对它们的控制；等离子体炬安装在联动机构(24)上，由联动机构(24)按照加工路径带动等离子体炬在待抛光金属材料加工工件(21)表面移动，以实现整个金属材料复杂曲面的加工和抛光。