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专利号: 2019109841700
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置,其特征在于:包括工作台(5)、移动定位装置(1)、旋转流道装置(2)和旋转磁场装置(3),移动定位装置(1)安装在工作台(5)上,旋转流道装置(2)安装在移动定位装置(1)上,旋转磁场装置(3)固定在旋转流道装置(2)斜下方的工作台(5)上;

所述移动定位装置(1)包括水平模组安装架(101)、水平直线模组(102)、水平模组驱动电机(107)、竖直直线模组(106)和竖直模组驱动电机(105),所述水平模组安装架(101)固定在工作台(5)上;所述水平直线模组(102)水平固定在水平模组安装架(101)上,所述水平模组驱动电机(107)固定在水平直线模组(102)的一端,水平模组驱动电机(107)的驱动轴连接水平直线模组(102)并驱动水平直线模组(102)上的水平滑块(103)沿着水平方向做直线运动;所述竖直直线模组(106)竖直固定在水平直线模组(102)的水平滑块(103)上,竖直模组驱动电机(105)固定在竖直直线模组(106)的上端,竖直模组驱动电机(105)的驱动轴连接竖直直线模组(106)并驱动竖直直线模组(106)上的竖直滑块(104)沿着竖直方向做直线运动;所述旋转流道装置(2)安装在竖直直线模组(106)的竖直滑块(104)上,所述旋转磁场装置(3)安装在水平模组安装架(101)旁边的工作台(5)上;旋转磁场装置(3)和旋转流道装置(2)设置在竖直滑块(104)的同一侧;

所述旋转磁场装置(3)包括支撑块(301)、旋转从动盘(304)、、三相定子线圈(302)、法兰型过电滑环(306)、导电铜片(307)、和定子线圈固定座(303),所述支撑块(301)固定在工作台(5)上,支撑块(301)上设置有一个倾斜向上的安装斜面;安装斜面上开设有用于安装定子线圈固定座(303)的圆形凹槽和用于安装法兰型过电滑环(306)的电滑环安装凹槽;所述电滑环安装凹槽与圆形凹槽同轴心设置且电滑环安装凹槽设置在圆形凹槽内部,所述定子线圈固定座(303)内嵌在安装斜面的圆形凹槽内,所述法兰型过电滑环(306)内嵌在斜面的电滑环安装槽内,所述法兰型过电滑环(306)的定子端固定安装在电滑环安装槽内,法兰型过电滑环(306)的转子端与旋转从动盘(304)的固定端固定连接;旋转从动盘(304)上设置有工件安装槽,旋转从动盘(304)的工件安装槽内壁上设置有导电铜片(307),导电铜片(307)与法兰型过电滑环(306)的转子端的导线相连接,法兰型过电滑环(306)的定子端的导线连接外置方波交流电源的一根输入线;所述三相定子线圈(302)固定在定子线圈固定座(303)上,三相定子线圈(302)环绕整个旋转从动盘(304)设置;三相定子线圈(302)的输入端连接外置的正弦交流电源;

所述旋转流道装置(2)包括旋转夹持头(201)、旋转接头(212)旋转接头(212)固定座(206)、流道固定板(207)、滑轨连接板(205)、抽气口单向阀(210)、气液磨粒流接头(208)、磨粒流入口阀(209)、流道接头(211)、空心流道(202)、旋转接头(212)、法兰盘(219)、旋转驱动电机(214)、旋转主动轮(224)、旋转从动轮(217)、旋转同步带(216)、环形过电滑环(213)、电滑环固定座(203)、电滑环定子端导线(204)、滑环转子端导线(221)、导电铜环(223)和主夹持端O型圈(222),所述滑轨连接板(205)竖直安装在竖直直线模组(106)的竖直滑块(104)上,流道固定板(207)固定安装在滑轨连接板(205)上,所述旋转接头(212)旋转接头(212)固定座(206)和电滑环固定座(203)均固定安装在流道固定板(207)上,所述旋转接头(212)安装在旋转接头(212)旋转接头(212)固定座(206)上,所述旋转接头(212)安装时旋转接头(212)的轴心线平行于旋转从动盘(304)的轴心线;所述旋转接头(212)靠近旋转磁场模块模块的一端为旋转接头(212)的旋转端,空心流道(202)的一端与旋转接头(212)的旋转端固定连接,空心流道(202)的另一端套装有法兰盘(219),旋转夹持头(201)安装在法兰盘(219)上,旋转夹持头(201)正对旋转流道装置(2)的安装斜面,旋转夹持头(201)的轴心线与安装斜面垂直设置,所述空心流道(202)安装时空心流道(202)的轴心线平行于旋转从动盘(304)和旋转夹持头(201)的轴心线;所述环形过电滑环(213)安装在电滑环固定座(203)上,环形过电滑环(213)套装在空心流道(202)上;所述环形过电滑环(213)通过滑环定子导线连接外置的方波交流电源的另一根输入线;所述空心流道(202)上设置有第一转子导线槽,第一转子导线槽沿着空心流道(202)的外壁延伸到空心流道(202)连接法兰盘(219)的一端的端面上,所述法兰盘(219)上设置有第二转子导线槽,第二转子导线槽的一端与空心流道(202)上的第一转子导线槽连通,第二转子导线槽的另一端延伸到法兰盘(219)用于装夹待加工工件一端的端面上,导电铜环(223)安装在法兰盘(219)用于装夹待加工工件的一端,滑环转子端导线(221)嵌装在第一转子导线槽和第二转子导线槽内,滑环转子端导线(221)的一端与环形过电滑环(213)贴合,滑环转子端导线(221)的另一端与导电铜环(223)连接;待加工工件的两端分别通过旋转夹持头(201)和旋转从动盘(304)夹持,待加工工件的盲孔位于旋转夹持头(201)一端,待加工工件装夹在旋转夹持头(201)上时导电铜环(223)与待加工工件贴合;所述旋转接头(212)的另一端为旋转接头(212)的固定端,旋转接头(212)的固定端通过流道接头(211)连接气液磨粒流接头(208),所述气液磨粒流接头(208)设置有三个出入口,分别为磨粒流入口端、磨粒流出口端和抽气端,磨粒流入口端、磨粒流出口端和抽气端相互连通,气液磨粒流接头(208)的磨粒流出口端连接流道接头(211),气液磨粒流接头(208)的磨粒流入口端通过磨粒流入口阀(209)和磨粒流管道连接外置的液态金属磨粒流发生装置,所述液态金属磨粒流发生装置产出的磨粒流为液态金属磨粒流,气液磨粒流接头(208)的抽气端通过抽气口单向阀(210)和抽气管道连接外置的抽气装置,所述气液磨粒流接头(208)、流道接头(211)、空心接头和旋转夹持头(201)共同构成旋转。

2.根据权利要求1所述的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置,其特征在于:旋转夹持头(201)包括法兰状的固定法兰端和用于固定待加工工件的主安装端,旋转夹持头(201)的固定法兰端与法兰盘(219)固定连接,旋转夹持头(201)的主安装端上设置有与待加工工件的加工端形状相配合的工件安装主槽,待加工工件的加工端安装在工件安装主槽内,旋转夹持头(201)的工件安装主槽设置有用于防止待加工工件的加工端滑动的主夹持端O型圈(222),主夹持端O型圈(222)的内圈贴合并套装在待加工工件的加工端,主夹持端O型圈(222)的外圈贴合工件安装主槽的内壁;所述旋转从动盘(304)包括圆柱状的固定端和用于固定待加工工件的副安装端,旋转从动盘(304)的固定端固定在支撑块(301)的圆形凹槽内,所述旋转从动盘(304)的副安装端内设置有与待加工工件后端形状相配合的工件安装副槽,待加工工件的后端安装在工件安装副槽内,旋转从动盘(304)的工件安装副槽底部设置有用于防止待加工工件滑动的副夹持端O型圈,副夹持端O型圈的内圈贴合并套装在待加工工件的后端,副夹持端O型圈的外圈贴合工件安装副槽的内壁,所述导电铜环(223)设置在主夹持端O型圈(222)的内壁上,所述导电铜片(307)设置在副夹持端O型圈的内壁上。

3.根据权利要求1所述的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置,其特征在于:水平直线模组(102)通过螺栓固定在水平模组安装架(101)上,水平模组安装架(101)通过螺栓固定在工作台(5)上,竖直直线模组(106)通过螺栓固定在水平直线模组(102)的水平滑块(103)上。。

4.根据权利要求1所述的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置,其特征在于:所述气液磨粒流接头(208)为方形接头,气液磨粒流接头(208)固定在滑轨连接板(205)上。

5.根据权利要求1所述的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置,其特征在于:所述旋转接头(212)旋转接头(212)固定座(206)包括流道固定底座和流道固定上座,空心流道(202)底座和流道固定上座上均设置有与空心流道(202)相配合的弧形槽,空心流道(202)底座和流道固定上座共同将空心流道(202)夹持住,空心流道(202)底座和流道固定上座通过螺栓固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置,其特征在于:所述空心流道(202)的轴心线和旋转从动盘(304)的固定端的轴心线均与水平面倾斜30-60度角,且空心流道(202)的轴心线和旋转从动盘(304)的固定端的轴心线均与支撑块(301)的安装斜面相垂直。

7.根据权利要求1所述的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置,其特征在于:所述支撑块(301)为直角三棱柱状的支撑块(301),支撑块(301)上设置有两个直角面和一个安装斜面,支撑块(301)的直角面固定安装在工作台(5)上,旋转从动盘(304)安装在法兰型过电滑环(306)的转子端,法兰型过电滑环(306)的法兰盘(219)安装斜面上。

8.根据权利要求1所述的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置,其特征在于:所述空心流道(202)的中部设置有用于安装环形过电滑环(213)的中部定位安装螺纹,所述空心流道(202)靠近旋转接头(212)的一端设置有用于连接旋转接头(212)的尾端定位安装螺纹,所述空心流道(202)靠近法兰盘(219)的一端设置有用于连接法兰盘(219)的凸台。空心流道(202)的两端与法兰盘(219)和旋转接头(212)的连接均为密封连接。

9.基于权利要求1所述的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光装置的一种用于导电工件盲孔抛光的负压抛光方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

步骤一:将待加工工件的底端通过副夹持端O型圈安装在旋转从动盘(304)上;

步骤二:启动竖直模组驱动电机(105),通过带动竖直直线模组(106)上的竖直滑块(104)向下直线运动,带动旋转夹持头(201)向下运动,使旋转夹持头(201)靠近旋转从动盘(304)上的待加工工件;

步骤三:启动水平模组驱动电机(107),通过带动水平直线模组(102)上的水平滑块(103)的水平运动,带动旋转夹持头(201)在水平方向上向待加工工件方向移动,当达到合适位置后停止水平模组驱动电机(107);

步骤四:重复步骤二和步骤三,使待加工工件和旋转夹持头(201)逐渐靠近,直至待加工工件的加工端完全伸入旋转夹持头(201)内,且旋转夹持头(201)内的主夹持端O型圈(222)完全套装在待加工工件的加工端上,此时待加工工件被旋转夹持头(201)和旋转从动盘(304)共同夹紧,待加工工件的盲孔与空心流道(202)相连通;

步骤五:关闭磨粒流入口阀(209),打开抽气口单向阀(210)并启动抽气装置,利用与抽气口单向阀(210)通过抽气管道连接抽气装置进行抽气,使待加工工件的盲孔和空心流道(202)内部处于负压状态;

步骤六:待加工工件的盲孔内部处于负压状态后关闭抽气装置,由于抽气口单向阀(210)只允许气体单向流动,所以待加工工件的盲孔内部一直保持负压状态,此时打开磨粒流入口阀(209)并启动液态金属磨粒流发生装置,使液态金属磨粒流发生装置中产生的液态金属磨粒流依次流经磨粒流入口阀(209)、气液磨粒流接头(208)、流道接头(211)和旋转接头(212)进入空心流道(202)中,由于待加工工件的盲孔和空心流道(202)均处于负压状态,液态金属磨粒流会直接流入待加工工件的盲孔内;

步骤七:液态金属磨粒流注入完毕后关闭磨粒流入口阀(209),打开旋转驱动电机(214),旋转驱动电机(214)通过旋转主动轮(224)、旋转从动轮(217)和旋转同步带(216)组成的同步带机构带动旋转接头(212)的活动端、空心流道(202)、法兰盘(219)、旋转夹持头(201)和待加工工件组成的整体进行旋转;

步骤八:打开与三相定子线圈(302)相连的正弦交流电源,由于三相电子线圈在交流电场下会产生旋转磁场,三相定子线圈(302)工作时产生的旋转磁场带动液态金属抛光液内的金属粒子运动,加快液态金属抛光液内的磨粒旋转撞击待加工工件的盲孔;

步骤九:打开外置的方波交流电源,通过与环形过电滑环(213)、滑环转子端导线(221)、导电铜片(307)、待加工工件、导电铜环(223)和法兰型过电滑环(306)组成的闭合回路向待加工工件施加方波交流电,在方波交流电的作用下待加工工件内部在会形成交流的电场,在交流电场的作用下,液态金属磨粒流中的金属粒子会沿着盲孔的轴向进行往复振荡运动,使液态金属磨粒流中磨粒运动更加无序,从而进一步加快待加工工件的盲孔抛光,直至完成待加工工件的盲孔抛光。

10.根据权利要求9所述的一种对非导电工件的盲孔进行抛光的抛光方法,其特征在于:所述步骤八过程中通过调节外接的正弦交流电源的频率和电压对三相定子线圈(302)产生的旋转磁场的旋转速度和强度进行控制,实现液态金属抛光液内金属粒子运动情况的改变,进而实现抛光效率的改变。