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专利号: 2019114259989
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:包括多通道相控发射系统(01)、六自由度移动平台(02)、抛光工具(03)、加工工件(04)、工件安装平台(05)、加工池(06)、低粘性磨粒流(07)、上位机控制系统(08)、变频器(09)、柱塞式水泵(10)、磨粒流注入管路系统(11)、安全管路系统(12)、磨粒流输出管路系统(13);所述多通道相控发射系统(01)与所述抛光工具(03)连接,多通道相控发射系统(01)控制所述抛光工具(03)产生相控空化;所述抛光工具(03)固定在所述六自由度移动平台(02)的活动端,六自由度移动平台(02)带动抛光工具(03)移动并实现抛光工具(03)沿x、y、z三轴的移动及绕x、y、z三轴的转动;所述加工工件(04)安装于所述工件安装平台(05)上;所述工件安装平台(05)安装于所述加工池(06)中上部区域;所述低粘性磨粒流(07)位于所述加工池(06)和管路系统内;所述上位机控制系统(08)通过所述变频器(09)与所述柱塞式水泵(10)连接,上位机控制系统(08)通过变频器(09)控制柱塞式水泵(10)的压力输出;所述柱塞式水泵(10)设置有两个出口和一个入口,所述柱塞式水泵(10)的其中一个出口与所述磨粒流注入管路系统(11)连接,所述磨粒流注入管路系统(11)的出口与所述抛光工具(03)的磨粒流注入口(0307)连接;所述柱塞式水泵(10)的另一个出口与所述安全管路系统(12)连接,所述安全管路系统(12)的出口与所述加工池(06)的底部连接,所述安全管路系统(12)保证管路水流压力安全;所述柱塞式水泵(10)的入口通过所述磨粒流输出管路系统(13)连接加工池(06)的底部。

2.根据权利要求1所述的一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:

所述抛光工具(03)包括固定本体(0301)、接线端盖(0302)、中部连接件(0303)、相控聚焦装置(0304)、角度调节件(0305)、微射流喷嘴(0306)、磨粒流注入口(0307)、喷嘴夹具(0308);

所述固定本体(0301)的上端面装夹在所述六自由度移动平台(02)的活动端;所述相控聚焦装置(0304)通过所述中部连接件(0303)安装在所述固定本体(0301)的底端;所述接线端盖(0302)安装在所述固定本体(0301)的侧面出线口位置;所述多通道相控发射系统(01)的连接线依次穿过接线端盖(0302)、固定本体(0301)、中部连接件(0303)后与所述相控聚焦装置(0304)相连;所述角度调节件(0305)安装于所述固定本体(0301)的侧壁位置;所述微射流喷嘴(0306)与喷嘴夹具(0308)固定连接,所述喷嘴夹具(0308)与所述角度调节件(0305)铰接;所述磨粒流注入口(0307)安装于所述微射流喷嘴(0306)的顶端位置。

3.根据权利要求2所述的一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:

所述相控聚焦装置(0304)包括顶部端盖(030401)、相控聚焦单元(030402)、耦合层(030403)、密封层(030404);所述顶部端盖(030401)固定在所述中部连接件(0303)下方,所述耦合层(030403)安装于所述顶部端盖(030401)下方,加工时耦合层(030403)淹没于所述加工池(06)内的低粘性磨粒流(07)中,实现聚焦声波与磨粒流的有效耦合;所述密封层(030404)设置在所述顶部端盖(030401)和所述耦合层(030403)之间,实现所述顶部端盖(030401)和所述耦合层(030403)之间的可靠静密封;所述相控聚焦单元(030402)为线性阵列布置的矩形压电陶瓷片,位于所述顶部端盖(030401)和所述耦合层(030403)之间的密封的中空区域,所述多通道相控发射系统(01)的连接线直接与所述相控聚焦单元(030402)的接线端连接。

4.根据权利要求1所述的一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:

低粘性磨粒流(07)在所述磨粒流注入管路系统(11)沿所述柱塞式水泵(10)到所述抛光工具(03)的方向流动,所述磨粒流注入管路系统(11)包括通过磨粒流注入管路(1101)依次连接的脉冲阻尼器(1102)、一号球阀开关(1103)、背压阀(1104)、调压阀(1105)、压力表(1106)、流体粘度测量仪(1107)、流体PH测量仪(1108)和温度计(1109);低粘性磨粒流(07)在磨粒流注入管路(1101)中依次经过脉冲阻尼器(1102)、一号球阀开关(1103)、背压阀(1104)、调压阀(1105)、压力表(1106)、流体粘度测量仪(1107)、流体PH测量仪(1108)和温度计(1109)后进入抛光工具(03)的磨粒流注入口(0307)中。

5.根据权利要求1所述的一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:

所述安全管路系统(12)包括安全管路(1201)、安全阀(1202);安全阀(1202)安装在安全管路(1201)上,低粘性磨粒流(07)在安全管路系统(12)中沿所述柱塞式水泵(10)到所述加工池(06)的方向流动。

6.根据权利要求1所述的一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:

所述磨粒流输出管路系统(13)包括磨粒流输出管路(1301)、二号球阀开关(1302)和过滤器(1303),二号球阀开关(1302)和过滤器(1303)依次连接在磨粒流输出管路(1301)上,低粘性磨粒流(07)在所述磨粒流输出管路系统(13)中沿所述加工池(06)到所述柱塞式水泵(10)的方向流动,低粘性磨粒流(07)在磨粒流输出管路(1301)中流动时依次经过二号球阀开关(1302)和过滤器(1303)。

7.根据权利要求2所述的一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:

所述微射流喷嘴(0306)与所述固定本体(0301)之间的角度可通过所述角度调节件(0305)进行相对角度调节,调节角度范围为0~60度。

8.根据权利要求2所述的一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:

所述喷嘴(0306)的出口直径在0.1mm~10mm之间。

9.根据权利要求4所述的一种分离式相控空化增强磨粒微射流抛光系统,其特征在于:

所述压力表(1106)、流体粘度测量仪(1107)、流体PH测量仪(1108)、温度计(1109)均与所述上位机控制系统(08)连接,压力表(1106)、流体粘度测量仪(1107)、流体PH测量仪(1108)、温度计(1109)分别实时监测磨粒流注入管路(1101)内压力、流体粘度、流体PH值、温度的变化。