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专利号: 2020108437657
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:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种半球谐振子流道约束‑剪切流变抛光方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

(1)制备具有剪切流变效应的非牛顿流体抛光液,加入抛光液站;

(2)将半球谐振子通过夹具转接到抛光机工件主轴上,调整半球谐振子回转轴线与工件主轴回转轴线同轴;

(3)调整抛光头球面与半球谐振子球面同心,启动抛光液循环系统,使抛光液进入抛光头约束流道及抛光头‑谐振子表面间隙;

(4)启动工件主轴,使抛光头相对半球谐振子做相对转动,抛光液在约束流道、抛光头‑谐振子表面间隙形成两个剪切流变流场,通过计算机控制抛光液流速及工件主轴转速实现半球谐振子高效抛光。

2.如权利要求1所述的一种半球谐振子流道约束‑剪切流变抛光方法,其特征在于,所述步骤(1)中,非牛顿流体抛光液为非牛顿流体基液、磨料和添加剂的均匀混合物,所述非牛顿流体基液为多羟基聚合物和水组成的非牛顿流体,所述磨料是下列一种或至少两种的混合物:氧化铝、金刚石、碳化硅、氧化硅、氧化铈、碳化硼、氧化锆;所述添加剂是下列一种或至少两种的混合物:分散剂、防腐剂、表面活性剂、PH调节剂、化学活性剂。

3.如权利要求1或2所述的一种半球谐振子流道约束‑剪切流变抛光方法,其特征在于,所述步骤(2)中,半球谐振子与夹具连接方式为粘接、真空吸附或自定心夹头夹持,半球谐振子与夹具、夹具与主轴分别通过定位面连接,并消除径向跳动,保证主轴回转轴线与半球谐振子回转轴线的同轴度误差小于50μm。

4.如权利要求1或2所述的一种半球谐振子流道约束‑剪切流变抛光方法,其特征在于,所述步骤(3)中,抛光头在半球谐振子内表面抛光时为半球形,半径比谐振子球面小0.5‑

3mm,外表面抛光时为抛光头为凹球面,半径比谐振子球面大0.5‑3mm;抛光头中心开孔与抛光液循环泵出口连通,孔半径相比半球谐振子锚半径大2‑5mm;抛光头球面开有抛光液流道约束槽,流道约束槽为直线形、斜线形或螺旋形,截面形状为矩形或梯形,流道数量为1‑8条。

5.如权利要求1或2所述的一种半球谐振子流道约束‑剪切流变抛光方法,其特征在于,所述步骤(4)中,流道约束流场内抛光液相对谐振子表面的线速度为沿流道流速与谐振子回转线速度的合速度,抛光头‑谐振子间隙流场内抛光液相对谐振子表面的流速与谐振子回转线速度大小相等;抛光过程中,抛光液在抛光头与半球谐振子的相对运动的剪切作用下发生流变效应,包括剪切增稠、剪切固化或剪切膨胀。

6.如权利要求1或2所述的一种半球谐振子流道约束‑剪切流变抛光方法,其特征在于,所述流道约束‑剪切流变抛光方法通过调整工件转速、抛光液流量及流道结构,优化半球谐振子内表面各点抛光液流场速度及流变特性,实现抛光轨迹复杂化,材料均匀去除。

7.一种实现如权利要求1所述的半球谐振子流道约束‑剪切流变抛光方法的装置,其特征在于,所述装置包括抛光液站、抛光液循环泵、工件主轴、工具系统和控制系统,所述抛光液站实现抛光液存储、冷却和过滤,所述抛光液循环泵入口与抛光液站连通,出口与抛光头中心孔连接,所述工件主轴通过法兰或标准刀柄接头与半球谐振子夹具连接,带动工件转动,所述工具系统包括工具夹持机构和运动机构,所述控制系统能够控制球形抛光头的运动、工件主轴转速及抛光液循环泵流量。

8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述抛光头夹持通过法兰连接、螺纹连接或自定心夹头夹持实现,抛光头可以实现水平面及竖直方向三自由度运动。

9.如权利要求7或8所述的装置,其特征在于,抛光过程中半球谐振子转动,球形抛光头固定,抛光头与谐振子表面形成约束流道。

10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述半球谐振子在球面抛光头的正上方或正下方。