利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2024100130579
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
联系人

摘要:

权利要求书:

1.半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平装备,其特征在于:包括机床(1);所述机床(1)上设有直线移动平台(2)、清洗干燥装置(3)、力流变约束模块(4)、在位检测装置(5)和液压动力装置(6);所述直线移动平台(2)用于调整半球谐振子(11)的位置;所述清洗干燥装置(3)用于对抛光后的半球谐振子(11)进行清洗和干燥;所述在位检测装置(5)用于检测抛光后的半球谐振子(11)表面的不平衡质量和不平衡位置;所述力流变约束模块(4)用于对半球谐振子(11)进行抛光,其包括基板(41)和设于基板(41)上的定模芯(42),定模芯(42)的端部与半球谐振子(11)的内球面结构相吻合;所述定模芯(42)的外部套设有定模套(43),定模套(43)的一端固定于基板(41)上,另一端连接有动模套(44);所述定模芯(42)的外壁两侧对称开设有A沟槽(4201),对应的,定模套(43)的内壁上开设有与A沟槽(4201)相配合的B沟槽(4301),从而在定模芯(42)和定模套(43)之间形成两个约束流道;所述动模套(44)的内壁上开设有用于连通两个约束流道的弧形槽(4401),弧形槽(4401)与半球谐振子(11)的外球面结构相吻合;所述基板(41)上设有两个通孔(4101),分别与两个约束流道相连通;所述两个通孔(4101)分别通过管道(9)与A磨料缸(7)和B磨料缸(8)相连接;所述在位检测装置(5)包括条纹相机(51),用于获取半球谐振子的周向多点振动频率;所述液压动力装置(6)包括液压站(61),以及与液压站(61)相连接的A液压缸(62)和B液压缸(63);所述A液压缸(62)和B液压缸(63)分别与A磨料缸(7)和B磨料缸(8)的活塞相连接;所述直线移动平台(2)上设有工件主轴(10),所述工件主轴(10)用于装夹半球谐振子(11),并驱动其转动;所述A液压缸(62)和B液压缸(63)与液压站(61)交错相连;A液压缸(62)的进油口和B液压缸(63)的排油口相连通,然后连接至液压站(61)的进油口;A液压缸(62)的排油口和B液压缸(63)的进油口相连通,然后连接至液压站(61)的出油口。

2.根据权利要求1所述的半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平装备,其特征在于:所述清洗干燥装置(3)包括水枪(31)和气枪(32);所述水枪(31)用于将半球谐振子(11)表面黏附的抛光液冲洗干净,所述气枪(32)用于将清洗后的半球谐振子(11)表面残留的水渍吹干。

3.根据权利要求1所述的半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平装备,其特征在于:所述动模套(44)包括可拆连接的第一动模套(441)和第二动模套(442);所述第一动模套(441)套设于定模套(43)的端部;所述弧形槽(4401)设于第二动模套(442)上。

4.根据权利要求1所述的半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平装备,其特征在于:所述直线移动平台(2)为丝杆十字滑台,包括X丝杆滑台(21)和Y丝杆滑台(22);所述Y丝杆滑台(22)固定于机床(1)上;所述工件主轴(10)固定于X丝杆滑台(21)上。

5.半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平方法,其特征在于:该方法采用权利要求1所述的半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平装备实现,包括以下步骤:

步骤一、配制具有剪切流变效应的非牛顿流体抛光液,并存放在A磨料缸(7)和B磨料缸(8)中;将半球谐振子(11)安装于工件主轴(10)上,然后将半球谐振子(11)移动至力流变约束模块(4)处,并装入力流变约束模块(4)内;

步骤二、工件主轴(10)启动,带动半球谐振子(11)转动;同时,液压动力装置(6)启动,A液压缸(62)和B液压缸(63)往复运动,将磨料缸内的抛光液推入到约束流道内,形成约束流场,对半球谐振子(11)进行抛光,抛光时间为T1;

步骤三、抛光完成后,将半球谐振子(11)从力流变约束模块(4)内拆下,并移动至清洗干燥装置(3)处进行清洗干燥,时间为T2;

步骤四、清洗干燥完成后,将半球谐振子(11)移动至在位检测装置(5)处;通过在位检测装置(5)检测出半球谐振子(11)表面的不平衡质量和不平衡位置,并通过解算公式:,计算出调平时间t;式中, 为不平衡质量, 为Preston 系数,在一定的

加工工艺条件下, 为常数,p为抛光压强,v为抛光速度;

步骤五、移动半球谐振子(11)并将其装入力流变约束模块(4)内,使其不平衡位置对准约束流道;液压动力装置(6)启动,对半球谐振子(11)进行抛光调平,调平时间为t;

步骤六、重复步骤三至步骤五,直到半球谐振子(11)的表面质量符合设定要求。

6.根据权利要求5所述的半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平方法,其特征在于:所述非牛顿流体抛光液包括基液、磨粒、化学添加剂;其中,所述磨粒为氧化铈、金刚石、氧化铝、氧化硅的一种或多种混合,比例为10~20wt%;所述化学添加剂为分散剂、PH调节剂、氧化剂或化学活性剂,比例为3~5wt%。

7.根据权利要求5所述的半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平方法,其特征在于:步骤一中,装配半球谐振子(11)时,先拆下动模套(44),再将半球谐振子(11)套入定模芯(42)的端部,且两者之间留有微小缝隙,接着重新安装上动模套(44),使力流变约束模块(4)闭合,装配完成。

8.根据权利要求5所述的半球谐振子约束流场力流变抛光‑调平方法,其特征在于:步骤三中,抛光液的流速为4.5~20L/min。