复杂型面器件超精密射流抛光装置及方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010885619.0 (22)申请日 2020.08.28 (71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大学北洋园校区 (72)发明人 曹中臣闫升亲李世鹏 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201 代理人 李丽萍 (51)Int.Cl. B24C 3/32(2006.01) B24C 7/00(2006.01) B24C 9/00(2006.01) B24C 5/04(2006.01) (54)发明名。

2、称 一种复杂型面器件超精密射流抛光装置及 方法 (57)摘要 本发明公开了一种复杂型面器件超精密射 流抛光装置， 包括供液系统和安装在六轴运动平 台上的抛光喷嘴部件， 所述供液系统将预混合的 抛光液以指定的压力和速度通过所述射流喷嘴 喷射到固定在工作台上的待加工工件的表面上， 所述抛光液中的颗粒与待加工工件的表面相互 作用， 进行材料的纳米去除， 最终实现对待加工 工件的表面材料进行去除和修整加工。 本发明中 射流喷嘴具有偏心单孔结构、 偏心多孔结构和非 偏心多孔结构多种不同的结构形式， 可以根据需 要进行选择。 采用本发明射流抛光装置进行抛光 加工， 可以保证在复杂型面器件超精密射流抛光 过。

3、程中供液系统能够提供压力、 浓度、 温度、 流 量、 PH值等稳定的抛光液， 保证工件表面的抛光 质量。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 111890240 A 2020.11.06 CN 111890240 A 1.一种复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 包括供液系统和安装在六轴 运动平台上的抛光喷嘴部件(20)， 所述供液系统将预混合的抛光液以指定的压力和速度通 过所述抛光喷嘴部件喷射到固定在工作台上的待加工工件的表面上， 所述抛光液中的颗粒 与待加工工件的表面相互作用， 进行材料的纳米去除， 最终实现对待加工工件的表面材料 进行去除和修整加工。 2.根据权利要求1。

4、所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 所述供液系 统包括抛光液供给控制系统(1)、 搅拌装置(2)、 精密冷水机(3)、 浓度补偿装置(4)、 PH调节 装置(5)、 抛光液容器(6)、 压力和流量调节装置(7)、 输出泵(9)、 压力计(11)、 浓度测量装置 (12)、 温度传感器(13)、 流量传感器(14)和PH测量装置(15)； 所述精密冷水机(3)和浓度补偿装置(4)、 PH调节装置(5)均通过供液管路与所述抛光 液容器(6)相连， 所述搅拌装置(2)设置在所述抛光液容器(6)内， 所述输出泵(9)的输入端 与所述抛光液容器(6)相连， 所述输出泵(9)的输出端通过。

5、供液管路将抛光液输送到所述抛 光喷嘴部件(20)的旋转接头(21)的输入端； 所述工作台设有抛光液回流输出口， 所述抛光液回流输出口和抛光液容器(6)之间通 过抛光液回收管路连接至所述回收装置(18)； 所述压力计(11)、 浓度测量装置(12)、 温度传感器(13)、 流量传感器(14)和PH测量装置 (15)设置在所述输出泵(9)出口处的供液管路段上， 用以采集相关的数据信号， 并将采集到 的数据信号反馈至所述抛光液供给控制系统(1)， 所述抛光液供给控制系统(1)根据采集到 的数据信号控制所述搅拌装置(2)、 精密冷水机(3)、 浓度补偿装置(4)、 PH调节装置(5)和压 力和流量调节。

6、装置(7)的状态， 以保证所述供液系统将预混合的抛光液以指定的压力、 浓 度、 温度、 PH值和速度通过所述射流喷嘴喷射到待加工工件的表面上。 3.根据权利要求2所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 所述输出泵 (9)与所述抛光液容器(6)之间的供液管路段上设有过滤器 (8)， 在所述回收装置(18)与所 述抛光液容器(6)相连的抛光液回收管路段上设有过滤器(10)。 4.根据权利要求2所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 所述输出泵 (9)与所述抛光喷嘴部件(20)之间的供液管路段上设置有阻尼器(16)， 以减小供液管路的 压力脉动和流量脉动， 保证喷射抛光液。

7、的压力和流量稳定。 5.根据权利要求4所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 所述阻尼器 (16)与所述抛光喷嘴部件(20)之间的供液管路段上设置有溢流阀(17)， 从而实现供液系统 的压力过载保护。 6.根据权利要求1所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 所述抛光喷 嘴部件(20)包括旋转接头(21)、 转动主轴(22)、 射流喷嘴(30)和贯穿式电机； 所述转动主轴 (22)为空心轴， 所述转动主轴(22)的一端与所述旋转接头(21)的输出端相连， 所述转动主 轴(22)的另一端与所述射流喷嘴(30)相连； 所述贯穿式电机包括中空转子(25)和定子(26)， 。

8、所述中空转子(25)套在所述转动主轴 (22)上， 并通过螺纹连接与所述转动主轴(22)固连； 所述定子(26)的上下两端分别固定有 上端盖(23)和下端盖(28)； 所述上端盖(23)和所述下端盖(28)与所述转动主轴之间均分别 设有滚动轴承； 所述中空转子(25)转动时， 将动力传递给所述转动主轴(22)， 从而带动和所 述射流喷嘴(30)旋转； 与此同时， 所述旋转接头(21)的输出端跟随所述转动主轴(22)旋转， 权利要求书 1/3 页 2 CN 111890240 A 2 所述旋转接头(21)的输入端是固定的； 抛光加工时， 首先， 将抛光喷嘴部件(20)安装于六轴运动平台上， 所述。

9、供液系统通过供 液管路将抛光液输送到所述旋转接头(21)的输入端， 再通过所述旋转接头(21)的输出端进 入所述转动主轴(22)的空心腔， 所述抛光液通过所述转动主轴(22)的空心腔到达所述射流 喷嘴(30)， 以一定压力和速度通过所述射流喷嘴(30)的喷孔喷射到工件表面。 7.根据权利要求6所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 所述六轴运 动平台上设有滑块(31)、 第一连杆(32)、 第二连杆(33)， 所述滑块(31)与第一连杆(32)的一 端相连， 所述第一连杆(32)的另一端与第二连杆(33)的一端相连， 所述第二连杆(33)的另 一端与一个直角支撑安装座(34)的一。

10、端板相连， 所述抛光喷嘴部件(20)固定在所述直角支 撑安装座(34)的另一端板上。 8.根据权利要求1所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 所述射流喷 嘴(30)包括主体， 所述主体内自上而下的设有与所述转动主轴(22)的空心腔同轴贯通的抛 光液通道(101)和集液腔(102)， 所述集液腔(102)的底部设有射流喷孔(103)； 根据设置在所述集液腔(102)底部的射流喷孔的结构形式， 所述射流喷嘴具有以下几 种情形： 1)偏心单孔结构的射流喷嘴： 射流喷孔(103)的个数是一个， 所述射流喷孔(103)的中 心相对所述抛光液通道(101)的轴心是偏心的， 所述射流喷孔(1。

11、03)的轴线倾斜于所述射流 喷嘴的下端面； 抛光加工时， 在所述转动主轴(22)的带动下， 所述射流喷嘴(30)旋转， 所述 射流喷嘴(30)喷射出的射流围绕在工件上形成的去除斑点旋转， 从而使抛光液射流形成类 高斯型去除函数。 2)偏心多孔结构的射流喷嘴： 射流喷孔(103)的个数是多个， 多个射流喷孔(103)的轴 线延长线交于O点， 所述O点在所述抛光液通道(101)的轴线上， 所述O点位于多个射流喷孔 (103)的下方； 抛光加工时， 通过调整射流喷嘴与工件之间的距离， 使所述O点落在工件表面 上， 在所述转动主轴(2)的带动下， 所述射流喷嘴(30)旋转， 从而使抛光液射流形成高斯型。

12、 去除函数， 以提高抛光效率。 3)非偏心多孔结构的射流喷嘴： 射流喷孔(103)的个数是多个， 多个射流喷孔(103)的 轴线均垂直于所述射流喷嘴的下端面， 抛光加工时， 在所述转动主轴(2)的带动下， 所述射 流喷嘴(30)旋转， 从而对工件表面进行匀化去除， 实现高效抛光。 9.根据权利要求8所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其特征在于， 所述射流喷 孔的孔径为0.05-5mm； 所述射流喷嘴(30)的射流喷孔的轴线与所述射流喷嘴的下端面的夹 角为3090 。 10.一种复杂型面器件超精密射流抛光方法， 其特征在于， 利用如权利要求1至9中任一 所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置。

13、， 射流抛光的步骤如下： 步骤1： 选择合适的射流喷嘴(30)， 将其安装在转动主轴(22)的下端， 装配好抛光喷嘴 部件(20)， 通过安装部件将抛光喷嘴部件(20)安装在六轴运动平台上， 待抛光工件装夹在 工作台(42)的合适位置上， 调整好工件的位置， 卡紧工件； 启动运动平台， 调整好射流喷嘴 (30)和工件的相对位置； 步骤2： 启动搅拌装置(2)， 然后向抛光液容器(6)加入适量调配好的抛光液， 待抛光液 搅拌均匀后， 启动输出泵(9)； 通过抛光液供给控制系统(1)设定抛光液的压力、 浓度、 流量、 权利要求书 2/3 页 3 CN 111890240 A 3 温度以及PH值， 。

14、根据待抛光工件材料、 面形、 尺寸特征设定射流喷嘴(30)合适的转速， 喷嘴 开始转动； 步骤3： 加压后的抛光液从射流喷嘴喷出， 此时， 抛光液尚不稳定， 所述抛光液供给控制 系统通过闭环控制， 待抛光液的压力、 浓度、 温度、 PH值和流量稳定后， 启动六轴运动平台， 调节运动平台， 运行加工程序， 使射流喷射到工件上， 冲击工件表面， 开始抛光加工； 抛光过 程中射流喷嘴的运动轨迹由所述六轴运动平台的数控系统控制， 通过控制喷嘴驻留时间和 运行轨迹， 实现精确抛光； 步骤4： 抛光液在冲击工件表面后， 流到回收装置(18)内， 通过抛光液回收管路再次进 入抛光液容器(6)， 循环利用。 。

15、权利要求书 3/3 页 4 CN 111890240 A 4 一种复杂型面器件超精密射流抛光装置及方法 技术领域 0001 本发明属于表面抛光技术领域， 更具体的说， 是设计一种复杂型面器件超精密抛 光装置及方法。 背景技术 0002 随着现代光学工业和光学技术的发展， 非球面光学元件由于其优良的光学特性被 广泛应用于先进光学望远、 高灵敏度传感和高分辨率摄像等领域。 高性能高质量的复杂型 面光学元件的需求量在不断增长， 这对复杂型面零件的加工设备和加工工艺要求越来越 高。 目前已经有许多针对复杂型面器件的抛光方法， 比如磨料水射流抛光， 但是现有技术有 很多不足。 由于射流抛光材料去除率比较。

16、小， 加工时间长， 加工过程中无法保证抛光液的浓 度、 温度、 压力以及PH值等参数不变， 所以抛光质量无法保证。 对于复杂型面器件， 加工过程 中需要机床有足够的自由度才能完成各个表面的加工。 此外单喷嘴在加工过程中， 不容易 得到理想的去除函数， 会影响抛光质量， 而且单喷嘴的加工效率较低。 发明内容 0003 针对上述现有技术， 本发明的目的在于解决上述现有射流抛光技术中的不足， 保 证在复杂型面器件超精密射流抛光过程中供液系统能够提供压力、 浓度、 温度、 流量、 PH值 等稳定的抛光液， 保证工件表面的抛光质量； 供液系统将预混合的抛光液以指定压力和速 度通过抛光喷嘴部件喷射到工件表。

17、面， 利用悬浊液中的颗粒和工件的相互作用， 进行材料 的纳米去除， 最终实现材料去除和修整加工的目的。 通过不同尺寸单喷嘴和不同类型多喷 嘴阵列的切换， 可以加工不同器件， 满足不同器件的加工要求， 极大提高抛光效率； 六轴运 动平台能使喷嘴作6自由度运动， 可以满足复杂型面器件的加工需求。 0004 为了解决上述技术问题， 本发明提出的一种复杂型面器件超精密射流抛光装置， 包括供液系统和安装在六轴运动平台上的抛光喷嘴部件， 所述供液系统将预混合的抛光液 以指定的压力和速度通过所述射流喷嘴喷射到固定在工作台上的待加工工件的表面上， 所 述抛光液中的颗粒与待加工工件的表面相互作用， 进行材料的纳。

18、米去除， 最终实现对待加 工工件的表面材料进行去除和修整加工。 0005 进一步讲， 本发明所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其中， 0006 所述供液系统包括抛光液供给控制系统、 搅拌装置、 精密冷水机、 浓度补偿装置、 PH调节装置、 抛光液容器、 压力和流量调节装置、 输出泵、 压力计、 浓度测量装置、 温度传感 器、 流量传感器和PH测量装置； 所述精密冷水机、 所述浓度补偿装置和所述PH调节装置均通 过供液管路与所述抛光液容器相连， 所述搅拌装置设置在所述抛光液容器内， 所述输出泵 的输入端与所述抛光液容器相连， 所述输出泵的输出端通过供液管路将抛光液输送到所述 抛光喷嘴部件的。

19、旋转接头的输入端； 所述工作台设有抛光液回流输出口， 所述抛光液回流 输出口和抛光液容器之间通过抛光液回收管路连接至所述回收装置； 所述压力计、 浓度测 量装置、 温度传感器、 流量传感器和PH测量装置设置在所述输出泵出口处的供液管路段上， 说明书 1/7 页 5 CN 111890240 A 5 用以采集相关的数据信号， 并将采集到的数据信号反馈至所述抛光液供给控制系统， 所述 抛光液供给控制系统根据采集到的数据信号控制所述搅拌装置、 精密冷水机、 浓度补偿装 置、 PH调节装置和压力和流量调节装置的状态， 以保证所述供液系统将预混合的抛光液以 指定的压力、 浓度、 温度、 PH值和速度通过。

20、所述射流喷嘴喷射到待加工工件的表面上。 0007 所述输出泵与所述抛光液容器之间的供液管路段上设有过滤器 ， 在所述回收装 置与所述抛光液容器相连的抛光液回收管路段上设有过滤器。 0008 所述输出泵与所述抛光喷嘴部件之间的供液管路段上设置有阻尼器， 以减小供液 管路的压力脉动和流量脉动， 保证喷射抛光液的压力和流量稳定。 0009 所述阻尼器与所述抛光喷嘴部件之间的供液管路段上设置有溢流阀， 从而实现供 液系统的压力过载保护。 0010 所述抛光喷嘴部件包括旋转接头、 转动主轴、 射流喷嘴和贯穿式电机； 所述转动主 轴为空心轴， 所述转动主轴的一端与所述旋转接头的输出端相连， 所述转动主轴的。

21、另一端 与所述射流喷嘴相连； 所述贯穿式电机包括中空转子和定子， 所述中空转子套在所述转动 主轴上， 并通过螺纹连接与所述转动主轴固连； 所述定子的上下两端分别固定有上端盖和 下端盖； 所述上端盖和所述下端盖与所述转动主轴之间均分别设有滚动轴承； 所述中空转 子转动时， 将动力传递给所述转动主轴， 从而带动和所述射流喷嘴旋转； 与此同时， 所述旋 转接头的输出端跟随所述转动主轴旋转， 所述旋转接头的输入端是固定的； 抛光加工时， 首 先， 将抛光喷嘴部件安装于六轴运动平台上， 所述供液系统通过供液管路将抛光液输送到 所述旋转接头的输入端， 再通过所述旋转接头的输出端进入所述转动主轴的空心腔， 。

22、所述 抛光液通过所述转动主轴的空心腔到达所述射流喷嘴， 以一定压力和速度通过所述射流喷 嘴的喷孔喷射到工件表面。 0011 所述六轴运动平台上设有滑块、 第一连杆、 第二连杆， 所述滑块与第一连杆的一端 相连， 所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端相连， 所述第二连杆的另一端与一个直角 支撑安装座的一端板相连， 所述抛光喷嘴部件固定在所述直角支撑安装座的另一端板上。 0012 所述射流喷嘴包括主体， 所述主体内自上而下的设有与所述转动主轴的空心腔同 轴贯通的抛光液通道和集液腔， 所述集液腔的底部设有射流喷孔； 根据设置在所述集液腔 底部的射流喷孔的结构形式， 所述射流喷嘴具有以下几种情形： 0。

23、013 1)偏心单孔结构的射流喷嘴： 射流喷孔的个数是一个， 所述射流喷孔的中心相对 所述抛光液通道的轴心是偏心的， 所述射流喷孔的轴线倾斜于所述射流喷嘴的下端面； 抛 光加工时， 在所述转动主轴的带动下， 所述射流喷嘴旋转， 所述射流喷嘴喷射出的射流围绕 在工件上形成的去除斑点旋转， 从而使抛光液射流形成类高斯型去除函数。 0014 2)偏心多孔结构的射流喷嘴： 射流喷孔的个数是多个， 多个射流喷孔的轴线延长 线交于O点， 所述O点在所述抛光液通道的轴线上， 所述O点位于多个射流喷孔的下方； 抛光 加工时， 通过调整射流喷嘴与工件之间的距离， 使所述O点落在工件表面上， 在所述转动主 轴的带。

24、动下， 所述射流喷嘴旋转， 从而使抛光液射流形成高斯型去除函数， 以提高抛光效 率。 0015 3)非偏心多孔结构的射流喷嘴： 射流喷孔的个数是多个， 多个射流喷孔的轴线均 垂直于所述射流喷嘴的下端面， 抛光加工时， 在所述转动主轴的带动下， 所述射流喷嘴旋 转， 从而对工件表面进行匀化去除， 实现高效抛光。 说明书 2/7 页 6 CN 111890240 A 6 0016 本发明所述的复杂型面器件超精密射流抛光装置， 其中， 所述射流喷孔的孔径为 0.05-5mm； 所述射流喷嘴的射流喷孔的轴线与所述射流喷嘴的下端面的夹角为3090 。 0017 同时， 本发明中还提出了利用上述复杂型面器。

25、件超精密射流抛光装置的抛光方 法， 步骤如下： 0018 步骤1： 选择合适的射流喷嘴， 将其安装在转动主轴的下端， 装配好抛光喷嘴部件， 通过安装部件将抛光喷嘴部件安装在六轴运动平台上， 待抛光工件装夹在工作台的合适位 置上， 调整好工件的位置， 卡紧工件； 启动运动平台， 调整好射流喷嘴和工件的相对位置； 0019 步骤2： 启动搅拌装置， 然后向抛光液容器加入适量调配好的抛光液， 待抛光液搅 拌均匀后， 启动输出泵； 通过抛光液供给控制系统设定抛光液的压力、 浓度、 流量、 温度以及 PH值， 根据待抛光工件材料、 面形、 尺寸特征设定射流喷嘴合适的转速， 喷嘴开始转动； 0020 步骤。

26、3： 加压后的抛光液从射流喷嘴喷出， 此时， 抛光液尚不稳定， 所述抛光液供给 控制系统通过闭环控制， 待抛光液的压力、 浓度、 温度、 PH值和流量稳定后， 启动六轴运动平 台， 调节运动平台， 运行加工程序， 使射流喷射到工件上， 冲击工件表面， 开始抛光加工； 抛 光过程中射流喷嘴的运动轨迹由所述六轴运动平台的数控系统控制， 通过控制喷嘴驻留时 间和运行轨迹， 实现精确抛光； 0021 步骤4： 抛光液在冲击工件表面后， 流到回收装置内， 通过抛光液回收管路再次进 入抛光液容器， 循环利用。 0022 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 0023 (1)本发明提出的复杂型面器件超精密。

27、射流抛光装置， 采用闭环控制， 在射流抛光 过程中可以保证抛光液的压力、 浓度、 流量、 温度以及PH值稳定， 提高工件表面的加工质量。 0024 (2)本发明装置通过六轴运动平台调节喷嘴与工件之间的相对位置， 可以对复杂 型面器件表面进行抛光。 0025 (3)本发明装置在加工过程中， 通过更换不同尺寸单喷嘴和不同类型多喷嘴阵列 可适用于加工不同工件， 大幅提升工件抛光效率。 附图说明 0026 图1是本发明复杂型面器件超精密射流抛光装置的供液系统示意图； 0027 图2是本发明复杂型面器件超精密射流抛光装置的运动平台三维示意图； 0028 图3是本发明复杂型面器件超精密射流抛光装置的运动平。

28、台正视图； 0029 图4是本发明中抛光喷嘴部件的结构示意图； 0030 图5-1是本发明中抛光喷嘴部件的射流喷嘴的结构形式是一的示意图； 0031 图5-2是本发明中抛光喷嘴部件的射流喷嘴的结构形式二的示意图； 0032 图5-3是本发明中抛光喷嘴部件的射流喷嘴的结构形式三的示意图； 0033 图6是本发明中喷嘴安装部件的结构示意图。 0034 图中： 0035 1-抛光液供给控制系统 2-搅拌装置 3-精密冷水机 0036 4-浓度补偿装置 5-PH调节装置 6-抛光液容器 0037 7-压力、 流量调节装置 8-过滤器 9-输出泵 0038 10-过滤器 11-压力计 12-浓度测量装置。

29、 说明书 3/7 页 7 CN 111890240 A 7 0039 13-温度传感器 14-流量传感器 15-PH测量装置 0040 16-阻尼器 17-溢流阀 18-回收装置 0041 20-抛光喷嘴部件 21-旋转接头 22-中空转轴 0042 23-上端盖 24-第一滚动轴承 25-转子 0043 26-定子 27-第二滚动轴承 28-下端盖 0044 29-密封垫片 30-射流喷嘴 101-抛光液通道 0045 102-集液腔 103-射流喷孔 104-环形槽 0046 31-滑块 32-第一连杆 33-第二连杆 0047 34-直角支撑安装座 41-基座 42-工作台 具体实施方式。

30、 0048 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明， 但下述实施例绝非对本发 明有任何限制。 0049 本发明提供了一种复杂型面器件超精密射流抛光装置， 包括供液系统和安装在六 轴运动平台上的抛光喷嘴部件20， 所述供液系统将预混合的抛光液以指定的压力和速度通 过所述抛光喷嘴喷射到固定在工作台42上的待加工工件的表面上， 所述抛光液中的颗粒与 待加工工件的表面相互作用， 进行材料的纳米去除， 最终实现对待加工工件的表面材料进 行去除和修整加工。 0050 如图1所示， 所述供液系统包括抛光液供给控制系统1、 搅拌装置2、 精密冷水机3、 浓度补偿装置4、 PH调节装置5、 抛光液容器6。

31、、 压力和流量调节装置7、 输出泵9、 压力计11、 浓 度测量装置12、 温度传感器13、 流量传感器14和PH测量装置15； 所述精密冷水机3、 浓度补偿 装置4和PH调节装置5均通过供液管路与所述抛光液容器6相连， 所述搅拌装置2设置在所述 抛光液容器6内， 所述输出泵9的输入端与所述抛光液容器6相连， 所述输出泵9的输出端通 过供液管路将抛光液输送到所述抛光喷嘴部件20的旋转接头21的输入端； 所述工作台42设 有抛光液回流输出口， 所述抛光液回流输出口和抛光液容器6之间通过抛光液回收管路连 接至所述回收装置18； 所述压力计11、 浓度测量装置12、 温度传感器13、 流量传感器14。

32、和PH 测量装置15设置在所述输出泵9出口处的供液管路段上， 用以采集相关的数据信号， 并将采 集到的数据信号反馈至所述抛光液供给控制系统1， 所述抛光液供给控制系统1根据采集到 的数据信号控制所述搅拌装置2、 精密冷水机3、 浓度补偿装置4、 PH调节装置5和压力和流量 调节装置7的状态， 包括： 0051 1)当压力计11检测到系统内抛光液压力改变时， 所述抛光液供给控制系统1可通 过所述压力调节装置7调节抛光液压力， 从而保证抛光液压力稳定。 0052 2)当浓度测量装置12检测到抛光液浓度改变时， 所述抛光液供给控制系统1可通 过所述浓度补偿装置4调节抛光液浓度， 从而保证抛光液的浓度。

33、稳定。 0053 3)当流量传感器14检测到抛光液的流量改变时， 所述抛光液供给控制系统1可通 过调节输出泵9的输出流量和速度来调节抛光液流量， 从而保证抛光液流量稳定。 0054 4)当抛光液由于环境等因素改变而温度升高时， 所述温度传感器13把信号反馈给 所述抛光液供给控制系统1， 所述抛光液供给控制系统1可通过控制所述精密冷水机来调节 抛光液温度， 从而保证抛光液温度稳定。 说明书 4/7 页 8 CN 111890240 A 8 0055 5)当所述PH测量装置15检测到抛光液的PH值改变时， 所述抛光液供给控制系统1 可通过所述PH调节装置5调节抛光液PH值， 从而保证抛光液PH值稳。

34、定。 0056 从而实现保证所述供液系统将预混合的抛光液以指定的压力、 浓度、 温度、 PH值和 速度通过所述射流喷嘴喷射到待加工工件的表面上。 0057 所述搅拌装置2用于搅拌所述抛光液容器6内的抛光液， 可防止所述抛光液的磨料 发生沉积， 影响所述抛光液的浓度。 0058 所述输出泵9通过管路将所述抛光液从所述抛光液容器6抽出再加压。 所述输出泵 9与所述抛光液容器6之间的供液管路段上设有过滤器 8， 所述过滤器 8可以过滤所述抛光 液容器6内的杂质， 防止杂质对所述输出泵9、 供液管路及所述的射流喷嘴30造成损伤。 0059 为了减小系统的振动， 所述输出泵9与所述抛光喷嘴部件20之间的。

35、供液管路段上 设置有阻尼器16， 在系统受到干扰导致供液管路内抛光液的压力和流量发生脉动时， 所述 阻尼器16可以消除所述供液管路振动， 减小加压后的抛光液的压力脉动和流量脉动， 保证 所述射流喷嘴30喷射出的抛光液的压力和流量稳定， 从而保证工件的抛光质量。 0060 为保证系统安全， 防止管路压力过大， 所述阻尼器16与所述抛光喷嘴部件20之间 的供液管路段上设置有溢流阀17， 供液系统发生故障导致供液管路内抛光液压力增大超过 设定值时， 所述溢流阀17可以溢流部分抛光液， 减小供液管路内的压力， 从而实现供液系统 的压力过载保护， 保证所述供液系统的安全。 0061 本发明中的抛光液可以。

36、回收循环使用， 降低了加工成本。 射流喷嘴喷射出的抛光 液在冲击工件表面后， 流到工作台42下面的抛光液回收装置18内， 通过抛光液回收管路流 回到所述抛光液容器6进行循环， 在所述回收装置18与所述抛光液容器6相连的抛光液回收 管路段上设有过滤器10， 可以过滤掉杂质， 防止杂质进入抛光液容器。 0062 如图2和图3所示， 本发明中的所述抛光喷嘴部件20通过直角支撑安装座34安装在 六轴运动平台上； 所述六轴运动平台上设有滑块31、 第一连杆32和第二连杆33， 所述滑块31 装配在六轴运动平台上， 第一连杆32的一端固定在所述滑块31上， 所述第二连杆33的另一 端与所述第一连杆32的一。

37、端相连， 所述第二连杆32的另一端与所述直角支撑安装座34的一 个端板固定， 所述抛光喷嘴部件20的下端盖28固定在所述直角支撑安装座34的另一个端板 上。 0063 如图4所示， 所述抛光喷嘴部件20包括旋转接头21、 转动主轴22、 射流喷嘴30和贯 穿式电机； 所述转动主轴22为空心轴， 所述转动主轴22的一端与所述旋转接头21的输出端 相连， 所述转动主轴22的另一端与所述射流喷嘴30相连； 所述贯穿式电机包括中空转子25 和定子26， 所述中空转子25套在所述转动主轴22上， 并通过螺纹连接与所述转动主轴22固 连； 所述定子26的上下两端分别固定有上端盖23和下端盖28； 所述上端。

38、盖23和所述下端盖 28与所述转动主轴之间均分别设有滚动轴承； 所述中空转子25转动时， 将动力传递给所述 转动主轴22， 从而带动和所述射流喷嘴30旋转； 与此同时， 所述旋转接头21的输出端跟随所 述转动主轴22旋转， 所述旋转接头21的输入端是固定的； 抛光加工时， 首先， 将抛光喷嘴部 件20安装于六轴运动平台上， 所述供液系统通过供液管路将抛光液输送到所述旋转接头21 的输入端， 再通过所述旋转接头21的输出端进入所述转动主轴22的空心腔， 所述抛光液通 过所述转动主轴22的空心腔到达所述射流喷嘴30， 以一定压力和速度通过所述射流喷嘴30 的喷孔喷射到工件表面。 说明书 5/7 页。

39、 9 CN 111890240 A 9 0064 如图5-1、 图5-2和图5-3所示， 所述射流喷嘴30包括主体， 所述主体内自上而下的 设有与所述转动主轴22的空心腔同轴贯通的抛光液通道101和集液腔102， 所述集液腔102 的底部设有射流喷孔103。 所述射流喷嘴30可根据抛光工件的面形和尺寸特征更换不同尺 寸单喷嘴或不同类型多喷嘴阵列。 采用单喷嘴用于加工微小型工件， 采用多喷嘴阵列可用 于加工比较大的工件， 及适用于不同工件， 提高抛光加工的效率。 根据设置在所述集液腔 102底部的射流喷孔的结构形式， 所述射流喷嘴具有以下几种情形： 0065 1)偏心单孔结构的射流喷嘴： 如图5。

40、-1所示， 射流喷孔103的个数是一个， 所述射流 喷孔103的中心相对所述抛光液通道101的轴心是偏心的， 所述射流喷孔103的轴线倾斜于 所述射流喷嘴的下端面； 抛光加工时， 在所述转动主轴22的带动下， 所述射流喷嘴30旋转， 所述射流喷嘴30喷射出的射流围绕在工件上形成的去除斑点旋转， 从而使抛光液射流形成 类高斯型去除函数。 0066 2)偏心多孔结构的射流喷嘴： 如图5-2所示， 射流喷孔103的个数是多个， 多个射流 喷孔103的轴线延长线交于O点， 所述O点在所述抛光液通道101的轴线上， 所述O点位于多个 射流喷孔103的下方； 抛光加工时， 通过调整射流喷嘴与工件之间的距离。

41、， 使所述O点落在工 件表面上， 在所述转动主轴2的带动下， 所述射流喷嘴30旋转， 从而使抛光液射流形成高斯 型去除函数， 以提高抛光效率。 0067 3)非偏心多孔结构的射流喷嘴： 如图5-3所示， 射流喷孔103的个数是多个， 多个射 流喷孔103的轴线均垂直于所述射流喷嘴的下端面， 抛光加工时， 在所述转动主轴2的带动 下， 所述射流喷嘴30旋转， 从而对工件表面进行匀化去除， 实现高效抛光。 0068 所述射流喷孔的孔径为0.05-5mm； 所述射流喷嘴30的射流喷孔的轴线与所述射流 喷嘴的下端面的夹角为3090 。 0069 本发明中使用的六轴运动平台具有X、 Y、 Z三个直线运动。

42、自由度和A、 B、 C三个旋转 自由度。 包括基座41和工作台42， 所述工作台42可以沿所述X轴方向移动； 所述工作台可以 绕所述C轴方向转动； 所述运动平台可以带动喷嘴沿所述Y轴方向和Z轴方向移动； 所述运动 平台可通过所述旋转轴A、 B调节所述喷嘴和工件之间的角度； 所述运动平台具有6个自由 度， 可以完成复杂型面器件的表面抛光。 0070 利用本发明提出的上述的复杂型面器件超精密射流抛光装置进行抛光加工， 如图 1、 图2和图3所示， 步骤如下， 0071 步骤1： 选择合适的射流喷嘴30， 将其安装在转动主轴22的下端， 装配好抛光喷嘴 部件20， 通过安装部件将射流喷嘴部件20安装。

43、在六轴运动平台上， 待抛光工件装夹在工作 台42的合适位置上， 调整好工件的位置， 卡紧工件； 启动运动平台， 调整好射流喷嘴30和工 件的相对位置； 避免射流喷嘴30朝向射工件。 0072 步骤2： 启动搅拌装置2， 然后向抛光液容器6加入适量调配好的抛光液， 待抛光液 搅拌均匀后， 启动输出泵9； 通过抛光液供给控制系统1设定抛光液的压力、 浓度、 流量、 温度 以及PH值， 根据待抛光工件材料、 面形、 尺寸特征设定射流喷嘴30合适的转速， 喷嘴开始转 动； 0073 步骤3： 加压后的抛光液从射流喷嘴喷出， 此时， 抛光液尚不稳定， 所述抛光液供给 控制系统通过闭环控制， 待抛光液的压。

44、力、 浓度、 温度、 PH值和流量稳定后， 启动六轴运动平 台， 调节运动平台， 运行加工程序， 使射流喷射到工件上， 冲击工件表面， 开始抛光加工； 抛 说明书 6/7 页 10 CN 111890240 A 10 光过程中射流喷嘴的运动轨迹由所述六轴运动平台的数控系统控制， 通过控制喷嘴驻留时 间和运行轨迹， 实现精确抛光； 0074 步骤4： 抛光液在冲击工件表面后， 流到回收装置18内， 通过抛光液回收管路再次 进入抛光液容器6， 循环利用。 0075 尽管上面结合附图对本发明进行了描述， 但是本发明并不局限于上述的具体实施 方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 而不是限制性的， 本领域的普通技术人员在本 发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨的情况下， 还可以做出很多变形， 这些均属于本发明的 保护之内。 说明书 7/7 页 11 CN 111890240 A 11 图1 说明书附图 1/4 页 12 CN 111890240 A 12 图2 图3 说明书附图 2/4 页 13 CN 111890240 A 13 图4 图5-1 说明书附图 3/4 页 14 CN 111890240 A 14 图5-2 图5-3 图6 说明书附图 4/4 页 15 CN 111890240 A 15 。