磁控作用下雙頻聲空化納米流體超精拋光裝置及拋光方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及裝備制造業加工領域，具體地說是一種零件平面或曲面的高精度、高一致性和高表面質量的磁控作用下雙頻聲空化納米流體超精拋光裝置及拋光方法。
【背景技術】
[0002]高精度、高表面質量的平面或曲面是裝備制造業中重要的、關鍵的基礎零部件，直接決定著重大裝備和主機產品的性能、質量和可靠性，在電子設備、精密機械、儀器儀表、光學元件、醫療器械等領域應用廣泛，磨料水射流拋光技術就是其中之一的拋光方法。水射流是由噴嘴射出可形成不同形狀的高速水流束，這種具有足夠能量的水流束作用在材料上，可以對材料進行清洗、剝層、切割、粉碎等作業。水射流作業效率與泵的壓力緊密相關，為使水射流技術廣泛應用工業部門，人們研制高壓發生設備，但由于高壓設備成本居高不下，而且還給安全帶來隱患，因此其應用也受到限制。同時傳統的水流拋射不可控，對于曲面加工精度不高，表面質量不好。近年來隨著對設備儀器性能的不斷提高，對平面和曲面加工精度和表面質量提出了越來越高的要求，這就有必要開發一種平面或曲面的高精度、高表面質量的拋光方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種磁控作用下雙頻聲空化納米流體超精拋光裝置及拋光方法。
[0004]本發明要解決現有零件的平面或者曲面無法滿足高精度、高表面質量的拋光要求，傳統的水射流拋光技術中水流拋射不可控，對曲面加工精度不高，表面質量不好的問題。
[0005]本發明的技術方案是:一種磁控作用下雙頻聲空化納米流體超精拋光裝置，包括拋光液池、液壓泵、超聲反應器、雙頻超聲裝置、納米磨粒容器、交流電源、交流線圈和工件機架，所述的液壓泵和拋光液池之間由第一連接管相連，所述的液壓泵和超聲反應器的上端由第二連接管相接，所述的拋光液池內設有拋光液；所述的納米磨粒容器設于所述的超聲反應器上方，通過第三連接管相接，所述的納米磨粒容器內設有納米磨粒；所述的工件機架設于所述超聲反應器的下方，所述的交流線圈設于所述超聲反應器和工件機架之間，工件機架內設有工件，所述的交流線圈通過第五導線與所述的交流電源相接；所述的雙頻超聲裝置包括高頻超聲裝置和低頻超聲裝置，分別設于所述超聲反應器的左右兩側，所述的高頻超聲裝置包括高頻超聲發生器、第一高頻換能器、第一高頻變幅桿、第二高頻換能器和第二高頻變幅桿，所述的高頻超聲發生器分別通過第三導線和第四導線與所述的第一高頻換能器和第二高頻換能器相接，所述的第一高頻變幅桿和第二高頻變幅桿均與所述的超聲反應器相接，且設于超聲反應器的同一側；所述的低頻超聲裝置包括低頻超聲發生器、第一低頻換能器、第一低頻變幅桿、第二低頻換能器和第二低頻變幅桿，所述的低頻超聲發生器分別通過第一導線和第二導線與所述的第一低頻換能器和第二低頻換能器相接，所述的第一低頻變幅桿和第二低頻變幅桿均與所述的超聲反應器相接，且設于超聲反應器的同一側。
[0006]優選的，所述的液壓泵為可調節，能調節輸出拋光液的壓力，所述的第二連接管上設有液壓表。
[0007]優選的，所述的納米磨粒具有磁性，能在交流磁場的作用下產生定向運動。
[0008]優選的，所述的第三連接管上設有流量控制閥。
[0009]優選的，所述的拋光液和納米磨粒分別通過第二連接管和第三連接管輸入超聲反應器中混合。
[0010]優選的，所述的工件機架的一側設有高速攝像機，通過高速攝像機支架固定，且所述的高速攝像機通過數據線與計算機相接，所述的高速攝像機正對所述的交流線圈。
[0011]一種由磁控作用下雙頻聲空化納米流體超精拋光裝置實現的拋光方法，其特征在于該方法由以下步驟實現:
[0012](I)、拋光液放置在拋光液池中，通過液壓泵送至超聲反應器中；
[0013](2)、納米磨粒放置在納米磨粒容器中，通過第三連接管流到超聲反應器中；
[0014](3)、由高頻超聲裝置和低頻超聲裝置產生超聲高低頻雙頻振動，拋光液和納米磨粒在超聲反應器中混合成納米磨粒與拋光液混合溶液，并在雙頻超聲裝置的作用下產生空化效應；
[0015](4)、納米磨粒與拋光液混合溶液在空化效應和壓力的作用下噴射拋出；
[0016](5)、交流線圈產生交流磁場，噴射拋出的納米磨粒與拋光液混合溶液在交流磁場的作用下成為拋光混合液，對工件進行拋光。
[0017]本發明的有益效果為:1.加工精度對設備精度的依賴度相對較小，設備結構相對簡單，易于改造和生產；2.拋光的磨料的可控性；3.能加工出高精度、高表面質量的平面或曲面；4.拋光的效率高。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明中磁控作用下雙頻聲空化納米流體超精拋光裝置及拋光裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
[0020]如圖1所示，本發明包括拋光液池1、液壓泵4、超聲反應器29、雙頻超聲裝置、納米磨粒容器8、交流電源19、交流線圈21和工件機架22，所述的液壓泵4和拋光液池I之間由第一連接管3相連，所述的液壓泵4和超聲反應器29的上端由第二連接管5相接，所述的拋光液池I內設有拋光液2 ;所述的納米磨粒容器8設于所述的超聲反應器29上方，通過第三連接管9相接，所述的納米磨粒容器8內設有納米磨粒7 ;所述的工件機架22設于所述超聲反應器29的下方，所述的交流線圈21設于所述超聲反應器29和工件機架22之間，工件機架22內設有工件24，所述的交流線圈21通過第五導線20與所述的交流電源19相接；所述的雙頻超聲裝置包括高頻超聲裝置和低頻超聲裝置，分別設于所述超聲反應器29的左右兩側，所述的高頻超聲裝置包括高頻超聲發生器33、第一高頻換能器35、第一高頻變幅桿36、第二高頻換能器31和第二高頻變幅桿30，所述的高頻超聲發生器33分別通過第三導線34和第四導線32與所述的第一高頻換能器35和第二高頻換能器31相接，所述的第一高頻變幅桿36和第二高頻變幅桿30均與所述的超聲反應器29相接，且設于超聲反應器29的同一側；所述的低頻超聲裝置包括低頻超聲發生器14、第一低頻換能器12、第一低頻變幅桿11、第二低頻換能器16和第二低頻變幅桿17，所述的低頻超聲發生器14分別通過第一導線13和第二導線15與所述的第一低頻換能器12和第二低頻換能器16相接，所述的第一低頻變幅桿11和第二低頻變幅桿17均與所述的超聲反應器29相接，且設于超聲反應器29的同一側。
[0021]本實施例中，所述的液壓泵4為可調節，能調節輸出拋光液2的壓力，所述的第二連接管5上設有液壓表6，可以顯示第二連接管5中拋光液2的壓力。
[0022]本實施例中，所述的納米磨粒7具有磁性，能在交流磁場的作用下產生定向運動。
[0023]本實施例中，所述的第三連接管9上設有流量控制閥10，可以控制納米磨粒7的流量。
[0024]本實施例中，所述的拋光液2和納米磨粒7分別通過第二連接管5和第三連接管9輸入超聲反應器29中混合。
[0025]本實施例中，所述的工件機架22的一側設有高速攝像機26，通過高速攝像機支架25固定，且所述的高速攝像機26通過數據線27與計算機28相接，所述的高速攝像機26正對所述的交流線圈21。
[0026]一種由磁控作用下雙頻聲空化納米流體超精拋光裝置實現的拋光方法，該方法由以下步驟實現:
[0027](I)、拋光液2放置在拋光液池I中，通過液壓泵4送至超聲反應器29中；
[0028](2)、納米磨粒7放置在納米磨粒容器8中