一种可调节的多喷嘴射流抛光装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可调节的多喷嘴射流抛光装置，包括壳体、喷嘴、垂直角度调节单元、径向位移调节单元和水平位置调节单元；垂直角度调节单元包括一号蝶形齿轮、一号齿盘、联齿齿轮、联齿蜗轮、蜗杆、可旋转喷嘴支架；水平位置调节单元包括二号蝶形齿轮、二号齿盘、齿轮、L型支架；径向位移调节单元包括三号蝶形齿轮、三号齿盘、齿条、连接杆；通过调整垂直角度调节单元同时调节四个喷嘴轴线与水平面的夹角，通过调整水平位置调节单元同时调节四个喷嘴在水平面上的错位距离，通过调整径向位移调节单元同时调节四个喷嘴径向移动距离。本发明专利技术可以实现四个喷嘴分别在垂直角度、水平角度和径向距离的联动调节。

【技术实现步骤摘要】
一种可调节的多喷嘴射流抛光装置
本专利技术属于表面抛光
，更具体的说，是涉及一种可调节的多喷嘴射流抛光装置。
技术介绍
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。高性能高质量的光学元件的需求量在不断增长，这对高质量光学零件的加工设备和加工工艺要求越来越高。传统光学元件抛光主要依靠软性工具和细微磨料对光学元件表面进行光整，加工工艺主要依靠操作人员的经验，光学元件面形可控性差，难以满足现代光学工业和技术对光学元件表面高质量的要求。磨粒水射流抛光相比于传统光学元件抛光技术，无磨具磨损，无亚表面损伤，无反应热，加工柔性高等优势，可以多种材料进行处理，虽然磁射流抛光、磁流变抛光和离子束抛光等法法也可以对光学元件进行表面处理无亚表面损伤，但磨料水射流相对于这些方法成本更低，具有很好的发展和应用前景。磨料水射流抛光的喷嘴直径较小，冲击范围有限，因此单孔喷嘴的加工效率比较低，在对整个零件进行射流抛光时加工时间较长，对于大口径的零件加工时间更长。加工时间长则要求整个抛光系统有很高的稳定性，同时要保证抛光液的浓度、酸碱性等工艺参数稳定不变，故不易保证工件加工质量。虽然增大压力和提高抛光液浓度可以提高抛光效率，但是压力增大会使颗粒对表面冲蚀加剧，降低工件表面质量和增大面形误差；浓度过高会影响抛光系统的稳定性，甚至堵塞抛光供液系统。单孔喷嘴对工件表面进行抛光时，得到的材料去除函数不理想，材料去除函数不理想则严重影响工件表面的加工质量。由此可知，单孔喷嘴磨料水射流抛光不能同时保证抛光效率和表面质量。目前的多孔喷嘴磨料水射流抛光主要分为：线性阵列、圆周阵列和规则多面体阵列。这些阵列方式各个孔间的距离固定不变，因此只有在相应的压力条件下才能同时满足加工质量和加工效率，当压力改变后，各个孔间的射流束会产生干涉，不能得到理想的材料去除函数，使得工件表面加工质量恶化。
技术实现思路
针对光学元件复杂表面超精密加工面临的加工难度高、加工效率低等问题，本专利技术提出一种可调节的多喷嘴射流抛光装置，通过联动调节配置多喷嘴间的空间位置，抛光加工可得到理想的高斯去除函数，提高工件表面加工质量和加工效率。本专利技术在加工过程中，首先确定喷嘴与工件的距离、抛光液压力、抛光液浓度和加工点的驻留时间，然后通过联动调节本装置四个喷嘴径向距离、位置和喷嘴轴线与水平的夹角，可以快速得到多个喷嘴的合适空间位置，进行抛光加工可得到最佳的材料去除函数，最后根据确定的抛光路径、材料去除量和精度需求，实现工件表面快速高效的精密加工。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术可调节的多喷嘴射流抛光装置，包括壳体和喷嘴，所述壳体设置为空心圆柱体，所述喷嘴设置为四个，均位于壳体内圆；所述壳体内壁由上至下依次设置有垂直角度调节单元、径向位移调节单元和水平位置调节单元；通过调整垂直角度调节单元同时调节四个喷嘴轴线与水平面的夹角，通过调整水平位置调节单元同时调节四个喷嘴在水平面上的错位距离，通过调整径向位移调节单元同时调节四个喷嘴径向移动距离；所述垂直角度调节单元包括一号蝶形齿轮、一号齿盘、联齿齿轮、联齿蜗轮、蜗杆、可旋转喷嘴支架；所述一号蝶形齿轮设置于壳体内壁，所述一号齿盘沿壳体内圆设置于一号蝶形齿轮底部，所述联齿齿轮设置于一号齿盘内圆，所述一号齿盘分别与一号蝶形齿轮和联齿齿轮啮合；所述联齿齿轮和联齿蜗轮沿纵向轴线一体设置，同步旋转；所述联齿蜗轮与蜗杆啮合，所述可旋转喷嘴支架与喷嘴固定连接，所述蜗杆和可旋转喷嘴支架设置为一体结构，同步旋转；所述水平位置调节单元包括二号蝶形齿轮、二号齿盘、齿轮、L型支架；所述二号蝶形齿轮与设置于其上端的二号齿盘啮合，所述二号齿盘与设置于其内圆的齿轮啮合，所述齿轮通过旋转轴与L型支架固定连接且同步旋转，所述旋转轴上端与一体结构的联齿齿轮和联齿蜗轮连接且相对旋转，所述L型支架顶端与可旋转喷嘴支架连接且相对旋转；所述径向位移调节单元包括三号蝶形齿轮、三号齿盘、齿条、连接杆；所述三号齿盘沿壳体内圆设置，所述三号蝶形齿轮设置于三号齿盘上端的壳体内壁上，所述齿条设置于三号齿盘下端的壳体内壁上，所述三号齿盘与三号蝶形齿轮啮合，所述三号齿盘旋转带动齿条径向移动，所述连接杆连接于齿条和L型支架之间。所述壳体侧壁设置有三个蝶形齿轮安装孔，且沿一条纵向直线设置；所述壳体侧壁设置有四个齿条安装孔，且沿同一圆周等间距均匀设置。使用工具扭转一号蝶形齿轮，带动与一号蝶形齿轮啮合的一号齿盘旋转，一号齿盘的内齿带动联齿齿轮旋转，与联齿齿轮一体的联齿蜗轮旋转带动蜗杆旋转，最后带动与蜗杆一体的可旋转喷嘴支架旋转，完成四个喷嘴垂直角度的联动调节。使用工具扭转二号蝶形齿轮，带动与二号蝶形齿轮啮合的二号齿盘旋转，二号齿盘的内齿带动齿轮旋转，最后带动与齿轮一体的L型支架旋转，完成四个喷嘴水平面的错位联动调节。使用工具扭转三号蝶形齿轮，带动与三号蝶形齿轮啮合的三号齿盘旋转，三号齿盘背面的阿基米德螺旋槽带动齿条径向移动，然后带动与齿条一体的连接杆移动，最后带动与连接杆连接的L型支架径向移动，完成四个喷嘴径向移动的联动调节。所述喷嘴垂直角度的联动调节范围均为15°-90°，水平面的错位联动调节范围均为0°-90°，径向移动的联动调节范围均为：0-60mm。所述喷嘴均由陶瓷或者其他的耐压耐蚀材料制成，喷嘴上孔的直径范围均为0.1-1mm。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本专利技术提出的可调节的多喷嘴射流抛光装置突破了多喷嘴位置和形态固定不变的局面，通过联动调节四个喷嘴的位置和角度，可以自由设置工艺参数，更容易得到理想的高斯去除函数，进而提高工件表面的加工质量。(2)本专利技术装置在加工过程中，多个喷嘴同时进行抛光，大幅提升工件加工效率。附图说明图1为本专利技术可调节的多喷嘴射流抛光装置的整体示意图；图2为本专利技术可调节的多喷嘴射流抛光装置中壳体的示意图；图3为本专利技术可调节的多喷嘴射流抛光装置中垂直角度调节单元的示意图；图4为本专利技术可调节的多喷嘴射流抛光装置中水平位置调节单元的示意图；图5为本专利技术可调节的多喷嘴射流抛光装置中径向移动调节单元的示意图。附图标记：1壳体，2喷嘴，31一号蝶形齿轮，32一号齿盘，33联齿齿轮，34联齿蜗轮，35蜗杆，36可旋转喷嘴支架，41二号蝶形齿轮，42二号齿盘，43齿轮，44L型支架，45旋转轴，51三号蝶形齿轮，52三号齿盘，53齿条，54连接杆。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细地介绍，下述具体实施方式仅仅是本专利技术的优选技术方案，而不应理解为对本专利技术的限制。本专利技术可调节的多喷嘴射流抛光装置，可以实现四个喷嘴2分别在垂直角度、水平角度和径向距离的联动调节。如图1至图5所示，包括壳体1和喷嘴2，所述壳体1作为整个装置的支撑，设置为空心圆柱体，所述壳体1侧壁设置有三个蝶形齿轮安装孔，且沿一条纵向直线设置；所述壳体侧壁设置有四个齿条安装孔，且沿同一圆周等间距均匀设置。所述喷嘴2设置为四个，均位于壳体1内圆。所述壳体1内壁由上至下依次设置有垂直角度调节单元、径向位移调节单元和水平位置调节单元。通过调整垂直角度调节单元可同时调节四个喷嘴2轴线与水平面的夹角，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节的多喷嘴射流抛光装置，其特征在于，包括壳体(1)和喷嘴(2)，所述壳体(1)设置为空心圆柱体，所述喷嘴(2)设置为四个，均位于壳体(1)内圆；所述壳体(1)内壁由上至下依次设置有垂直角度调节单元、径向位移调节单元和水平位置调节单元；通过调整垂直角度调节单元同时调节四个喷嘴(2)轴线与水平面的夹角，通过调整水平位置调节单元同时调节四个喷嘴(2)在水平面上的错位距离，通过调整径向位移调节单元同时调节四个喷嘴(2)径向移动距离；所述垂直角度调节单元包括一号蝶形齿轮(31)、一号齿盘(32)、联齿齿轮(33)、联齿蜗轮(34)、蜗杆(35)、可旋转喷嘴支架(36)；所述一号蝶形齿轮(31)设置于壳体(1)内壁，所述一号齿盘(32)沿壳体(1)内圆设置于一号蝶形齿轮(31)底部，所述联齿齿轮(33)设置于一号齿盘(32)内圆，所述一号齿盘(32)分别与一号蝶形齿轮(31)和联齿齿轮(33)啮合；所述联齿齿轮(33)和联齿蜗轮(34)沿纵向轴线一体设置，同步旋转；所述联齿蜗轮(34)与蜗杆(35)啮合，所述可旋转喷嘴支架(36)与喷嘴(2)固定连接，所述蜗杆(35)和可旋转喷嘴支架(36)设置为一体结构，同步旋转；所述水平位置调节单元包括二号蝶形齿轮(41)、二号齿盘(42)、齿轮(43)、L型支架(44)；所述二号蝶形齿轮(41)与设置于其上端的二号齿盘(42)啮合，所述二号齿盘(42)与设置于其内圆的齿轮(43)啮合，所述齿轮(43)通过旋转轴(45)与L型支架(44)固定连接且同步旋转，所述旋转轴(45)上端与一体结构的联齿齿轮(33)和联齿蜗轮(34)连接且相对旋转，所述L型支架(44)顶端与可旋转喷嘴支架(36)连接且相对旋转；所述径向位移调节单元包括三号蝶形齿轮(51)、三号齿盘(52)、齿条(53)、连接杆(54)；所述三号齿盘(52)沿壳体(1)内圆设置，所述三号蝶形齿轮(51)设置于三号齿盘(52)上端的壳体(1)内壁上，所述齿条(53)设置于三号齿盘(52)下端的壳体(1)内壁上，所述三号齿盘(52)与三号蝶形齿轮(51)啮合，所述三号齿盘(52)旋转带动齿条(53)径向移动，所述连接杆(54)连接于齿条(53)和L型支架(44)之间。...

【技术特征摘要】
1.一种可调节的多喷嘴射流抛光装置，其特征在于，包括壳体(1)和喷嘴(2)，所述壳体(1)设置为空心圆柱体，所述喷嘴(2)设置为四个，均位于壳体(1)内圆；所述壳体(1)内壁由上至下依次设置有垂直角度调节单元、径向位移调节单元和水平位置调节单元；通过调整垂直角度调节单元同时调节四个喷嘴(2)轴线与水平面的夹角，通过调整水平位置调节单元同时调节四个喷嘴(2)在水平面上的错位距离，通过调整径向位移调节单元同时调节四个喷嘴(2)径向移动距离；所述垂直角度调节单元包括一号蝶形齿轮(31)、一号齿盘(32)、联齿齿轮(33)、联齿蜗轮(34)、蜗杆(35)、可旋转喷嘴支架(36)；所述一号蝶形齿轮(31)设置于壳体(1)内壁，所述一号齿盘(32)沿壳体(1)内圆设置于一号蝶形齿轮(31)底部，所述联齿齿轮(33)设置于一号齿盘(32)内圆，所述一号齿盘(32)分别与一号蝶形齿轮(31)和联齿齿轮(33)啮合；所述联齿齿轮(33)和联齿蜗轮(34)沿纵向轴线一体设置，同步旋转；所述联齿蜗轮(34)与蜗杆(35)啮合，所述可旋转喷嘴支架(36)与喷嘴(2)固定连接，所述蜗杆(35)和可旋转喷嘴支架(36)设置为一体结构，同步旋转；所述水平位置调节单元包括二号蝶形齿轮(41)、二号齿盘(42)、齿轮(43)、L型支架(44)；所述二号蝶形齿轮(41)与设置于其上端的二号齿盘(42)啮合，所述二号齿盘(42)与设置于其内圆的齿轮(43)啮合，所述齿轮(43)通过旋转轴(45)与L型支架(44)固定连接且同步旋转，所述旋转轴(45)上端与一体结构的联齿齿轮(33)和联齿蜗轮(34)连接且相对旋转，所述L型支架(44)顶端与可旋转喷嘴支架(36)连接且相对旋转；所述径向位移调节单元包括三号蝶形齿轮(51)、三号齿盘(52)、齿条(53)、连接杆(54)；所述三号齿盘(52)沿壳体(1)内圆设置，所述三号蝶形齿轮(51)设置于三号齿盘(52)上端的壳体(1)内壁上，所述齿条(53)设置于三号齿盘(52)下端的壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：万淑敏，张钱，曹中臣，王腾飞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12