1.一种基于空化效应的气液固三相磨粒流平面抛光系统,其特征在于:包括二自由度移动装置(01)、气液固混合装置(02)、旋转驱动装置(03)、空化抛光工具(04)、工件装夹装置(05)、工件加工池(06)、磨粒流循环装置(07)、高压气体注入装置(08)和控制台(09),所述旋转驱动装置(03)安装在二自由度移动装置(01)上,二自由度移动装置(01)运动时带动旋转驱动装置(03)在水平方向和竖直方向两个方向上做直线运动;所述气液固混合装置(02)安装在旋转驱动装置(03)的安装底座(0301)上,旋转驱动装置(03)的旋转端连接空化抛光工具(04),所述工件装夹装置(05)固定在所述空化抛光工具(04)的下方,待加工工件(10)装夹在工件装夹装置(05)上;所述工件加工池(06)安装在所述工件装夹装置(05)下方,磨粒流循环装置(07)连接工件加工池(06)下方出口和气液固混合装置(02)的液固二相磨粒流入口(0201),在磨粒流循环装置(07)、工件加工池(06)和气液固混合装置(02)之间形成液固二相磨粒流的内循环;所述高压气体注入装置(08)连接气液固混合装置(02)并向气液固混合装置(02)中注入高压气体,所述二自由度移动装置(01)、旋转驱动装置(03)、工件装夹装置(05)、磨粒流循环装置(07)和高压气体注入装置(08)均与控制台(09)连接,控制台(09)控制二自由度移动装置(01)、旋转驱动装置(03)、工件装夹装置(05)、磨粒流循环装置(07)和高压气体注入装置(08)的运动;
所述二自由度移动装置(01)包括水平直线模组(0101)、驱动所述水平直线模组(0101)运动的水平伺服电机(0102)、竖直直线模组(0103)和驱动所述竖直直线模组(0103)运动的竖直伺服电机(0104),所述竖直直线模组(0103)安装在所述水平直线模组(0101)的滑块上;
所述气液固混合装置(02)上设置有液固二相磨粒流入口(0201)、高压气体入口(0202)和气液固三相磨粒流出口(0203),磨粒流循环装置(07)通过磨粒流管道(0705)连接所述液固二相磨粒流入口(0201),高压气体注入装置(08)通过高压气管(0806)连接所述高压气体入口(0202),所述气液固三相磨粒流出口(0203)与旋转驱动装置(03)的旋转接头(0309)相连通;
所述旋转驱动装置(03)包括安装底座(0301)、旋转伺服电机(0302)、旋转主轴(0303)、轴承(0304)、轴承座(0305)、主动同步带轮(0306)、从动同步带轮(0307)、同步带(0308)和旋转接头(0309),所述安装底座(0301)固定在所述竖直直线模组(0103)的滑块上,所述旋转伺服电机(0302)固定安装底座(0301)上,气液固混合装置(02)固定在所述安装底座(0301)的上方,气液固混合装置(02)的气液固三相磨粒流出口(0203)通过旋转接头(0309)连接竖直设置的旋转主轴(0303),所述旋转接头(0309)固定在安装底座(0301)上,所述旋转主轴(0303)通过轴承(0304)安装在固定于安装底座(0301)上的轴承座(0305)上;所述主动同步带轮(0306)安装在旋转伺服电机(0302)的电机轴(030201)上,所述从动同步带轮(0307)固定在旋转主轴(0303)上,所述主动同步带轮(0306)和从动同步带轮(0307)之间通过同步带(0308)连接,旋转伺服电机(0302)运动时通过同步带(0308)带动所述旋转主轴(0303)转动;所述旋转主轴(0303)下部安装有法兰(0300301),旋转主轴(0303)内部设置有上下贯穿并用作气液固三相磨粒流流道的通孔(0300302);
所述空化抛光工具(04)包括外约束块(0401)和内约束块(0402),所述外约束块(0401)的上端与旋转主轴(0303)下端的法兰(0300301)固定连接,外约束块(0401)的底部设置有内陷的内锥形流道约束面,内陷的内锥形流道约束面底部设置有中心螺纹孔;所述内约束块(0402)上端设置有与外约束块(0401)上的中心螺纹孔相配合的中心螺杆,内约束块(0402)在中心螺杆的周围设置有外锥形流道约束面,内约束块(0402)与外约束块(0401)通过中心螺杆和中心螺纹孔配合连接时外约束块(0401)上的内锥形流道约束面和内约束块(0402)上的外锥形流道约束面共同形成入口大、出口小的环形窄缝流道(0403),该环形窄缝流道(0403)通过外约束体上的内部流道与旋转主轴(0303)上的通孔(0300302)相通;
所述空化抛光工具(04)的内约束块(0402)下表面为与待加工工件(10)需要加工的表面形状相仿的平面或固定曲率的曲面;
所述磨粒流循环装置(07)包括自吸泵(0701)、伺服阀(0702)、磨粒流流量计(0703)、磨粒流压力表(0704)和磨粒流管道(0705),所述自吸泵(0701)入口通过磨粒流管道(0705)连接工件加工池(06)下方的磨粒流出口,所述自吸泵(0701)出口通过磨粒流管道(0705)依次经过伺服阀(0702)、磨粒流流量计(0703)和磨粒流压力表(0704)连接气液固混合装置(02)的液固二相磨粒流入口(0201)。
2.根据权利要求1所述的一种基于空化效应的气液固三相磨粒流平面抛光系统,其特征在于:所述工件装夹装置(05)包括负压吸附壳体(0501)、负压吸附盖板(0502)、负压泵(0503)、水过滤器(0504)、负压压力表(0505)、负压开关(0506)、电磁阀(0507)和负压气管(0508),所述负压吸附壳体(0501)的上表面均匀设置有多个上下贯穿的细孔(050101),所述负压吸附盖板(0502)上设置有一个上下贯穿的气孔,所述负压吸附壳体(0501)和负压吸附盖板(0502)固定连接,负压吸附壳体(0501)和负压吸附盖板(0502)之间形成中空的负压吸附腔,所述负压泵(0503)通过负压气管(0508)依次连接电磁阀(0507)、负压开关(0506)、负压压力表(0505)、水过滤器(0504)和负压吸附盖板(0502)上的气孔,通过负压泵(0503)将负压气管(0508)和负压吸附腔内进行负压吸附,将待加工工件(10)吸附在负压吸附壳体(0501)的上表面。
3.根据权利要求1所述的一种基于空化效应的气液固三相磨粒流平面抛光系统,其特征在于:所述高压气体注入装置(08)包括高压气泵(0801)、电气比例阀(0802)、高压气体开关(0803)、高压气体气压表(0804)、单向阀(0805)和高压气管(0806),所述高压气泵(0801)通过高压气管(0806)依次连接电气比例阀(0802)、高压气体开关(0803)、高压气体气压表(0804)、单向阀(0805)和气液固混合装置(02)的高压气体入口(0202)。
4.根据权利要求1所述的一种基于空化效应的气液固三相磨粒流平面抛光系统,其特征在于:所述气液固混合装置(02)上设置的高压气体入口(0202)垂直于气液固混合装置(02)内的流体流动方向,高压气体入口(0202)与气液固混合装置(02)内部的通孔(0300302)之间通过微孔连通。
5.根据权利要求4所述的一种基于空化效应的气液固三相磨粒流平面抛光系统,其特征在于:所述微孔的孔径在0.1 0.2mm之间。
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6.根据权利要求1所述的一种基于空化效应的气液固三相磨粒流平面抛光系统,其特征在于:所述外约束块(0401)的底部边缘呈圆角设置。
7.根据权利要求2所述的一种基于空化效应的气液固三相磨粒流平面抛光系统,其特征在于:所述负压吸附壳体(0501)和负压吸附盖板(0502)之间通过密封圈密封,负压吸附壳体(0501)和负压吸附盖板(0502)通过螺钉固定连接。