[发明专利]纳米射流抛光装置

说明书

一种纳米射流抛光装置，所述射流机构，用于产生两股相位差180°的空气射流；所述掺混腔体喷嘴机构包括壳体，所述壳体设置在射流机构上方，壳体与射流机构之间设置有供空气进入射流机构其射流腔的空气进气口；壳体内设置有掺混腔，射流机构产生的两股相位差180°的射流从掺混腔的第一端进入，掺混腔的第二端设为掺混腔喷嘴出口，所述掺混腔的侧壁上设有供纳米颗粒流输入掺混腔的纳米颗粒流输送管道以及供水雾流输入掺混腔的水雾流输送管道。纳米颗粒流、水雾流以及两股相位差180°的空气射流在掺混腔内进行均匀掺混后从掺混腔喷嘴出口喷出并作用于工件表面，与工件表面发生弹性域内的摩擦碰撞而实现材料去除。

技术领域

本发明涉及超精密加工设备技术领域，特别是涉及一种纳米射流抛光装置。

背景技术

射流抛光中抛光颗粒伴随高速运动流体与工件表面发生摩擦碰撞而实现材料去除，具有柔性非接触加工的特点，对平面、曲面、高陡度非球面等不同类型零件都具有良好的加工适应性。

纳米射流抛光主要是依靠纳米抛光颗粒与光学元件表面在弹性域内的界面化学吸附反应实现原子级材料去除，弹性域内光学元件表面材料只发生弹性变形，不会引入由于机械作用造成的表面损伤。通过弹性域材料去除可以实现无损伤加工，加工过程不会引入由机械去除作用产生划痕和应力等缺陷组成的表面/亚表面损伤层，可以实现原子级无损伤超光滑表面加工。

作为一种非接触加工方式，射流抛光中大小粒径抛光颗粒伴随流体具有相同的出射速度，在抛光过程中都能均匀参与对光学元件表面的加工，通过控制合适的射流参数就可实现弹性域超光滑加工，并且对高陡度等不同形状的工件都具有良好的适应性。相对弹性域流体动压超光滑加工，射流抛光对抛光距离的稳定性要求不高。但为了获得稳定射流流场，要求喷射循环系统提供稳定、小脉动的喷射压力这对射流循环系统提出了很高的要求。

公开号为CN101434055A的专利文献中提出了一种纳米胶体射流抛光装置，其中双柔性气囊结构不间断提供相位差为180°的喷射压力来合成一股稳定的喷射流，通过控制每个柔性气囊电磁阀的交替开闭来实现稳定射流供应的。但是该装置结构系统复杂零部件众多，同时涉及了两套流体供应管路和多路电磁阀控制系统，整套装置运行和维护成本较高，同时涉及管路较长，管路不易清洗，抛光系统容易受污染，抛光颗粒重复循环存在化学活性降低，材料去除效率下降，不利于超光滑表面的加工。

发明内容

针对现有技术所存在的局限与不足，为了解决现有射流加工系统结构复杂、管路长难以清洗维护和加工效率不稳定等问题，本发明提供一种纳米射流抛光装置。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种纳米射流抛光装置，包括射流机构和掺混腔体喷嘴机构；

所述射流机构，用于产生两股相位差180°的射流；

所述掺混腔体喷嘴机构包括壳体，所述壳体设置在射流机构上方，壳体与射流机构之间设置有供空气进入射流机构其射流腔的空气进气口；壳体内设置有掺混腔，射流机构产生的两股相位差180°的射流从掺混腔的第一端进入，掺混腔的第二端设为掺混腔喷嘴出口，所述掺混腔的侧壁上设有供纳米颗粒流输入掺混腔的纳米颗粒流输送管道以及供水雾流输入掺混腔的水雾流输送管道；

纳米颗粒流、水雾流以及两股相位差180°的射流在掺混腔内进行均匀掺混后从掺混腔喷嘴出口喷出并作用于工件表面，与工件表面发生弹性域内的摩擦碰撞而实现材料去除。

进一步地，所述射流机构包括射流腔和振动片，所述振动片设置在射流腔内，将射流腔分为左右两个独立的腔体，分别为左侧腔体和右侧腔体；射流腔顶壁设有射流出口，射流出口包括分别对应左侧腔体和右侧腔体的第一射流出口和第二射流出口，掺混腔的第一端与所述第一射流出口和第二射流出口相通。