一种基于射流的表面微织构成形设备的制作方法

本发明涉及精密加工技术领域，尤其是涉及一种基于射流的表面微织构成形设备。

背景技术：

在一些精密配合的两个表面处具有微织构时，如纳米级或微米级的凹槽或凹坑等表面织构。在表面织构位置处存储有油脂、润滑液等，在滑动过程中会形成具有润滑的滑动薄膜。在不影响两者的精密配合时，表面处具有微织构的工件具有良好的润滑效果，且降低摩擦力。

然而，现有的微织构加工采用光刻加工，电解加工等，加工工艺复杂，成本高。因此，需要进行改进。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于射流的表面微织构成形设备。它具有加工效率高，可进行复杂面加工的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于射流的表面微织构成形设备，该设备包括：机架、安装在机架上的移动装置、连接至移动装置上的射流装置、用于放置工件的工作台装置，所述移动装置上设有输出流体的射流通道，所述射流通道设有用以限定磨粒的限位部，所述射流装置输出具有预设压力的流体，所述流体在磨粒与限位部之间形成隔膜且使磨粒旋转；所述移动装置移动至工件使所述磨粒加工工件。

进一步，所述移动装置包括导流板和安装至所述导流板上的磨削盘，所述导流板上设有与所述射流装置连接的若干导流孔，所述磨削盘上开设有若干射流孔，所述导流孔与所述射流孔导通形成射流通道，所述限位部设于所述射流孔的输出端。

进一步，所述导流板设有汇聚所述若干导流孔的混合空间，所述磨削盘封闭在所述混合空间的开口处，使所述射流孔与所述混合空间导通。

进一步，所述导流板设有汇聚所述若干导流孔的混合空间，所述限位部呈锥面形或弧面形。

进一步，所述设备还包括弹性装置，所述弹性装置用以弹性推抵在所述移动装置上，使得所述移动装置沿弹性装置方向弹性伸缩。

进一步，所述弹性装置包括第一安装板、连接所述移动装置的导柱组件、及安装在导柱组件上的弹性元件，所述弹性元件弹性推抵在所述第一安装板与所述移动装置上。

进一步，所述机架包括若干平行设置的导向柱，所述机架上安装伸缩装置，所述伸缩装置连接至所述移动装置，并推动所述移动装置沿导向柱滑动。

进一步，所述伸缩装置采用液压缸或气缸中的一种。

进一步，所述射流装置包括水箱、连接至水箱的进水管及位于进水管上的增压泵，所述进水管连接至所述移动装置。

进一步，还包括水循环系统，所述水循环系统包括安装在机架上的过滤板及连接至水箱的回水管，所述过滤板位于所述回水管的另一端。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

在移动装置上的射流通道中设置限位部，通过限位部来限定磨粒的位置，使磨粒能均匀分布在移动装置上以在工件的表面上加工形成微织构，加工效率高。射流作用在磨粒上，使得磨粒能与限位部之间形成隔膜，提高移动装置的使用寿命。射流能驱动磨粒在限位部中旋转，使磨粒的磨损更加均匀，提高磨粒的使用寿命和磨削效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明中水循环系统的结构示意图。

图3是本发明中导流板与磨削盘处剖面的放大结构示意图。

图4是本发明中磨削盘上限位部处的放大结构示意图。

图中：移动装置10；导流板11；导流孔111；混合空间112；磨削盘12；限位部121；射流孔122；第一安装板13；射流装置20；水箱21；进水管22；增压泵23；工作台装置30；横向移动机构31；纵向移动机构32；弹性装置40；导柱组件41；导向杆411；限位件412；机架50；导向柱51；第二安装板52；伸缩装置60；工件70；磨粒80；水循环系统90；过滤板91；回水管92。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1至图4所示：一种基于射流的表面微织构成形设备，该设备包括：机架50、安装在机架50上的移动装置10、连接至移动装置10上的射流装置20、用于放置工件70的工作台装置30。移动装置10上设有输出流体的射流通道，射流通道的输出端设有用以限定磨粒80的限位部121。射流装置20输出具有预设压力的流体，流体在磨粒80与限位部121之间形成隔膜且使磨粒80旋转。移动装置10移动至工件70的待加工面且两者之间具有空隙，磨粒80在流体驱动下磨削加工工件70。

磨粒80预设于设备内，移动装置10与待加工工件70之间形成有间隙，该间隙的宽度小于磨粒80的初始外径。射流装置20通过进水管22向移动装置10上的射流通道中输入流体，该流体具有预设压力，如流体的压力可在10～30mpa之间调节。比如，流体的压力为10、15、20、25或30mpa。

见图4所示：射流作用在磨粒80上，在磨粒80与限位部121的内壁之间形成隔膜，在移动装置10移动驱动磨粒80抛光磨削工件70表面时，磨粒80不会直接作用在限位部121上，可以延长移动装置10的使用寿命。射流作用在磨粒80上使磨粒80具有向下的作用力，磨粒80在移动装置10的作用下限定在工件70的预设位置，同时磨粒80进行旋转运行以在工件70表面加工微织构。通过射流驱动磨粒80旋转，使得磨粒80在磨削工件70的过程中，磨粒80自身的损耗均匀，延长磨粒80的磨削寿命。同时，射流可以及时冲洗工件70表面的磨屑和损耗的磨粒80，避免工件70表面可能受到的磨屑或损耗磨粒80的伤害。

通过射流作用在限定于限位部121处的磨粒80，磨粒80分布均匀，使得移动装置10能均匀磨削工件70，磨削效果稳定，加工效率高。

在加工工件70时，限位部121设置在与工件70正对的移动装置10上，移动装置10可沿水平方向上往复摆动，使得移动装置10能均匀加工工件70的表面。当磨粒80加工工件70并损耗后，磨料的直径小于当前所处限位部121与工件70之间的间隙后，磨粒80会在流体作用下从限位部121中脱离，新的磨粒80会进入到限位部121中并继续磨削工件70，并依次循环，直至工件70加工完毕。

见图1和图3所示：在一实施方式中，移动装置10包括导流板11和安装至导流板11上的磨削盘12。导流板11上设有与射流装置20连接的若干导流孔111，磨削盘12上开设有若干射流孔122，导流孔111与射流孔122导通形成射流通道，限位部121设于射流孔122的输出端。进一步的，导流板11设有汇聚若干导流孔111的混合空间112，磨削盘12封闭在混合空间112的开口处，使射流孔122与混合空间112导通。通过设置磨削盘12的表面与工件70的待加工面匹配，可以使移动装置10在复杂表面加工处微织构。

混合空间112自导流板11的一侧空间向下凹陷形成，磨削盘12封堵住混合空间112的开口，使射流装置20输入的流体填充在混合空间112后沿射流孔122均匀输出。作为优选，导流孔111均匀分布在导流板11上，使得射流装置20输入到导流空间的流体均匀，继而使得自射流孔122中输出的流体压力均匀。

通过设置导流板11可以方便移动装置10与射流装置20的连接，射流孔122的数量多于导流孔111的数量，导流板11可进一步调节射流孔122输出流体的压力和均匀度，提高射流效果。磨削盘12容易磨损，可通过紧固连接的方式固定在导流板11上，能在磨损后及时更换，降低设备的成本，提高加工精度。

限位部121自磨削盘12的表面沿射流孔122凹陷形成，限位部121的直径自与射流孔122的相交处向磨削盘12的表面方向逐渐增大，其中，限位部121呈锥面形或弧面形凹陷。磨粒80限定在限位部121中，射流作用在磨粒80上并沿限位部121的表面流出。

见图1所示：设备还包括安装在机架50上的弹性装置40，弹性装置40用以弹性推抵在移动装置10上，使得移动装置10沿弹性装置40方向弹性伸缩。在一实施方式中，弹性装置40包括第一安装板13、连接移动装置10的导柱组件41、及安装在导柱组件41上的弹性元件。弹性元件弹性推抵在第一安装板13与移动装置10上。

在机架50上安装有若干平行设置的导向柱51，第一安装板13滑设于导向柱51上，其中导向柱51可以设置为4个。导柱组件41包括导向杆411和安装在导向杆411上的限位件412。导向杆411的一端固定在移动装置10上，另一端贯穿第一安装板13并安装限位件412。在导向柱51上还滑设安装有第二安装板52，弹性装置40安装且弹性抵接在第二安装板52的一侧，移动装置10安装至第二安装板52的另一侧。在机架50上安装有伸缩装置60，该伸缩装置60用以驱动第一安装板13沿导向柱51移动，使得移动装置10向工件70方向移动。伸缩装置60可采用液压缸或气缸等结构。

在移动装置10受到冲击或者上下运动时，移动装置10可克服弹性元件的弹性力，并沿导向杆411的轴线方向移动，使移动装置10在受到冲击时，具有保护作用。同时，在移动装置10运动时，还能进行微量的伸缩运动，使移动装置10加工工件70时，磨削效果更好。

见图1所示：工作台装置30包括沿水平方向移动的横向移动机构31和沿水平方向移动的纵向移动机构32，横向移动机构31与纵向移动机构32相互垂直，横向移动机构31与纵向移动机构32用以固定工件70并带动工件70在水平方向上移动。配合移动装置10的沿竖直方向的直线运动，多运动方向的配合，能在工件70的预设位置形成微织构，加工效率高。其中，移动装置10、工作台装置30及工件70均处于一工作腔内。

见图2所示：射流装置20包括水箱21、连接至水箱21的进水管22及位于进水管22上的增压泵23，进水管22连接至移动装置10。该设备还包括水循环系统90，水循环系统90包括安装在机架上的过滤板91及连接至水箱21的回水管92，过滤板91位于回水管92的另一端。通过射流装置20驱动磨粒80加工工件70表面，通过水循环系统90对流体进行回收，循环利用，节约资源，降低成本。增压泵23用以调节和控制流体的输出压力，调节方便。

该基于射流的表面微织构成形设备还包括磨粒循环系统以及水-磨粒分离装置、磨削切屑去除装置。水经多次过滤后可以循环使用，磨粒经分筛后，同样目数的磨粒收集后也可以继续使用，大大节省资源，减少浪费。

射流的装置目前已广泛使用，其它结构和原理与现有技术相同，这里不再赘述。