本发明涉及磨料混合，具体涉及一种面向超细磨料的多场辅助混合设备及方法。
背景技术：
1、随着我国高端装备制造业的日益发展，磨削加工在零件高精密加工中的地位越来越突出，高效低损伤超精密加工关键技术是工业强基工程明确指出的重点发展领域，对砂轮等磨削工具制备工艺提出了更高的要求。高性能的超细粒度砂轮制造一直是学术界和工程界研究的热点。
2、超细磨料混合是砂轮制造工艺中的关键工序之一，超细磨料的混合效果是影响砂轮质量的关键因素。磨料的混合均匀化是将磨粒和结合剂等粉体在机械或者流体等外力作用下使不同粉体颗粒之间相互作用和渗透，以获得混合均匀的磨料。如果磨料混合不均匀，不仅会降低砂轮的质量和使用寿命，而且砂轮在加工过程中极易出现碎裂等现象，使零件表面产生磨损或划痕。砂轮的性能受到磨粒偏析的显著影响，在磨粒聚集的区域中，参与工件加工的磨粒浓度高，容易出现砂轮堵塞和效率低下等问题；在磨粒较少的区域，参与加工的磨粒浓度较低，导致过载和强烈的冲击力，导致磨粒断裂和脱落。此外，越细的粉体，粉体间的粘附力越大，现有技术中的混合设备无法实现超细磨料的高效均匀混合。
技术实现思路
1、本发明为解决现有技术混合设备无法实现超细磨料混合均匀的问题，提供一种面向超细磨料的多场辅助混合设备及方法，该装置采用搅拌的方式对超细磨料进行搅拌混合，同时对超细磨料施加超声振动和气体流场以辅助混合超细磨料，确保超细磨料混合的更加高效均匀，提高了对超细磨料的混合质量。
2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，包括用于混合超细磨料的混合舱，所述混合舱内部转动设置有搅拌机构，搅拌机构包括搅拌轴和布设在所述搅拌轴上的搅拌组件，所述混合舱的底部连通有卸料管。超细磨料在混合舱内部进行混合，搅拌机构达到对混合舱内部的超细磨料进行搅拌混合的效果，搅拌混合后的超细磨料可经卸料管排出混合舱。
3、所述混合舱的两侧分别设置有驱动机构和超声振动机构，所述搅拌轴两端分别与驱动机构和超声振动机构相连接；所述混合舱下方设置有用于向混合舱供气的吹风机构。驱动机构驱动搅拌机构在混合舱内转动以搅拌混合超细磨料，超声振动机构可向搅拌轴传递超声振动，且通过搅拌轴上的搅拌组件将超声振动传递到超细磨料上，通过超声振动克服超细磨料的粘附力和摩擦力，以促进超细磨料的混合；吹风机构可向混合舱内部通入气体，气体流场与超细磨料混合形成气固两相流，改变超细磨料的流动状态，从而降低超细磨料间的摩擦和粘附，提高超细磨料的混合效果。
4、进一步地，所述混合舱包括混合座和固定设置在所述混合座两侧的支撑侧板，支撑侧板呈“l”字形结构；所述混合座的顶部可拆卸设置有盖板，所述盖板上固定设置有把手，所述混合座的底板上均匀布设有多个通孔。支撑侧板通过与混合座的配合构成混合舱，同时支撑侧板还对混合座起到支撑的作用，盖板起到封闭混合舱的作用，同时通过盖板还便于将超细磨料倒入混合舱内以对超细磨料搅拌混合。
5、进一步地，所述搅拌组件的数量为两个，所述混合座的底板中心位置处开设有卸料孔，所述卸料管固定设置在卸料孔处，所述卸料管上设置有卸料阀，卸料管位于两个所述搅拌组件之间，搅拌混合后的超细磨料可经卸料孔和卸料管排出混合舱。
6、进一步地，所述搅拌组件包括固定杆、外层螺带式桨叶和内层螺带式桨叶，所述固定杆包括大小结构相同的固定杆一和固定杆二，所述固定杆一和固定杆二间隔错位设置在搅拌轴上；所述外层螺带式桨叶与固定杆一的上端和固定杆二的下端固定连接，所述内层螺带式桨叶与固定杆一的下端和固定杆二的上端固定连接。两个搅拌组件的外层螺带式桨叶将超细磨料从混合舱两端向中央汇集，两个搅拌组件的内层螺带式桨叶分别将超细磨料从中间向混合舱两侧输送，从而使得超细磨料形成对流混合，以使得超细磨料混合的更加高效均匀。
7、进一步地，所述驱动机构包括支撑座和电动机，所述支撑座固定设置在支撑侧板的外侧，电动机设置在所述支撑座的顶部，所述电动机的输出端连接有联轴器，电动机的输出端通过联轴器传动连接所述搅拌轴，所述搅拌轴两端通过轴承分别与两个所述支撑侧板转动连接。支撑座对电动机起到支撑的作用，电动机用于驱动搅拌轴进行转动，以使得搅拌轴带动两个搅拌组件在混合舱内转动搅拌混合超细磨料。
8、进一步地，所述超声振动机构包括超声发生器、超声换能器和变幅杆，所述超声发生器与超声换能器电连接，变幅杆的两端分别与所述超声换能器和搅拌轴固定连接。超声波换能器产生超声振动并通过变幅杆传递至搅拌轴，而后超声振动通过搅拌组件施加到超细磨料上，促使超细磨料相互运动，减弱超细磨间粘附力和摩擦力的作用和影响。
9、进一步地，所述吹风机构包括鼓风机、输出管道、连接管道和通风管道，所述鼓风机的出风端与输出管道相连通，所述输出管道与连接管道相连通，所述连接管道的两端均连通有通风分管，所述通风分管上间隔布设有多个与通风分管相连通的所述通风管道，所述通风管道上间隔布设有多个通风支管，通风支管与所述通风管道相连通，通风支管穿过所述通孔延伸至混合舱内部。鼓风机通过输出管道、连接管道、通风分管、通风管道和通风支管向混合舱内鼓入气体，气体形成气体流场并与混合舱内的超细磨料形成气固两相流，赋予超细磨料颗粒以流体特性，减弱超细磨料间的粘附力和摩擦力。
10、进一步地，所述混合舱的内部可拆卸设置有筛网，所述筛网上对应卸料管的位置处开设有出料孔，所述筛网的网孔呈正六边形结构，所述筛网的网孔大小小于超细磨料的最小粒径。筛网确保气体能够吹向超细磨料，出料孔便于搅拌混合后的超细磨料，经卸料孔和卸料管排出混合舱。
11、基于一种面向超细磨料的多场辅助混合设备的混合方法，包括以下步骤：
12、步骤1：打开盖板，将待混合的超细磨料倒入混合舱内后，关闭盖板并打开电动机、超声换能器和鼓风机。
13、步骤2：电动机通过联轴器带动搅拌轴转动，搅拌轴带动两个搅拌组件同步转动，即搅拌组件的外层螺带式桨叶和内层螺带式桨叶转动，两个搅拌组件的外层螺带式桨叶将超细磨料从混合舱两端向中央汇集，和内层螺带式桨叶将超细磨料从中间向混合舱两侧输送，超细磨料形成对流混合。
14、步骤3：搅拌组件混合超细磨料的同时，超声波换能器产生超声振动并通过变幅杆和搅拌轴以及搅拌组件传递到混合舱内部的超细磨料上，超声振动克服超细磨料间的粘附力和摩擦力。
15、步骤4：搅拌组件混合超细磨料的同时，鼓风机产生的气体通过管道进入到混合舱中，且通入混合舱中的气体形成气体流场，气体流场与混合舱中的超细磨料形成气固两相流以降低超细磨料间的粘附力和摩擦力。
16、步骤5：待混合舱中的超细磨料混合完成后，打开卸料管上的卸料阀，超细磨料从混合舱两端向其中央汇集过程中，超细磨料依次经出料孔、卸料孔和卸料管排出混合舱，完成对超细磨料的混合作业。
17、进一步地，所述步骤4中，鼓风机产生的气体通过输出管道和连接管道进入到通风分管中，由通风分管再进入到通风管道中，最后由通风支管进入到混合舱中。
18、通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
19、1.本发明的结构合理、使用效果好，采用搅拌的方式对超细磨料进行搅拌混合，同时对混合舱内部的超细磨料施加超声振动和气体流场辅助混合超细磨料，降低了超细磨料间的摩擦力和粘附力，同时向超细磨料施加的气体流场与超细磨料形成气固两相流，赋予超细磨料颗粒体系以流体特性，降低了超细磨料间的摩擦和粘附，确保超细磨料混合的更加高效均匀，提高了对超细磨料的混合质量。
20、2.本发明驱动机构驱动搅拌轴转动，搅拌轴带动两个搅拌组件在混合舱内部转动，搅拌组件转动的过程中达到对超细磨料搅拌混合的效果；其中两个搅拌组件的外层螺带式桨叶将超细磨料从混合舱两端向中央汇集，两个搅拌组件的内层螺带式桨叶分别将超细磨料从中间向混合舱两侧输送，从而使得超细磨料形成对流混合，促使超细磨料相互运动，达到超细磨料混合的更加高效均匀的效果。
21、3.本发明超声波换能器通过与超声发生器配合产生超声振动，超声振动通过变幅杆传递给搅拌轴，变幅杆起到放大超声振动的振幅或速度的作用，超声振动通过搅拌轴传递到固定杆、外层螺带式桨叶和内层螺带式桨叶上，进而传递到混合舱内的超细磨料上，促使超细磨料相互运动，减弱超细磨料间粘附力和摩擦力的作用和影响，以使超细磨料混合的更加高效均匀；调节超声振动机构的振幅和频率，通过引起超细磨料颗粒体系的共振达到提高超细磨料的混合效果。
22、4.本发明鼓风机通过输出管道、连接管道、通风分管、通风管道和通风支管向混合舱内鼓入气体，气体形成气体流场并与混合舱内的超细磨料形成气固两相流，气体流场带动超细磨料运动，提高了超细磨料颗粒之间分布的均匀性；且赋予超细磨料颗粒以流体特性，减弱超细磨料之间的粘附力和摩擦力，提高了超细磨料的混合质量；其中通风支管均匀安装在混合座的布局有助于均匀通风，从而便于气体形成气体流场与超细磨料形成气固两相流。
23、5.本发明筛网能够确保吹风机构鼓入混合舱内的气体吹向超细磨料，同时筛网网孔的大小小于超细磨料最小粒径的目的是防止出现超细磨料从筛网网孔掉落的现象，确保超细磨料混合后从筛网上的出料孔排出，并通过卸料孔和卸料管排出混合舱。
1.一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，其特征在于，包括用于混合超细磨料的混合舱，所述混合舱内部转动设置有搅拌机构，搅拌机构包括搅拌轴（8）和布设在所述搅拌轴（8）上的搅拌组件，所述混合舱的底部连通有卸料管（23）；
2.根据权利要求1所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，其特征在于，所述混合舱包括混合座（1）和固定设置在所述混合座（1）两侧的支撑侧板（2），支撑侧板（2）呈“l”字形结构；所述混合座（1）的顶部可拆卸设置有盖板（3），所述盖板（3）上固定设置有把手（4），所述混合座（1）的底板上均匀布设有多个通孔（101）。
3.根据权利要求2所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，其特征在于，所述搅拌组件的数量为两个，所述混合座（1）的底板中心位置处开设有卸料孔，所述卸料管（23）固定设置在卸料孔处，所述卸料管（23）上设置有卸料阀，卸料管（23）位于两个所述搅拌组件之间。
4.根据权利要求3所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，其特征在于，所述搅拌组件包括固定杆、外层螺带式桨叶（11）和内层螺带式桨叶（12），所述固定杆包括大小结构相同的固定杆一（9）和固定杆二（10），所述固定杆一（9）和固定杆二（10）间隔错位设置在搅拌轴（8）上；所述外层螺带式桨叶（11）与固定杆一（9）的上端和固定杆二（10）的下端固定连接，所述内层螺带式桨叶（12）与固定杆一（9）的下端和固定杆二（10）的上端固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，其特征在于，所述驱动机构包括支撑座（5）和电动机（6），所述支撑座（5）固定设置在支撑侧板（2）的外侧，电动机（6）设置在所述支撑座（5）的顶部，所述电动机（6）的输出端连接有联轴器（7），电动机（6）的输出端通过联轴器（7）传动连接所述搅拌轴（8），所述搅拌轴（8）两端通过轴承分别与两个所述支撑侧板（2）转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，其特征在于，所述超声振动机构包括超声发生器（13）、超声换能器（14）和变幅杆（15），所述超声发生器（13）与超声换能器（14）电连接，变幅杆（15）的两端分别与所述超声换能器（14）和搅拌轴（8）固定连接。
7.根据权利要求2所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，其特征在于，所述吹风机构包括鼓风机（17）、输出管道（18）、连接管道（19）和通风管道（21），所述鼓风机（17）的出风端与输出管道（18）相连通，所述输出管道（18）与连接管道（19）相连通，所述连接管道（19）的两端均连通有通风分管（20），所述通风分管（20）上间隔布设有多个与通风分管（20）相连通的所述通风管道（21），所述通风管道（21）上间隔布设有多个通风支管（22），通风支管（22）与所述通风管道（21）相连通，通风支管（22）穿过所述通孔（101）延伸至混合舱内部。
8.根据权利要求1所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备，其特征在于，所述混合舱的内部可拆卸设置有筛网（16），所述筛网（16）上对应卸料管（23）的位置处开设有出料孔（1601），所述筛网（16）的网孔呈正六边形结构，所述筛网（16）的网孔大小小于超细磨料的最小粒径。
9.根据权利要求1-8所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备的混合方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种面向超细磨料的多场辅助混合设备的混合方法，其特征在于，所述步骤4中，鼓风机（17）产生的气体通过输出管道（18）和连接管道（19）进入到通风分管（20）中，由通风分管（20）再进入到通风管道（21）中，最后由通风支管（22）进入到混合舱中。
