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专利号: 2015108020012
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 磨削;抛光
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法,其特征在于:所述研抛方法包括如下步骤:

1)制作精密球阵列研抛模

所述研抛模包括工具连杆、定位基板和精密球体,工具连杆的上端与微细超声发生器相连接,所述工具连杆的下端与定位基板连接,在定位基板上加工出阵列孔径,孔径大小小于精密球体直径,在孔径和精密球体之间充满粘结剂,球体的一部分嵌入孔内;

2)第一级研抛

采用阵列微细工具,微细工具研抛模与衬底片之间充满研抛液,研抛液内包含微细磨粒,研抛模在衬底片上方微小距离内做高频微细超声振动并沿着Z方向向下进给,XY平台配合加工要求带动工件运动,先去除一层材料,之后,XY平台继续带动工件运动,Z轴继续向下进给,使得轨迹点在XY平面的投影内收,再去除下一层材料,依此类推,直至加工出具有阶梯递进的和加工形状及其相似的微凹模阵列;

3)第二级研抛

精密球阵列研抛模沿Z向通过两级进给向下运动,协同微细超声振动,激发研抛液内的磨粒高速冲击衬底片,在磨粒冲击、超声空化、研抛模锤击、研抛模刮擦等复合作用下,实现微半环凹模阵列的材料去除,此级材料去除属于脆性去除;

4)第三级研抛

通过调整超声振动的参数和Z向进给参数,使得工件的材料去除形式为塑性材料去除;

Z轴的两级向下进给运动,以及精密球阵列研抛模的微细超声振动,采用纳米级磨粒,对微凹模进行修形和降低表面粗糙度。

2.如权利要求1所述的一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法,其特征在于:采用三级分级研抛,先构型,后修形,再提升表面质量,所述步骤1)中,在定位基板上粘结了限位挡圈,当限位挡圈碰触工件平面,Z轴向下进给运动停止。

3.如权利要求1所述的一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述超精密高一致性研抛模的装配方法如下:将阵列孔内均匀涂抹防水性粘结剂,将研抛模倒置,采用精密压板垂直下压精密球体,由于精密球体和孔径之间充满防水性粘结剂,垂直压力调节防水性粘结剂膜的厚度,进而达到球体上端最高点位于同一平面。

4.如权利要求2所述的一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述超精密高一致性研抛模的装配方法如下:将阵列孔内均匀涂抹防水性粘结剂,将研抛模倒置,采用精密压板垂直下压精密球体,由于精密球体和孔径之间充满防水性粘结剂,垂直压力调节防水性粘结剂膜的厚度,进而达到球体上端最高点位于同一平面;

对于限位挡圈装配方式,采用带有阵列孔的精密压板垂直下压限位挡圈,使得限位挡圈上圆环截面在一个平面内,完成限位挡圈的装配。

5.如权利要求3所述的一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法,其特征在于:根据材料去除情况以及后续抛光的预留量调整限位挡圈 的高度。

6.如权利要求1~5之一所述的一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法,其特征在于:所述精密球体采用传统的塑性球体,材料为合金钢和特种刚。

7.如权利要求1~5之一所述的一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法,其特征在于:所述精密球体采用陶瓷球体。

8.如权利要求1~5之一所述的一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法,其特征在于:所述研抛液采用极低浓度的HNA溶液,保证HNA溶液在常温条件下对工件材料的腐蚀速度低于2-3μm/min,利用蘸有HNA溶液的微小弹性研抛模具,对加工创成的微半环凹模阵列中的每一个微半环凹模进行短暂抛光,可以迅速提高凹模表面粗糙度。