1.一种微半环凹模阵列式研抛方法,其特征在于:所述研抛方法包括如下步骤:
1)制作超精密高一致性研抛模
所述研抛模包括工具连杆、定位基板、连接胶体、限位挡圈、精密球体,工具连杆的上端与微细超声振动装置相连接,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)超精密高一致性研抛模与衬底片之间充满研抛液,研抛液所含磨粒的粒度尺寸为纳米级,研抛模在衬底片上方微小距离内做高频微细超声振动,超声振动激发研抛液内的磨粒高速冲击衬底片,根据材料去除的情况,研抛模在Z方向做设定速度的进给运动,在磨粒冲击、超声空化、研抛模锤击、研抛模刮擦复合作用下,实现微半环凹模阵列的材料去除。
2.如权利要求1所述的一种微半环凹模阵列式研抛方法,其特征在于: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式研抛方法,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式研抛方法,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式研抛方法,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式研抛方法,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钢。
7.如权利要求1~5之一所述的一种微半环凹模阵列式研抛方法,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式研抛方法,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。
9.一种实现如权利要求1所述的微半环凹模阵列式研抛方法的装置,其特征在于:所述装置包括床身、Z方向主进给机构、Z方向微动进给机构、微细超声振动装置、可调微细超声波发生器、工具连接装置、超精密研抛模、研抛液进给和循环系统、传感器连接板、力传感器和XY工作台,所述Z方向主进给机构安装在床身上,所述Z方向微动进给机构安装在所述Z方向主进给机构上,所述Z方向微动进给机构与微细超声振动装置连接,所述微细超声振动装置的控制端与所述可调微细超声波发生器连接,所述微细超声振动装置的动作端通过工具连接装置与所述超精密研抛模连接,所述超精密研抛模的下方布置XY工作台,所述超精密研抛模与XY工作台之间为加工工位,所述加工工位上安装所述研抛液进给和循环系统,所述研抛液进给和循环系统底部安装传感器连接板,所述传感器连接板与力传感器连接;
所述研抛模包括工具连杆、定位基板、连接胶体、限位挡圈、精密球体,工具连杆的上端与微细超声振动装置相连接,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。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于:所述装置还包括工作平台、计算机控制系统和配电系统,所述床身安装在所述工作平台上,所述Z方向主进给机构、Z方向微动进给机构、可调微细超声波发生器、力传感器和XY工作台均与所述计算机控制系统连接,所述可调微细超声波发生器与所述配电系统连接。