[實用新型]一種集群磁流變研磨拋光裝置

有效

• 申請號: 201921187921.8
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN210549948U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 張棋翔;潘繼生;閻秋生
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B41/06;B24B47/00;B24B41/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐麗

本實用新型公開了一種集群磁流變研磨拋光裝置，包括：拋光盤，拋光盤的底面設有至少一個凹槽，凹槽內設有拋光吸附墊，拋光吸附墊設有至少一個工件承置槽；拋光盤的側壁與底面形成用于盛放磁流變拋光液的腔體；磁流變拋光液的磨料包括納米磨料粒子、結合劑和微米磁性顆粒，納米磨料粒子在結合劑的作用下包裹在微米磁性顆粒的外表面；設于拋光盤的下方的至少一個磁鐵組件，每個磁鐵組件均包括至少兩個按預設規律排布的磁鐵，以使磁流變拋光液形成的柔性拋光墊完全覆蓋工件的表面；與磁鐵組件相連、用于驅動磁鐵組件自轉及公轉的磁極驅動裝置；支撐裝置，拋光盤高度可調的設于支撐裝置上。

技術領域

本實用新型涉及拋光設備技術領域，更具體地說，涉及一種集群磁流變研磨拋光裝置。

背景技術

在光學元件、半導體晶片、LED基板及液晶顯示板等技術領域，通常采用磁流變拋光技術對工件進行拋光加工，以滿足光學元件及半導體基片的平面平坦化需求。

磁流變拋光技術的拋光效果好，不會對工件表面造成次表面損傷，尤其適用于硬脆材料的超精密加工。

集群磁流變拋光的原理是：基于磁流變效應，在磁流變液中加入磨料粒子形成拋光液，以小尺寸磁性體為基體形成磁流變效應，游離磨料被俘獲、約束、聚集在呈鏈狀分布的磁性粒子之間形成“微磨頭”；在集群作用下多點磁流變效應“微磨頭”陣列組合構成柔性拋光墊，以對工件表面進行研磨拋光。

現有技術中的集群磁流變研磨拋光裝置，通常包括拋光盤、集群磁性體、磁流變拋光工作液、拋光頭主軸以及裝夾裝置。集群磁性體均勻分布于拋光盤的下方，用于使磁流變拋光工作液在磁場作用下產生磁流變微磨頭；拋光頭主軸用于設置工件，裝夾裝置用于裝夾拋光頭主軸，拋光頭主軸和裝夾裝置設于拋光盤上方，工作時，拋光頭主軸帶動工件轉動，同時，集群磁性體移動，使拋光盤上的磁流變拋光工作液產生磁流變微磨頭，工件轉動時，與磁流變微磨頭相對運動，利用磁流變微磨頭的頂部對工件的下表面進行研磨拋光。

然而，現有技術中的這種集群磁流變研磨拋光裝置，需要拋光盤盛放磁流變拋光工作液的同時，還需要拋光頭主軸以及裝夾裝置來實現工件的裝夾，以此來保證工件相對磁流變拋光工作液的位置，結構復雜。同時，由于工件設置在拋光頭主軸上，需要通過調節主軸的高度，來保證工件下表面與磁流變微磨頭頂部接觸，而調節主軸的操作不便。再者，加工過程中，主軸做旋轉運動的同時，拋光盤同步運動，運動控制復雜且機器機構龐大，造價成本高。另外，由于形成的磁流變微磨頭為“山字形”結構，也即，磁流變微磨頭的頂部面積最小，因此，采用磁流變微磨頭的頂部對工件進行微切削，拋光面積小，磨料利用率及拋光效率均較低。再加上，磁流變拋光液中由于磁性顆粒的排異性行為，導致柔性拋光墊靠近磁鐵的一面聚集大量磁性顆粒，而遠離磁鐵的一端聚集大量磨料粒子，加工效率不高且無法保證加工均勻性。最后，磁流變拋光工作液的磨粒在離心力和切削力的作用下逃逸出加工區域實現磨料更新自銳，該結構中的磁流變拋光工作液的磨粒更新速率較慢且利用率較低。

綜上所述，如何提供一種結構簡單、操作方便、加工效率高且磨粒更新自銳的速率較高的集群磁流變研磨拋光裝置，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種集群磁流變研磨拋光裝置，結構簡單、操作方便、加工效率高且磨粒更新自銳的速率較高。

為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種集群磁流變研磨拋光裝置，包括：

拋光盤，所述拋光盤的底面設有至少一個凹槽，所述凹槽內設有用于設置工件的拋光吸附墊，所述拋光吸附墊設有至少一個用于容納工件的工件承置槽；所述拋光盤的側壁與所述底面形成用于盛放磁流變拋光液的腔體，以使所述磁流變拋光液完全浸過工件表面；所述磁流變拋光液的磨料包括納米磨料粒子、結合劑和微米磁性顆粒，所述納米磨料粒子在所述結合劑的作用下包裹在所述微米磁性顆粒的外表面；