一种可控动磁场的动态磁流变抛光装置及其抛光方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106938407A(43)申请公布日2017.07.11(21)申请号201710094141.8(22)申请日2017.02.21(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人梁华卓阎秋生潘文波(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人杨晓松(51)Int.Cl.B24B1/00(2006.01)B24B27/00(2006.01)B24B29/02(2006.01)B24B41/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种可控动磁场的动态磁流变抛光装置及其抛光方法(57)摘要本发明公开了一种可控动磁场的动态磁流变抛光装置及其抛光方法，包括抛光装置转动机构和可控动磁场产生机构，抛光装置转动机构包括传动电机、传动轮、转动托盘、杯形抛光盘等，可控动磁场产生机构包括变频电源装置、电线组、电线旋转接头、励磁线圈等。本发明可以通过变频电源装置调节电流大小和交变频率来改变励磁线圈产生的磁场强度和变化过程，改善抛光盘中因磁流变效应产生的“微磨头”中磨料动态分布及其加工性能，使集群产生的微磨头形成柔性抛光垫在转动机构的作用下对工件进行高效率加工。CN106938407ACN106938407A权利要求书1/1页1.一种可控动磁场的动态磁流变抛光装置，其特征在于，包括底座、驱动单元、转动托盘、杯形抛光盘、支撑套筒和用于控制磁场强弱的可控动磁场单元；所述支撑套筒竖直固定在底座中部，所述驱动单元设置在底座上，所述转动托盘由盘部和颈部组成，转动托盘的颈部插入支撑套筒内，与驱动单元传动连接；所述杯形抛光盘固定安装在转动托盘的盘部上；所述可控动磁场单元包括变频电源装置、电线旋转接头和若干组励磁线圈；所述励磁线圈安装在转动托盘的盘部内，所述变频电源装置固定在底座上，所述电线旋转接头安装在转动托盘颈部的底端，通过电线分别与励磁线圈和变频电源装置电气连接。2.根据权利要求1所述的可控动磁场的动态磁流变抛光装置，其特征在于，所述驱动单元包括传动电机、主动轮和从动轮；所述传动电机固定在底座上，所述主动轮安装在传动电机的输出轴上，所述从动轮安装在转动托盘的颈部，与转动托盘固定连接；所述从动轮通过传动带与主动轮传动连接，由传动电机驱动转动托盘旋转。3.根据权利要求2所述的可控动磁场的动态磁流变抛光装置，其特征在于，还包括设置在转动托盘颈部上的轴承端盖、一对转盘轴承、用于固定转盘轴承的内套筒和外套筒；所述轴承端盖安装在转动托盘的盘部与支撑套筒之间，所述转盘轴承安装在支撑套筒内，所述内套筒和外套筒设置于转盘轴承之间，所述内套筒套入外套筒内。4.根据权利要求1所述的可控动磁场的动态磁流变抛光装置，其特征在于，所述变频电源装置采用低频高压交变电源。5.根据权利要求4所述的可控动磁场的动态磁流变抛光装置，其特征在于，所述变频电源装置采用电压为0.5KV-5KV且频率为0.1-5Hz的交变电源。6.根据权利要求1所述的可控动磁场的动态磁流变抛光装置，其特征在于，所述励磁线圈包括线圈绕线基体和若干匝数的铜线，所述线圈绕线基体上等间距设有绕线圆柱体，所述铜线缠绕在绕线圆柱体上。7.根据权利要求6所述的可控动磁场的动态磁流变抛光装置，其特征在于，所述线圈绕线基体上的相邻两个绕线圆柱体的绕线方向相反。8.一种如权利要求1至7任一项所述的可控动磁场的动态磁流变抛光装置的抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1:利用石蜡将工件贴在工具头上，工件下表面与杯形抛光盘上表面平行，调节工件下表面与杯形抛光盘之间的间隙为0.5mm—5mm；步骤S2:根据加工工件的特点和加工要求，在去离子水中加入如下三种磨料中的至少两种磨料，三种磨料分别是浓度为2％～15％的微米级磨料、浓度为2％～15％的亚微米级磨料、浓度为2％～15％的纳米级磨料，及去离子水中加入浓度为2％～20％的亚微米级羰基铁粉及浓度为3％～15％的微米级羰基铁粉，及加入浓度为3％～15％的分散剂和浓度为1％～6％的防锈剂，磨料加入后充分搅拌并通过超声波震动5～30分钟，形成磁流变液；步骤S3:将磁流变液倒入杯形抛光盘中，根据加工工件的特点和加工要求，调节变频电源装置的输出电流大小，从而产生磁场，在杯形抛光盘的上表面形成若干个动态微磨头，这些微磨头构成打磨工件的柔性抛光垫；步骤S4:启动传动电机，通过传动带带动转动托盘高速旋转，并且驱动工具头高速旋转和低速摆动，对工件表面材料进行均匀抛光。2CN106938407A说明书1/5页一种可控动磁场的动态磁流变抛光装置及其抛光方法技术领域[0001]本发明涉及超精密加工技术领域，尤其涉及一种用于光电子/微电子半导体基片及光学表面