一种交变电磁场控制的磁流变液研磨抛光方法技术

本发明专利技术公开了一种基于交变磁场控制的新型磁流变液研磨抛光方法。工件置于两电磁控制盘之间，两电磁控制盘由交流电产生交变磁场，交变磁场控制磁流变液形成的磁刷进行运动实现研磨，研磨速度和研磨力大小由电源的频率和电压大小进行调整。本发明专利技术提出的由交变磁场控制的磁流变液研磨抛光方法突出优点在于研磨过程中没有运动机械结构，研磨速度和研磨力调整方便。

A Magnetorheological Fluid Polishing Method Controlled by Alternating Electromagnetic Field

The invention discloses a novel magnetorheological fluid abrasive polishing method based on alternating magnetic field control. The workpiece is placed between two electromagnetic control pans. The alternating magnetic field is generated by alternating current. The alternating magnetic field controls the brush formed by magnetorheological fluid for grinding. The grinding speed and grinding force are adjusted by the frequency and voltage of the power supply. The magnetorheological fluid abrasive polishing method controlled by alternating magnetic field has the outstanding advantages that there is no moving mechanical structure in the process of abrasive polishing, and the adjustment of abrasive speed and abrasive force is convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种交变电磁场控制的磁流变液研磨抛光方法
本专利技术属于精密加工制造
，具体涉及一种使用交变电磁场控制磁流变液的双面研磨抛光方法。
技术介绍
随着芯片制造技术和光电技术的发展，对半导体晶圆和光学玻璃的表面研磨抛光要求越来越高。而晶圆和玻璃都属于硬脆材料，传统研磨抛光方法很难满足其生产要求，磁流变液研磨是一种有效的硬脆材料研磨抛光加工方法。磁流变液研磨是利用磁流变液在磁场作用下变为类固体，类固体约束研磨料颗粒与工件相对运动完成对工件的研磨。现有磁流变液抛光装置一般由电机驱动永磁研磨头或直流线圈励磁的研磨头吸附磁流变液，相对工件运动完成研磨。如专利文献200610132495.9、CN107424720A所示两种类型的磁流体研磨抛光装置。现有磁流变研磨抛光方法与设备的不足：研磨速度主要靠研磨头主轴电机的运行速度进行调整，存在机械传动结构复杂、设备高速运行时惯性大容易引起振动噪声；研磨过程中磁场强度和方向固定受约束的磨粒位置基本不变，研磨过程中这部分磨粒磨损后如得不到及时更换会造成研磨效率降低；调整研磨力调整磁流变液的磁场不方便等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有磁流变研磨方法中存在的技术问题，提供一种新型的磁流变液研磨抛光方法，用于克服在[0005]提到的几个不足。本专利技术采用交变电源激励磁场产生移动的交变磁场，使磁流体形成的磁刷随磁场一起运动，完成对工件的研磨抛光功能。磁场强度可以由电源电压大小调整，磁场移动速度可以由交流电源频率控制。本专利技术实现研磨方法无需机械运动机构，高速加工时没有机械冲击，调整速度和研磨力非常方便，能有效克服以上提到的传统磁流体研磨方法存在的不足。技术方案本专利技术提出一种由交变磁场控制磁流变液运动进行研磨的方法。为了实现交变磁场控制磁流变液形成磁刷的运动，采用上、下两个电磁控制盘，控制盘绕有多个励磁绕组；工件放置于上、下电磁控制盘之间，电磁控制盘中间充满磁流变液；上、下电磁控制盘绕组磁极两两相对；当上、下电磁控制盘产生磁场时，上、下磁极形成强磁场使磁流变液在磁链上形成磁磨粒磁刷，上、下磁极的励磁电压大小可以调整磨粒磁刷的强度；当电磁控制盘绕组用交变电流励磁时，在两电磁控制盘之间形成运动磁场，在上、下控制盘之间形成的磁刷跟随磁场一起运动完成对工件的研磨抛光，改变励磁电源频率和电压可以调整研磨速度和研磨力。本专利技术与现有磁流体研磨方法根本不同表现在：1)无运动机械机构，磁流体的运动依靠交变磁场实现；2)研磨速度和研磨力依靠励磁电源的频率和电压来调整。附图说明图1为本专利技术磁流变液研磨抛光加工方法工作原理；图2为上下电磁控制盘绕组接线示意图；图1中：1.上电磁控制盘；2.下电磁控制盘；3.上电磁控制盘电极形成的综合磁场；4.下电磁控制盘形成的综合磁场；5.绕组；6.工件。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术是一种基于运动磁场作用下的磁流变液研磨抛光方法，其基本原理图如图1所示：1、2为上、下电磁控制盘，中间充满磁流变液；3、4为电磁控制盘形成的磁场强弱分布示意图；5为绕组；6为工件(为非磁性导磁材料，如Si、SiC、玻璃和陶瓷材料等)。上、下电磁控制盘由硅钢片叠合而成，硅钢片上开有线槽，在槽中绕有绕组5，绕组按照交流直线电机原理连接绕组各端子，A-X，B-Y，C-Z三个绕组连接如图2所示；上、下电磁控制盘的绕组互相独立，由同一电源供电。当在A、B、C端子接入三相正弦交流电后，在上、下极板上形成运动的综合磁场，在某一时刻强度分布如曲线3和4所示，下方是磁极的S极；下电磁控制盘的上方是磁极的N极，在这一时刻两控制盘中间的磁场最强，磁流变液形成的磁刷研磨能力最强；同时上、下磁场会随着正弦电源变化按照一定速度移动，移动磁场带动磁刷一起移动实现研磨功能。磁场移动速度正比于电源频率。本专利技术以电磁控制盘由三个绕组形成一个磁极对为例进行说明其工作原理，实际应用时可以根据工件尺寸增加绕组数量，形成多个磁极对。上、下电磁控制盘绕组连接方式在本专利技术中以星形连接为例，实际应用也可以为三角形连接。通过调整电源频率和电压可以很方便的调整研磨速度和研磨力度，克服了当前机械式磁流变研磨方法的缺点。以上所述仅是本专利技术的基本原理，并不用以限制本专利技术，凡在以本专利技术原理和原则之内所做的任何修改或改进，均包含在本专利技术的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交变磁场控制磁流变液进行研磨抛光的方法，由交变电流控制电磁盘产生交变磁场控制磁流变液中粒子运动完成研磨功能。

【技术特征摘要】
1.一种基于交变磁场控制磁流变液进行研磨抛光的方法，由交变电流控制电磁盘产生交变磁场控制磁流变液中粒子运动完成研磨功能。2.根据权利要求1所述的交变磁场磁流变液研磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成新，李淑娟，张恒通，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37