本实用新型专利技术公开了一种集群磁流变研磨抛光装置，包括：抛光盘，抛光盘的底面设有至少一个凹槽，凹槽内设有抛光吸附垫，抛光吸附垫设有至少一个工件承置槽；抛光盘的侧壁与底面形成用于盛放磁流变抛光液的腔体；磁流变抛光液的磨料包括纳米磨料粒子、结合剂和微米磁性颗粒，纳米磨料粒子在结合剂的作用下包裹在微米磁性颗粒的外表面；设于抛光盘的下方的至少一个磁铁组件，每个磁铁组件均包括至少两个按预设规律排布的磁铁，以使磁流变抛光液形成的柔性抛光垫完全覆盖工件的表面；与磁铁组件相连、用于驱动磁铁组件自转及公转的磁极驱动装置；支撑装置，抛光盘高度可调的设于支撑装置上。
A cluster MRF grinding and polishing device
【技术实现步骤摘要】
一种集群磁流变研磨抛光装置
本技术涉及抛光设备
，更具体地说，涉及一种集群磁流变研磨抛光装置。
技术介绍
在光学元件、半导体晶片、LED基板及液晶显示板等
，通常采用磁流变抛光技术对工件进行抛光加工，以满足光学元件及半导体基片的平面平坦化需求。磁流变抛光技术的抛光效果好，不会对工件表面造成次表面损伤，尤其适用于硬脆材料的超精密加工。集群磁流变抛光的原理是：基于磁流变效应，在磁流变液中加入磨料粒子形成抛光液，以小尺寸磁性体为基体形成磁流变效应，游离磨料被俘获、约束、聚集在呈链状分布的磁性粒子之间形成“微磨头”；在集群作用下多点磁流变效应“微磨头”阵列组合构成柔性抛光垫，以对工件表面进行研磨抛光。现有技术中的集群磁流变研磨抛光装置，通常包括抛光盘、集群磁性体、磁流变抛光工作液、抛光头主轴以及装夹装置。集群磁性体均匀分布于抛光盘的下方，用于使磁流变抛光工作液在磁场作用下产生磁流变微磨头；抛光头主轴用于设置工件，装夹装置用于装夹抛光头主轴，抛光头主轴和装夹装置设于抛光盘上方，工作时，抛光头主轴带动工件转动，同时，集群磁性体移动，使抛光盘上的磁流变抛光工作液产生磁流变微磨头，工件转动时，与磁流变微磨头相对运动，利用磁流变微磨头的顶部对工件的下表面进行研磨抛光。然而，现有技术中的这种集群磁流变研磨抛光装置，需要抛光盘盛放磁流变抛光工作液的同时，还需要抛光头主轴以及装夹装置来实现工件的装夹，以此来保证工件相对磁流变抛光工作液的位置，结构复杂。同时，由于工件设置在抛光头主轴上，需要通过调节主轴的高度，来保证工件下表面与磁流变微磨头顶部接触，而调节主轴的操作不便。再者，加工过程中，主轴做旋转运动的同时，抛光盘同步运动，运动控制复杂且机器机构庞大，造价成本高。另外，由于形成的磁流变微磨头为“山字形”结构，也即，磁流变微磨头的顶部面积最小，因此，采用磁流变微磨头的顶部对工件进行微切削，抛光面积小，磨料利用率及抛光效率均较低。再加上，磁流变抛光液中由于磁性颗粒的排异性行为，导致柔性抛光垫靠近磁铁的一面聚集大量磁性颗粒，而远离磁铁的一端聚集大量磨料粒子，加工效率不高且无法保证加工均匀性。最后，磁流变抛光工作液的磨粒在离心力和切削力的作用下逃逸出加工区域实现磨料更新自锐，该结构中的磁流变抛光工作液的磨粒更新速率较慢且利用率较低。综上所述，如何提供一种结构简单、操作方便、加工效率高且磨粒更新自锐的速率较高的集群磁流变研磨抛光装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种集群磁流变研磨抛光装置，结构简单、操作方便、加工效率高且磨粒更新自锐的速率较高。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种集群磁流变研磨抛光装置，包括：抛光盘，所述抛光盘的底面设有至少一个凹槽，所述凹槽内设有用于设置工件的抛光吸附垫，所述抛光吸附垫设有至少一个用于容纳工件的工件承置槽；所述抛光盘的侧壁与所述底面形成用于盛放磁流变抛光液的腔体，以使所述磁流变抛光液完全浸过工件表面；所述磁流变抛光液的磨料包括纳米磨料粒子、结合剂和微米磁性颗粒，所述纳米磨料粒子在所述结合剂的作用下包裹在所述微米磁性颗粒的外表面；设于所述抛光盘的下方、用于为所述磁流变抛光液提供磁场的至少一个磁铁组件，每个所述磁铁组件均包括至少两个按预设规律排布的磁铁，以使所述磁流变抛光液形成的柔性抛光垫完全覆盖工件的表面；与所述磁铁组件相连、用于驱动所述磁铁组件自转及公转的磁极驱动装置；用于设置所述抛光盘、所述磁铁组件和所述磁极驱动装置的支撑装置，所述抛光盘高度可调的设于所述支撑装置上，以通过调整所述抛光盘的高度来改变所述抛光盘与所述磁铁组件之间的间隙，以调整抛光压力。优选地，所述磁极驱动装置包括：用于输出旋转运动的旋转驱动装置；与所述旋转驱动装置的输出主轴相连的主动外齿轮；与所述主动外齿轮同轴设置的内齿轮；分别与所述主动外齿轮和所述内齿轮啮合传动的行星齿轮，所述行星齿轮的数量与所述磁铁组件的数量相同，所述磁铁组件与所述行星齿轮一一对应相连。优选地，每个所述磁铁组件均还包括磁铁保持架，所述磁铁保持架设有：至少两个用于设置所述磁铁的磁铁偏心套；与所述磁铁偏心套相连的连接轴，所述连接轴通过偏心套筒与所述行星齿轮的轴孔套接。优选地，所述行星齿轮的一端设有第一端盖，所述连接轴与所述第一端盖的对应位置设有至少一对定位槽，所述连接轴与所述第一端盖通过与所述定位槽配合的定位销固定相连。优选地，所述旋转驱动装置包括：用于提供旋转动力的驱动电机；与所述驱动电机的动力轴相连的主动带轮；与所述主动带轮通过传动带传动的从动带轮；所述输出主轴包括与所述从动带轮固定连接的传动轴和与所述主动外齿轮固定连接的偏心轴，所述偏心轴与所述传动轴偏心设置，且所述偏心轴与所述传动轴通过过渡轴相连。优选地，所述抛光吸附垫包括自下而上依次设置的电工纯铁薄层、PET膜层、多孔膜层和表面保护膜层，所述电工纯铁薄层与所述PET膜层之间以及所述PET膜层与所述多孔膜层之间均通过双面胶粘接。优选地，所述抛光盘与所述支撑装置通过调节旋钮相连，以通过所述调节旋钮的正反向转动，使所述抛光盘靠近或远离所述磁铁组件。优选地，所述侧壁的顶部设有用于防止所述磁流变抛光液在加工过程中飞溅的挡板。本技术提供的集群磁流变研磨抛光装置，在抛光盘上设置有抛光吸附垫，工件设置在抛光吸附垫的工件承置槽内，磁流变抛光液注入抛光盘的腔体内，并完全浸过工件表面，工作时，在磁极驱动装置的作用下，驱动磁铁组件自转和公转，使抛光盘中的磁流变抛光液形成两个以上的柔性磨头，利用柔性磨头的底部对工件上表面进行研磨抛光。相比于现有技术，该集群磁流变研磨抛光装置利用抛光吸附垫来吸附固定工件，无需采用抛光头主轴以及装夹装置来实现工件的装夹，结构简单；而且，只需要通过磁极驱动装置驱动磁铁组件自转和公转即可，无需再增加驱动装置驱动工件转动，运动简单；另外，可通过在抛光盘设置多个凹槽，并在抛光吸附垫设置多个工件承置槽来大大提高一次性参与研磨抛光的工件的数量。同时，由于磁流变抛光液完全浸过工件表面，磁流变抛光液形成的柔性磨头位于工件上方，也即，本技术采用柔性磨头的底部对工件进行微切削，由于柔性磨头的底部面积最大，因此，增大了抛光面积，提高了磨料利用率及抛光效率。另外，本技术中的抛光盘高度可调的设于支撑装置上，通过调整抛光盘的高度，来调整抛光盘与磁铁组件之间的间隙，从而可调节所形成的柔性抛光垫对工件的抛光压力，结合着磁极驱动装置输出的公转转速及自转转速，可改变工件与柔性抛光垫的结合强度，从而形成稳定的柔性抛光垫。再者，由于本技术中的磁流变抛光液的磨料包括纳米磨料粒子、结合剂和微米磁性颗粒，纳米磨料粒子在结合剂的作用下包裹在微米磁性颗粒的外表面。因此，可避免磁性颗粒的排异性行为，避免柔性抛光垫靠近磁铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集群磁流变研磨抛光装置，其特征在于，包括：/n抛光盘(1)，所述抛光盘(1)的底面设有至少一个凹槽，所述凹槽内设有用于设置工件(01)的抛光吸附垫(6)，所述抛光吸附垫(6)设有至少一个用于容纳工件(01)的工件承置槽；所述抛光盘(1)的侧壁与所述底面形成用于盛放磁流变抛光液(91)的腔体，以使所述磁流变抛光液(91)完全浸过工件(01)表面；所述磁流变抛光液(91)的磨料包括纳米磨料粒子、结合剂和微米磁性颗粒，所述纳米磨料粒子在所述结合剂的作用下包裹在所述微米磁性颗粒的外表面；/n设于所述抛光盘(1)的下方、用于为所述磁流变抛光液(91)提供磁场的至少一个磁铁组件(2)，每个所述磁铁组件(2)均包括至少两个按预设规律排布的磁铁(21)，以使所述磁流变抛光液(91)形成的柔性抛光垫完全覆盖工件(01)的表面；/n与所述磁铁组件(2)相连、用于驱动所述磁铁组件(2)自转及公转的磁极驱动装置；/n用于设置所述抛光盘(1)、所述磁铁组件(2)和所述磁极驱动装置的支撑装置，所述抛光盘(1)高度可调的设于所述支撑装置上，以通过调整所述抛光盘(1)的高度来改变所述抛光盘(1)与所述磁铁组件(2)之间的间隙，以调整抛光压力。/n...
【技术特征摘要】
1.一种集群磁流变研磨抛光装置，其特征在于，包括：
抛光盘(1)，所述抛光盘(1)的底面设有至少一个凹槽，所述凹槽内设有用于设置工件(01)的抛光吸附垫(6)，所述抛光吸附垫(6)设有至少一个用于容纳工件(01)的工件承置槽；所述抛光盘(1)的侧壁与所述底面形成用于盛放磁流变抛光液(91)的腔体，以使所述磁流变抛光液(91)完全浸过工件(01)表面；所述磁流变抛光液(91)的磨料包括纳米磨料粒子、结合剂和微米磁性颗粒，所述纳米磨料粒子在所述结合剂的作用下包裹在所述微米磁性颗粒的外表面；
设于所述抛光盘(1)的下方、用于为所述磁流变抛光液(91)提供磁场的至少一个磁铁组件(2)，每个所述磁铁组件(2)均包括至少两个按预设规律排布的磁铁(21)，以使所述磁流变抛光液(91)形成的柔性抛光垫完全覆盖工件(01)的表面；
与所述磁铁组件(2)相连、用于驱动所述磁铁组件(2)自转及公转的磁极驱动装置；
用于设置所述抛光盘(1)、所述磁铁组件(2)和所述磁极驱动装置的支撑装置，所述抛光盘(1)高度可调的设于所述支撑装置上，以通过调整所述抛光盘(1)的高度来改变所述抛光盘(1)与所述磁铁组件(2)之间的间隙，以调整抛光压力。
2.根据权利要求1所述的集群磁流变研磨抛光装置，其特征在于，所述磁极驱动装置包括：
用于输出旋转运动的旋转驱动装置；
与所述旋转驱动装置的输出主轴(31)相连的主动外齿轮(32)；
与所述主动外齿轮(32)同轴设置的内齿轮(33)；
分别与所述主动外齿轮(32)和所述内齿轮(33)啮合传动的行星齿轮(34)，所述行星齿轮(34)的数量与所述磁铁组件(2)的数量相同，所述磁铁组件(2)与所述行星齿轮(34)一一对应相连。
3.根据权利要求2所述的集群磁流变研磨抛光装置，其特征在于，每个所述磁铁组件(2)均还包括磁铁保持架(22)，所述磁铁保持架(22)设有：
【专利技术属性】
技术研发人员：张棋翔，潘继生，阎秋生，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
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