本申请提出了一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，包括机械臂，所述机械臂的输出端设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有抛光组件，所述抛光组件包括主轴、导电导液滑环和抛光头，所述主轴的一端固定在所述驱动电机的输出端，且另一端与所述抛光头固定连接，所述导电导液滑环的转子固定在所述主轴上，所述抛光头远离所述主轴的一端开设有漏液孔；所述抛光头的下方设置有用于安装并抛光工件的抛光池，还包括导电模块和导液模块，所述导电模块用于将直流电源的正极和负极分别连接至所述工件和所述抛光头，所述导液模块用于向所述抛光头内通入电解抛光液。本申请具有能够对导电材料任意曲面工件高效、超精密抛光的效果。密抛光的效果。密抛光的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置
[0001]本申请涉及电化学机械抛光的
，具体涉及一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置。
技术介绍
[0002]抛光工艺一般作为工件精密加工的最后一道工序，能获得高精度的工件表面，但机械抛光方法都存在去除效率低、加工时间长的不足。电化学抛光又称电解抛光，将工件作为阳极，通过控制电流对工件进行选择性腐蚀溶解，能够快速去除工件表面材料并对工件表面进行整平。为同时满足高效和超精密的抛光，可采用将电化学抛光与机械抛光相结合的电化学机械抛光(ECMP)技术，该加工技术能实现低压力、高可控性的材料去除抛光。目前，平面工件的电化学机械抛光装置的研究已经较为成熟，例如：申请号为201711115032.6的一种磨粒浮动式自适应电化学机械抛光加工方法及装置，申请号为201819692821.0的一种用于双面电化学机械抛光平面构件的设备及方法，申请号为201910546739.5的一种超声电化学机械抛光蓝宝石衬底材料的装置，相比之下，能应用于球面、非球面等曲面工件的电化学机械抛光装置的研究和已发表成果还较少。
[0003]申请号为201610963123.4的一种气囊式电化学机械抛光头、抛光装置及抛光方法提出了一种将超声加工与电化学机械抛光综合为一体的新型加工技术，并采用气囊式电化学机械抛光头，可加工任意曲面工件。但该装置将工件与抛光头浸泡于电解液中，电解液不流通，材料去除碎屑将会浮于电解液中，一方面会影响电解液效果，另一方面也会存在抛光垫堵塞的情况，从而影响加工效率和加工精度。同时，机械去除用到的磨粒镶嵌于带孔抛光垫内部的导电聚合物中，磨粒不能较好地接触工件表面达到较高的材料去除效果。
[0004]有鉴于此，设计制造出一种能够通过定点加工、电解腐蚀与机械抛光去除交替进行从而达到导电材料任意曲面工件高效、超精密抛光的电化学机械抛光装置就显得尤为重要。
技术实现思路
[0005]为了解决现有电化学机械抛光装置加工效率和加工精度较低的问题，本申请提供一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置。
[0006]本申请提出了一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，包括机械臂，所述机械臂的输出端设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有抛光组件，所述抛光组件包括主轴、导电导液滑环和抛光头，所述主轴的一端固定在所述驱动电机的输出端，且另一端与所述抛光头固定连接，所述导电导液滑环的转子固定套设在所述主轴上，所述抛光头远离所述主轴的一端开设有多个漏液孔；
[0007]所述抛光头的下方设置有用于安装并抛光工件的抛光池，还包括导电模块和导液模块，所述导电模块用于将直流电源的正极和负极分别连接至所述工件和所述抛光头，所述导液模块用于向所述抛光头内通入电解抛光液，以使所述电解抛光液从所述漏液孔喷向
所述工件。
[0008]通过上述技术方案，抛光工件时，利用机械臂驱动整个抛光组件到达指定加工位置，接着利用驱动电机驱动主轴转动，主轴带动抛光头转动，然后通过导电模块分别向工件和抛光头接入直流电源的正极和负极，再通过导液模块向抛光头内通入电解抛光液，工件与抛光头之间形成电解的条件，工件待加工表面电解腐蚀与机械抛光便可交替或同时进行。本申请通过机械臂调整抛光头的位姿，可加工任意曲面工件，且通过电解腐蚀和机械抛光的交替进行，可达到超精密的抛光。
[0009]优选的，所述导电模块包括导电棒、电源以及连接所述电源的两根电线，所述导电棒设置在所述抛光池上且与所述工件连接，两根所述电线分别为正极电线和负极电线，所述正极电线连接至所述导电棒，所述负极电线连接至所述导电导液滑环的定子，并通过所述导电导液滑环的转子和所述主轴将电流导入所述抛光头。
[0010]通过上述技术方案，正极电线将直流电源的正极连接至导电棒，导电棒再传递至工件，工件作为阳极，负极电线将直流电源的负极连接至导电导液滑环的定子，然后再通过导电导液滑环的转子传递到抛光头上，抛光头作为阴极，从而形成了电解条件。
[0011]优选的，所述导液模块包括电解抛光液循环过滤泵和两个导液管，其中一个所述导液管连接所述电解抛光液循环过滤泵和所述导电导液滑环的定子，并通过所述导电导液滑环的转子和所述主轴将所述电解抛光液通入所述抛光头，另一个所述导液管连接所述电解抛光液循环过滤泵和所述抛光池的出液口。
[0012]通过上述技术方案，电解抛光液通过其中一个导液管通入导电导液滑环的定子内，再通过导电导液滑环的转子流向主轴，最终从主轴流向抛光头内，而另一个导液管则可以将抛光池中的抛光液重新收集到电解抛光液循环过滤泵中，电解抛光液循环过滤泵对电解抛光液中的废料进行过滤，使得电解抛光液可以重新进行使用，从而提高了电解抛光液的使用率。
[0013]优选的，所述主轴的下端开设有供所述电解抛光液流通的空腔，所述抛光头中空设置且上端开口设置，所述抛光头的上端通过抛光头固定法兰插接固定在所述空腔内。
[0014]通过上述技术方案，电解抛光液通过导电导液滑环的转子流向主轴的空腔内，然后掉落到抛光头中。
[0015]优选的，所述抛光池上设置有真空吸附夹具，所述工件吸附在所述真空吸附夹具上，所述导电棒设置在所述真空吸附夹具的一侧且一端与所述工件连接。
[0016]通过上述技术方案，通过真空吸附夹具可以使工件安装的稳定，提高抛光时的稳定性，且在抛光完后方面对工件进行更换。
[0017]优选的，所述机械臂的输出端固定有电机架，所述驱动电机固定在所述电机架上，所述主轴通过联轴器与所述驱动电机的输出端固定连接。
[0018]通过上述技术方案，由于抛光所需要的转速较快，驱动电机通过联轴器驱动主轴转动，可以起到缓存、减震的效果。
[0019]优选的，所述导电导液滑环的定子上端通过定子固定法兰固定在所述电机架上，所述导电导液滑环的转子下端通过转子固定法兰固定在所述主轴上。
[0020]通过上述技术方案，不仅可以实现导电导液滑环的稳定安装，还方便对其进行更换。
[0021]优选的，所述抛光头插接至所述空腔内的一端与所述主轴之间设置有密封圈。
[0022]通过上述技术方案，通过设置密封圈进一步提高主轴与抛光头之间的密封性，防止抛光液泄露。
[0023]优选的，所述抛光头的下端设置有抛光垫。
[0024]通过上述技术方案，抛光垫可以将从漏液孔喷射出的电解抛光液均匀的输送到工件待加工表面，并且还能保持抛光过程的平稳性。
[0025]优选的，所述电解抛光液中含有磨粒。
[0026]通过上述技术方案，通过在电解抛光液中加入磨粒，可以提高对工件表面的研磨效果，达到较好的工件表面质量。
[0027]与现有技术相比，本申请的有益成果在于：
[0028](1)抛光工件时，利用机械臂驱动整个抛光组件到达指定加工位置，接着利用驱动电机驱动主轴转动，主轴带动抛光头转动，然后通过导电模块分别向工件和抛光头接入直流电源的正极和负本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，包括机械臂(1)，所述机械臂(1)的输出端设置有驱动电机(12)，所述驱动电机(12)的输出端设置有抛光组件(9)，所述抛光组件(9)包括主轴(901)、导电导液滑环(902)和抛光头(903)，所述主轴(901)的一端固定在所述驱动电机(12)的输出端，且另一端与所述抛光头(903)固定连接，所述导电导液滑环(902)的转子(9021)固定套设在所述主轴(901)上，所述抛光头(903)远离所述主轴(901)的一端开设有多个漏液孔(9031)；所述抛光头(903)的下方设置有用于安装并抛光工件(6)的抛光池(5)，还包括导电模块和导液模块，所述导电模块用于将直流电源的正极和负极分别连接至所述工件(6)和所述抛光头(903)，所述导液模块用于向所述抛光头(903)内通入电解抛光液，以使所述电解抛光液从所述漏液孔(9031)喷向所述工件(6)。2.根据权利要求1所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述导电模块包括导电棒(7)、电源(3)以及连接所述电源(3)的两根电线(2)，所述导电棒(7)设置在所述抛光池(5)上且与所述工件(6)连接，两根所述电线(2)分别为正极电线和负极电线，所述正极电线连接至所述导电棒(7)，所述负极电线连接至所述导电导液滑环(902)的定子(9022)，并通过所述导电导液滑环(902)的转子(9021)和所述主轴(901)将电流导入所述抛光头(903)。3.根据权利要求1所述的一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，其特征在于，所述导液模块包括电解抛光液循环过滤泵(4)和两个导液管(11)，其中一个所述导液管(11)连接所述电解抛光液循环过滤泵(4)和所述导电导液滑环(902)的定子(9022)，并通过所述导电导液滑环(902)的转子(9021)和所述主轴(901)将所述电解抛光液通入所述抛光头(9...
【专利技术属性】
技术研发人员：林晓婷，韩联欢，詹东平，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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