[发明专利]一种动压浮离抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及本装置涉及抛光领域，提出了一种动压浮离抛光方法。

背景技术

随着科学技术的发展，光学、机械、电子学科交叉的各种系统被制造出来。为了保证系统中关键元件的高质量和高性能,不仅要求元件有很高的加工精度，甚至要求元件有极高的平面度和无损伤超平滑表面，即要求工件无划痕、微裂纹、凹坑以及晶格畸变等损伤。光学及半导体零件的加工基本上包括铣磨成型、研磨、抛光这3道工序，最终的表面质量由抛光决定，因此抛光是最重要的工序。抛光通常使用1um以下的微粒磨粒，抛光盘用沥青、石蜡、合成树脂和人造革、锡等软质金属或非金属材料制成以来达到技术要求。但在调研过程中，发现现阶段国内的抛光加工设备精度低，抛光工艺人为因素多，造成产品合格率低、精度差及工作效率低下等。

而从超光滑表面流体抛光技术国内外研究现状的诸多研究结果表明：磨料与加工表面的抛光压力是造成抛光缺陷的重要原因之一，接触式抛光表面粗糙度约为抛光粒子直径的1/5，亚表面的损伤层深度约为抛光粒子深度直径的1/2—1倍，位错密度范围为5×10⁹cm²—4×10¹⁰cm²，与抛光面平行的局部应变值为0.1%。松散磨粒与流体混合，可构成液—固两相或气—固两相磨粒流，因此以磨粒流为代表的准/非接触式抛光加工方法有利于减少去除单位，改善磨粒与工件的接触状况，更容易实现少无损伤、低应力的抛光加工。

因此，为了提高加工工件的表面质量和加工精度，保证各种电子元件和光学元件的性能，开发无加工变质层、无表面损伤（不扰乱结晶的原子排列）的镜面超精密加工方法显得越来越重要。

发明内容

为了克服传统的抛光方法在加工工件时不能兼顾加工质量和加工精度的不足，本发明提供一种在加工工件时既能降低表面粗糙度、改善表面质量，同时能够提高精度的动压浮离抛光方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种动压浮离抛光方法，将粘贴有工件的基盘沿圆周方向制成有若干个倾斜平面的圆盘在液体中转动时，通过液体楔产生液体动压，使保持环中的工件浮离圆盘表面，通过浮动间隙的粉末颗粒对工件进行抛光。

进一步，实现所述动压浮离抛光方法的装置包括机架、电容测距模块，动压盘浮离模块，微动限位模块和伺服微进给模块；其中，

电容测距模块是依靠嵌在主研磨盘上的三个电容传感器实现的。电容传感器利用位移量的变化使电容器的电容量发生变化，实现信号变换；

动压盘浮离模块中，电机输出轴通过普通平键将动力传递给电机连接轴，再通过导向平键依次传递给限位轴套、主轴连接套和主轴。特定的加工工艺条件下，动压盘在油膜浮力的作用下克服重力和摩擦力产生垂直向上的微位移，从而挤压滑台和抛光盘、限位轴套和锁紧螺母之间具有一定预紧力的弹簧，以此吸收抛光盘和主轴的浮动的能量，使得他们快速回复到理想的工作位置直到动压平衡。

微动限位模块中通过微动升降器与限位板将微位移传递给推力球轴承和限位轴套，使限位轴套克服其与电机连接轴的配合摩擦，产生垂直向下的微位移，减小其与主轴上端的间隙，实现微动限位功能。伺服微进给模块通过伺服电机带动联轴器使丝杠进行转动，使丝杠螺母上下运动，从而带动滑台上下平移，从而实现微进给。

本发明的技术构思为：动压浮离抛光方法主要依托于流体动压润滑基本理论：