[发明专利]气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法与装置

权利要求书

1.气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)制作研抛模，研抛模包括工具连杆，工具连杆包括上端变幅杆与下端工具头，所述的工具头的端面镀有硬质材料涂层，硬质材料涂层上加工有微半球凹模阵列；

步骤(2)在研抛模与待加工工件中间有球模导向板，球模导向板的厚度约为待发射的球体直径的四分之一，球模导向板上有阵列孔，阵列孔的孔径大于球体直径，球体做Z轴方向上的运功或者沿着自身轴心转动，通过龙门床的XY工作台将研抛模与待加工工件进行XY方向上的相对运功，通过并联机构来将研抛模进行Z方向上的运动；

步骤(3)在研抛模与待加工工件表面之间填充含有磨粒和气泡的研抛液，研抛模在球模导向板上表面的上方0至1.5毫米的距离内做高频微细超声振动，超声振动激发球体与磨粒高速冲击待加工工件表面，形成微半球凹坑；

为降低长时间的超声空化对材料的气蚀作用，向研抛液中掺入气泡，以实现在对材料的去除同时，保证加工面的精度。

2.如权利要求1所述的气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法，其特征在于，所述步骤(1)中的硬质材料涂层厚度为10mm，所述硬质材料涂为金刚石或碳化钨。

3.如权利要求1所述的气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法，其特征在于，所述步骤(1)中微半球凹模阵列的单个凹模的直径大于或等于发射球体直径，球体的直径范围为100微米至5毫米。

4.如权利要求1所述的气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法，其特征在于，球模导向板上的孔数不小于研抛模的凹模数，并且研抛模上的每一个微半球凹模在球模导向板上都有一个跟它相对应且同心的孔。

5.如权利要求1所述的气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法，其特征在于，研抛液中的磨粒为纳米级金刚石颗粒。

6.如权利要求1所述的气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法，其特征在于，球模导向板通过石蜡固定在待加工工件上，并且可以通过石蜡的厚度来确定球模导向板与待加工工件之间的距离。

7.如权利要求1所述的气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法，其特征在于，所述步骤(3)中研抛液的气泡含量为水量的3％到7.4％。

8.用于实现权利要求1所述的气泡调控微超声球体发射仿形阵列研抛方法的装置，其特征在于，包括龙门床、减震装置、并联机构、Z方向微动进给机构、微细超声振动装置、微细超声波发生器、工具连接装置、研抛模、待加工工件放置台、X方向工作台、Y方向工作台，机床遥控器，所述减震装置安装在床身的两个脚上，Y方向工作台安装在床身横杠位置，控制研抛模的Y方向运动，并联机构安装在Y方向工作台的下方，微细超声振动装置安装在并联机构下端，研抛模与微细超声振动装置相连接，所述研抛模与微细超声振动装置同步振动，所述研抛模的下方为X方向工作台，所述X方向工作台位于龙门床上，待加工工件放置台位于所述工作台上，待加工工件通过石蜡暂固定在待加工工件放置台中。