[实用新型]一种集群磁流变研磨抛光装置

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及抛光设备技术领域，更具体地说，涉及一种集群磁流变研磨抛光装置。

背景技术

在光学元件、半导体晶片、LED基板及液晶显示板等技术领域，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。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型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，本实用新型提供如下技术方案：

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；