[发明专利]一种微结构模具超声空化辅助超声磁力抛光方法

权利要求书

1.一种微结构模具的双超声辅助磁力复合抛光方法，其特征在于，双超声辅助磁力复合抛光微结构模具的装置主要包括以下结构：

水槽，所述水槽中装有抛光液，所述微结构模具固定在所述水槽的底部平台上，并完全浸没在所述抛光液中，所述抛光液由纳米SiO₂、分散剂、水组成，其中，SiO₂粒径为50～100nm，SiO₂磨粒含量为2％～10％；

机床超声主轴，所述机床超声主轴平行于所述微结构模具的待抛光表面设置；

环形永磁体，所述环形永磁体通过铝盘安装在所述机床超声主轴上，其周围吸附有磁性磨粒，形成类似砂轮的柔性磁力刷结构，所述磁性磨粒主要由铁粉和氧化铝颗粒组成；

所述环形永磁体在机床超声主轴的带动下做旋转运动并沿预定方向进给，同时，所述机床超声主轴产生沿轴向的超声振动，带动所述磁性磨粒不断冲击所述微结构模具表面，起到抛光作用；

超声振动装置，所述超声振动装置由电源、超声波发生器和超声振动子组成；

所述超声振动子安置在所述环形永磁体的侧面，且呈一定的倾斜角度，所述倾斜角度可以调节，所述超声振动子的工具头端部与所述微结构模具表面保持一定距离，避免影响所述环形永磁体的运动，并保证抛光区域产生充分的超声空化现象；

所述抛光方法主要包括以下步骤：

(1)将所述环形永磁体通过所述铝盘与所述机床超声主轴的端部连接在一起，所述环形永磁体的周围吸附有磁性磨粒；

(2)将要进行抛光的所述微结构模具放置在装有所述抛光液的所述水槽的底部平台上，使所述微结构模具和所述超声振动子的工具头完全浸没在所述抛光液中；

(3)调整所述超声振动子的位置和姿态，保证其端部位于所述环形永磁体前进方向的侧面，并与所述微结构模具表面保持一定的距离，以使所述微结构模具的表面抛光加工区域产生充分的超声空化现象；

(4)开启所述超声波发生器，使所述超声振动子产生超声振动，振动方向沿着所述超声振动子轴向；

(5)调整所述机床超声主轴的位置，使得所述环形永磁体处于抛光起点位置，并保证所述环形永磁体底部的磁性磨粒与所述微结构模具表面紧密贴合；选择一定的机床超声主轴转速、进给速度、超声振动频率与振幅，完成所述微结构模具一定区域的抛光加工；

(6)重复步骤(3)～(5)，完成所述微结构模具表面的抛光加工。

2.一种根据权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，所述微结构模具的材质为硬质合金。

3.一种根据权利要求2所述的抛光方法，其特征在于，所述微结构模具的材质为碳化钨硬质合金。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的抛光方法，其特征在于，超声振动子轴线与环形永磁体轴线夹角在30°～60°之间，并与微结构模具表面保持10～20mm距离。

5.一种根据权利要求1-3任一项所述的抛光方法，其特征在于，超声振动子的振动频率为20～50kHz，振幅8～10μm。

6.一种根据权利要求1-3任一项所述的抛光方法，其特征在于，机床超声主轴转速为800～2000r/min，进给速度为5～10mm/min，机床超声主轴的超声振动频率为18～20kHz，振幅为2～5μm。