CN108747822A - 一种新型金刚石砂轮的制备方法及微结构阵列的高效超精密加工方法 - Google Patents

一种新型金刚石砂轮的制备方法及微结构阵列的高效超精密加工方法 Download PDF

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Abstract

一种新型金刚石砂轮的制备方法及微结构阵列的高效超精密加工方法，涉及微结构功能表面的超精密机械加工领域，为了解决现有微结构阵列超精密加工技术的砂轮极易磨损导致面形精度损失及磨削加工效率低的问题。将待加工金刚石砂轮安装在竖直放置的磨削主轴上，将修整轮安装在水平放置的修整主轴上，磨削主轴的轴线和修整主轴的轴线相互垂直，采用修整轮预修整金刚石砂轮，激光头可绕激光焦点在竖直方向进行角度调整，利用激光头在金刚石砂轮外圆表面上加工砂轮表面轮廓结构。采用金刚石砂轮对加工工件的表面进行超精密磨削加工，获得具有纳米级表面粗糙度的平面，再进行超精密磨削加工，获得微结构阵列。本发明适用于加工微结构阵列。

Description

一种新型金刚石砂轮的制备方法及微结构阵列的高效超精密 加工方法
技术领域
本发明涉及微结构功能表面的超精密机械加工领域。
背景技术
微结构功能阵列在航空航天、机械电子、光学、生物以及光电子领域都具有重要的应用价值和广阔的应用前景，其超精密加工技术也越来越受到重视。其中，对于硬脆材料的微结构阵列，如玻璃、陶瓷及硬质合金等，为了获得纳米级的表面粗糙度和亚微米级的面形精度，只能采用基于金刚石砂轮的超精密磨削加工技术。但随着加工需求的不断增长，现有超精密磨削工具及加工方法愈加凸显出了以下两个主要制约因素。一是砂轮极易磨损导致面形精度损失：硬脆材料本身的难加工性和微结构阵列的微小尺寸限制，导致具有微小轮廓结构的金刚石磨削工具在加工时极易发生磨损从而降低微结构表面的加工面形精度。二是磨削路径过长导致加工效率降低：微结构阵列通常具有非连续性，由若干个独立的微结构组成，微结构的交界处及每一个微结构本身的相邻表面连接处都会形成拐点。在磨削加工过程中，制定的磨削轨迹必须要避开这些拐点，才能避免加工干涉，从而导致微结构表面的磨削路径过长，极大降低了加工效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有微结构阵列超精密加工技术的砂轮极易磨损导致面形精度损失及磨削加工效率低的问题，从而提供一种新型金刚石砂轮的制备方法及微结构阵列的高效超精密加工方法。
本发明所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，该方法包括：
步骤一、将待加工金刚石砂轮1安装在竖直放置的磨削主轴2上，将修整轮3安装在水平放置的修整主轴4上，调制磨削主轴2和修整主轴4的空间位置，使磨削主轴2的轴线和修整主轴4的轴线相互垂直；
步骤二、旋转的金刚石砂轮1在水平方向按往复直线运动轨迹与旋转的修整轮3做相对运动，金刚石砂轮1与修整轮3接触后相互磨损实现金刚石砂轮1的预修整；
步骤三、将激光器5的激光头6水平安装在精密倾斜台7上，调整激光头6与精密倾斜台7之间的位置，使激光头6可绕激光焦点在竖直方向进行角度调整；
步骤四、根据待加工微结构阵列8的沟槽宽度、高度、角度和沟槽间距，利用激光头6在金刚石砂轮1外圆表面上加工砂轮表面轮廓结构9。
优选的是，步骤一中，金刚石砂轮1在竖直方向上偏离修整轮3的中心，偏离距离为修整轮3半径大小的1/2-1/3。
优选的是，步骤一中，金刚石砂轮1为1A1型砂轮，直径为50-150mm，厚度为3-10mm，粒度为60-150目；
修整轮3为陶瓷基金刚石杯形砂轮，直径为金刚石砂轮1直径的1.5-2倍，磨料层宽度为10-20mm，磨料层厚度为8mm-20mm，粒度为金刚石砂轮1的1/2-1/3。
优选的是，步骤二中，金刚石砂轮1的转速为2000-3000rpm，修整轮3的转速为100-200rpm，每次往复直线运动的修整深度为2μm，进给速率为10-30mm/min，预修整的总深度为金刚石砂轮1粒度大小的1-1.2倍。
优选的是，步骤三中，激光器5的功率为8-12W，重复频率为80-100kHz，脉冲宽度为0.1ns-10ns，采用正离焦加工，离焦量为金刚石砂轮1粒度大小的1/5-1/7，金刚石砂轮1的横向进给速度为0.2-0.5mm/min。
优选的是，步骤四具体为：
调整激光头6与金刚石砂轮1之间的位置，使激光光束垂直于金刚石砂轮1表面，根据待加工微结构阵列8的沟槽宽度、高度、角度和沟槽间距，在金刚石砂轮1外圆表面上加工出平行沟槽阵列；
调整精密倾斜台7，使激光头6倾斜角度θ，在金刚石砂轮1已经加工的平行沟槽阵列上加工沟槽侧壁中的一侧，再调整精密倾斜台7，使激光头6倾斜角度-θ，在金刚石砂轮1已经加工的平行沟槽阵列上加工沟槽侧壁中的另一侧。
优选的是，θ为：
其中，α为砂轮表面轮廓结构9侧壁的倾斜角度，ω是激光焦点的直径，ZR是激光的瑞利长度，z是离焦量。
微结构阵列的高效超精密加工方法，该方法包括：
步骤一、将待加工工件10安装在具有C轴模式的工件主轴11上，调整工件主轴11和磨削主轴2之间的位置，使工件主轴11的轴线与磨削主轴2的轴线相互垂直；利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行超精密磨削加工，获得具有纳米级表面粗糙度的平面；
步骤二、利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行超精密磨削加工，获得微结构阵列。
优选的是，步骤一中，金刚石砂轮1的转速为5000-6000rpm，工件主轴11的转速为50-150rpm、轴向进给速率为5-15mm/min，磨削深度为3-5μm，磨削液为乳化液；
步骤二中，金刚石砂轮1的转速为5000-6000rpm，径向进给速率为5-15mm/min，磨削深度为微结构阵列8的高度，磨削液为乳化液。
优选的是，步骤二具体为：
如果待加工微结构阵列8为矩形沟槽阵列或梯形沟槽阵列，则利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行磨削加工，获得微结构阵列8；
如果待加工微结构阵列8为矩形凸台阵列或梯形台阵列，首先利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行磨削加工，然后利用工件主轴11的C轴模式使加工工件10旋转90°，再利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行磨削加工，获得微结构阵列8。
本发明的具体优点为：
1)本发明所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法及微结构阵列的高效超精密加工方法，由于金刚石砂轮经过精密在位预修整，可将金刚石砂轮的圆跳动控制在1μm以内，因此能获得纳米级表面粗糙度，且通过激光加工精度的有效控制，特别是沟槽侧壁的面形精度和沟槽宽度的尺寸精度，因此具有很高的加工精度，实验结果表明加工后的微结构阵列表面粗糙度可优于10nm，面形精度可优于3μm(BK7光学玻璃，SiC陶瓷和WC硬质合金)。
2)本发明可通过一次磨削过程加工实现大面积的微结构阵列复制加工(加工面积取决于金刚石砂轮宽度)，因此具有很高的加工效率(与现有机械加工方法相比可提高30-50倍)，且由于这种新型金刚石砂轮表面的精密三维几何结构阵列完全是在金刚石磨粒上加工出的，因此具有很高的耐磨性，不需要进行周期性修整，可进一步缩短微结构阵列的加工时间。
3)本发明具有较强的通用性。可用于各种结构尺寸的矩形沟槽阵列、梯形沟槽阵列、矩形凸台阵列、梯形台阵列的超精密加工。且利用普通商用电镀金刚石砂轮即可实现，直径为50-150mm，厚度为3-10mm，粒度为60-150目的电镀金刚石砂轮都可用于微结构阵列的超精密加工。
附图说明
图1是具体实施方式一所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法中装置位置示意图；
图2是具体实施方式二所述的微结构阵列的高效超精密加工方法中装置位置示意图；
图3是具体实施方式二所述的微结构阵列的高效超精密加工方法中步骤一加工后的加工工件的示意图；
图4是具体实施方式二所述的微结构阵列的高效超精密加工方法中步骤二加工后的加工工件的示意图；
图5是预修整后加工金刚石砂轮侧壁的激光倾斜角度控制原理图；
其中，A为金刚石磨粒，B为砂轮基体，C为激光脉冲。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，该方法包括：
步骤一、将待加工金刚石砂轮1安装在竖直放置的磨削主轴2上，将修整轮3安装在水平放置的修整主轴4上，调制磨削主轴2和修整主轴4的空间位置，使磨削主轴2的轴线和修整主轴4的轴线相互垂直；
同时使金刚石砂轮1在竖直方向上偏离修整轮3的中心，偏离距离为修整轮3半径大小的1/2-1/3。磨削主轴2为空气静压主轴。金刚石砂轮1为1A1型砂轮，直径为50-150mm，厚度为3-10mm，粒度为60-150目；修整轮3为陶瓷基金刚石杯形砂轮，直径为金刚石砂轮1直径的1.5-2倍，磨料层宽度为10-20mm，磨料层厚度为8mm-20mm，粒度为金刚石砂轮1的1/2-1/3。
步骤二、旋转的金刚石砂轮1在水平方向按往复直线运动轨迹与旋转的修整轮3做相对运动，金刚石砂轮1与修整轮3接触后相互磨损实现金刚石砂轮1的预修整；金刚石砂轮1表面的金刚石磨粒被截断从而获得统一的磨粒回转轮廓。预修整的参数为：金刚石砂轮1的转速为2000-3000rpm、修整轮3的转速为100-200rpm、每次往复直线运动的修整深度为2μm、进给速率为10-30mm/min，预修整的总深度为金刚石砂轮1粒度大小的1-1.2倍。所述往复直线运动轨迹的长度L由公式1确定：
其中r为修整轮3的半径，h为金刚石砂轮1在竖直方向与修整轮3中心的偏离距离，单位为mm。
步骤三、将激光器5的激光头6水平安装在精密倾斜台7上，调整激光头6与精密倾斜台7之间的位置，使激光头6可绕激光焦点在竖直方向进行角度调整；激光器5为纳秒脉冲激光器，脉宽为0.1ns-10ns。所述激光头6的工作距离为50-150mm，激光焦点直径为10-15μm。
步骤四、根据待加工微结构阵列8的沟槽宽度、高度、角度和沟槽间距，利用激光头6在金刚石砂轮1外圆表面上加工砂轮表面轮廓结构9。
如果待加工微结构阵列8为矩形沟槽阵列或梯形沟槽阵列，则根据微结构阵列8截面上单个沟槽的宽度、高度、角度和沟槽间距设计预修整金刚石砂轮1的表面轮廓结构9的尺寸，使砂轮表面轮廓结构9与微结构阵列8的截面几何轮廓相同，但使砂轮表面轮廓结构9的高度大于微结构阵列8截面的高度。
如果待加工微结构阵列8为矩形凸台阵列或梯形台阵列，则根据微结构阵列8任意方向的截面上，单个沟槽的宽度、高度、角度和沟槽间距设计预修整后金刚石砂轮1的表面轮廓结构9的尺寸，使砂轮表面轮廓结构9与微结构阵列8任意方向截面上的几何轮廓相同，但使砂轮表面轮廓结构9高度大于微结构阵列8截面高度。
激光加工过程为，调整激光头6与金刚石砂轮1之间的位置，使激光光束垂直于金刚石砂轮1表面，根据待加工微结构阵列8的沟槽宽度、高度、角度和沟槽间距，在金刚石砂轮1外圆表面上加工出平行沟槽阵列；
调整精密倾斜台7，使激光头6倾斜角度θ，在金刚石砂轮1已经加工的平行沟槽阵列上加工沟槽侧壁中的一侧，再调整精密倾斜台7，使激光头6倾斜角度-θ，在金刚石砂轮1已经加工的平行沟槽阵列上加工沟槽侧壁中的另一侧。以保证砂轮表面轮廓结构9具有准确的宽度和角度，即完成针对微结构阵列超精密加工的、表面具有精密三维几何结构阵列的金刚石砂轮1的制备。激光加工的参数为：激光器5的功率为8-12W，重复频率为80-100kHz，脉冲宽度为0.1ns-10ns，采用正离焦加工，离焦量为金刚石砂轮1粒度大小的1/5-1/7，金刚石砂轮1的横向进给速度为0.2-0.5mm/min。初加工的平行沟槽阵列高度要大于微结构阵列8截面高度。激光头6倾斜角度θ由公式2确定：
其中，α为砂轮表面轮廓结构9侧壁的倾斜角度，ω是激光焦点的直径，ZR是激光的瑞利长度，z是离焦量。
具体实施方式二：结合图2至5具体说明本实施方式，微结构阵列的高效超精密加工方法，基于具体实施方式一制备的金刚石砂轮实现，该方法包括：
步骤一、将待加工工件10安装在具有C轴模式的工件主轴11上，调整工件主轴11和磨削主轴2之间的位置，使工件主轴11的轴线与磨削主轴2的轴线相互垂直；利用已完成制备的金刚石砂轮1对工件10的表面进行超精密磨削加工，获得具有纳米级表面粗糙度的高精度平面。其中工件主轴11为空气或液体静压主轴。所述工件10可为玻璃、硬质合金、陶瓷和晶体等硬脆材料。超精密磨削加工方式为Cross磨削法。超精密磨削加工参数为：金刚石砂轮1的转速为5000-6000rpm，工件主轴11处于主轴模式，转速为50-150rpm、轴向进给速率为5-15mm/min，磨削深度为3-5μm，磨削液为乳化液。
步骤二、利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行超精密磨削加工，获得微结构阵列。
如果待加工微结构阵列8为矩形沟槽阵列或梯形沟槽阵列，则利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行磨削加工，获得微结构阵列8；磨削加工均为径向进给。超精密磨削加工参数为：金刚石砂轮1转速为5000-6000rpm、进给速率为5-15mm/min，磨削深度为微结构阵列8的高度，磨削液为乳化液。
如果待加工微结构阵列8为矩形凸台阵列或梯形台阵列，首先利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行磨削加工，然后利用工件主轴11的C轴模式使加工工件10旋转90°，再利用已完成制备的金刚石砂轮1对加工工件10的表面进行磨削加工，获得微结构阵列8。磨削加工均为径向进给。
工作原理：
本发明所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，其工作原理在于，在预修整过程中，采用陶瓷基金刚石砂轮作为修整轮对电镀金刚石砂轮表面的金刚石磨粒进行预修整，并通过大量工艺试验，确定了修整轮3的粒度为电镀金刚石砂轮1的1/2-1/3，预修整的参数为金刚石砂轮1转速为2000-3000rpm、修整轮3转速为100-200rpm、每次往复直线运动的修整深度为2μm、进给速率为10-30mm/min，预修整使用乳化液。此时可以及保证修整效率，又能保证修整后的电镀金刚石砂轮表面磨粒不发生破损。
由于在对电镀金刚石砂轮进行预修整时，修整轮本身也发生磨损，而且修整后电镀金刚石砂轮表面磨粒还存在一定的磨粒高度，因此很难采用常规修整过程中常用的圆跳动测量值来判断修整过程的结束。本发明通过工艺试验，以修整总深度来判断预修整过程是否结束，将预修整的总深度设定为金刚石砂轮粒度大小的1-1.2倍，即当修整轮进给总量达到电镀金刚石砂轮粒度大小的1-1.2倍时，完成预修整过程。此时既可以保证金刚石砂轮1表面磨粒得到充分修整，使其表面具有足够的面积以用于后续激光加工，同时又可以保证金刚石砂轮1表面磨粒不会被过度修整，从而丧失磨削能力。
在预修整后的金刚石砂轮1表面利用激光加工平行回转沟槽阵列时，飞秒或皮秒激光器虽然可以获得更高的加工精度，但加工效率较低，而普通纳秒脉冲或连续激光器加工精度较低，且具有严重的热效应，因此采用脉宽介于皮秒和纳秒之间的0.1ns-10ns脉冲激光器。通过激光烧蚀实验，确定激光加工的参数为：激光器5的功率为8-12W，重复频率为80-100kHz，采用正离焦加工，离焦量为金刚石砂轮1粒度大小的1/5-1/7，金刚石砂轮1转速为2000-3000rpm，横向进给速度为0.2-0.5mm/min。此时在电镀砂轮的金刚石磨粒上面可较高效率地获得高精度结构。
为了保证最终加工的微结构阵列精度，需要有效控制预修整后电镀金刚石砂轮表面的通过脉冲激光加工的结构精度，特别是沟槽侧壁的角度，由于激光光束的能力通常为高斯分布，因此利用脉冲激光直接加工的沟槽侧壁一定存在着角度误差，而这个角度误差是无法直接通过实验获得的，因此无法直接实现沟槽侧壁的角度的准确控制。本发明首先建立激光光束直径ωz与离焦量z之间的关系函数关系,
ωz＝ω·[1+(z/ZR)2]1/2 (公式3)
同时由几何关系可以计算高斯分布脉冲激光条件下激光分布角度β与离焦量z的关系：
将公式4带入公式3即可获得激光分布角度β与激光焦点的直径ω、激光的Rayleigh长度ZR和离焦量z之间的函数关系，而激光焦点的直径ω、激光的Rayleigh长度ZR和离焦量z可通过简单的激光烧蚀实验获得。
再根据微结构阵列侧壁的倾斜角度α，即可获得激光光束需要调整的倾斜角度θ：
获得倾斜角度θ后通过精确倾斜台倾斜激光头的角度，即可有效控制预修整后电镀金刚石砂轮表面的沟槽加工精度，面形精度可优于3μm。
本发明所述的微结构阵列的高效超精密加工方法，其工作原理在于，首先通过Cross磨削获得纳米级的微结构阵列基面(基面为平面)，Cross磨削时由于砂轮旋转磨削方向与加工工件旋转进给方向相互垂直，因此可以有效避免本发明所制备的金刚石砂轮表面的结构对基面的加工影响，保证获得纳米级的光滑平面。然后固定加工工件通过金刚石砂轮表面的精准三维结构直接在已加工的基面上大面积成形磨削出所需要的微结构阵列8。在对硬脆材料(玻璃、硬质合金、陶瓷和晶体)磨削过程中，要想获得纳米级精度的磨削表面，必须要时每一个磨粒切下的磨削厚度小于材料的脆塑转变临界深度。其中，对于本发明的金刚石砂轮的特殊结构，推导了其磨削厚度hm的计算公式：
其中，bs是金刚石砂轮的粒度，C是金刚石砂轮的磨粒密度，vw是进给速率，vs是砂轮转速，ap是磨削深度，ds是砂轮的直径。
根据公式6可以计算当磨削加工参数为：金刚石砂轮1转速为5000-6000rpm、进给速率为5-15mm/min，磨削液为乳化液时，可以保证磨削微结构阵列具有纳米级的表面粗糙度，表面粗糙度可小于10nm。而且由于可通过一次磨削过程加工实现大面积的微结构阵列复制加工(加工面积取决于金刚石砂轮宽度)，因此具有很高的加工效率(与现有机械加工方法相比可提高30-50倍)，且由于这种新型金刚石砂轮表面的精密三维几何结构阵列完全是在金刚石磨粒上加工出的，因此具有很高的耐磨性，不需要进行周期性修整，可进一步缩短微结构阵列的加工时间。

Claims (10)

1.一种新型金刚石砂轮的制备方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一、将待加工金刚石砂轮(1)安装在竖直放置的磨削主轴(2)上，将修整轮(3)安装在水平放置的修整主轴(4)上，调制磨削主轴(2)和修整主轴(4)的空间位置，使磨削主轴(2)的轴线和修整主轴(4)的轴线相互垂直；
步骤二、旋转的金刚石砂轮(1)在水平方向按往复直线运动轨迹与旋转的修整轮(3)做相对运动，金刚石砂轮(1)与修整轮(3)接触后相互磨损实现金刚石砂轮(1)的预修整；
步骤三、将激光器(5)的激光头(6)水平安装在精密倾斜台(7)上，调整激光头(6)与精密倾斜台(7)之间的位置，使激光头(6)可绕激光焦点在竖直方向进行角度调整；
步骤四、根据待加工微结构阵列(8)的沟槽宽度、高度、角度和沟槽间距，利用激光头(6)在金刚石砂轮(1)外圆表面上加工砂轮表面轮廓结构(9)。
2.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述金刚石砂轮(1)在竖直方向上偏离修整轮(3)的中心，偏离距离为修整轮(3)半径大小的1/2-1/3。
3.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述金刚石砂轮(1)为1A1型砂轮，直径为50-150mm，厚度为3-10mm，粒度为60-150目；
修整轮(3)为陶瓷基金刚石杯形砂轮，直径为金刚石砂轮(1)直径的1.5-2倍，磨料层宽度为10-20mm，磨料层厚度为8mm-20mm，粒度为金刚石砂轮(1)的1/2-1/3。
4.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述金刚石砂轮(1)的转速为2000-3000rpm，修整轮(3)的转速为100-200rpm，每次往复直线运动的修整深度为2μm，进给速率为10-30mm/min，预修整的总深度为金刚石砂轮(1)粒度大小的1-1.2倍。
5.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述激光器(5)的功率为8-12W，重复频率为80-100kHz，脉冲宽度为0.1ns-10ns，采用正离焦加工，离焦量为金刚石砂轮(1)粒度大小的1/5-1/7，金刚石砂轮(1)的横向进给速度为0.2-0.5mm/min。
6.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，其特征在于，步骤四具体为：
调整激光头(6)与金刚石砂轮(1)之间的位置，使激光光束垂直于金刚石砂轮(1)表面，根据待加工微结构阵列(8)的沟槽宽度、高度、角度和沟槽间距，在金刚石砂轮(1)外圆表面上加工出平行沟槽阵列；
调整精密倾斜台(7)，使激光头(6)倾斜角度θ，在金刚石砂轮(1)已经加工的平行沟槽阵列上加工沟槽侧壁中的一侧，再调整精密倾斜台(7)，使激光头(6)倾斜角度-θ，在金刚石砂轮(1)已经加工的平行沟槽阵列上加工沟槽侧壁中的另一侧。
7.根据权利要求6所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法，其特征在于，所述θ为：
其中，α为砂轮表面轮廓结构(9)侧壁的倾斜角度，ω是激光焦点的直径，ZR是激光的瑞利长度，z是离焦量。
8.微结构阵列的高效超精密加工方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一、将待加工工件(10)安装在具有C轴模式的工件主轴(11)上，调整工件主轴(11)和磨削主轴(2)之间的位置，使工件主轴(11)的轴线与磨削主轴(2)的轴线相互垂直；利用已完成制备的金刚石砂轮(1)对加工工件(10)的表面进行超精密磨削加工，获得具有纳米级表面粗糙度的平面；
步骤二、利用已完成制备的金刚石砂轮(1)对加工工件(10)的表面进行超精密磨削加工，获得微结构阵列；
金刚石砂轮(1)基于上述任意一项权利要求所述的一种新型金刚石砂轮的制备方法制备。
9.根据权利要求8所述的微结构阵列的高效超精密加工方法，其特征在于，步骤一中，所述金刚石砂轮(1)的转速为5000-6000rpm，工件主轴(11)的转速为50-150rpm、轴向进给速率为5-15mm/min，磨削深度为3-5μm，磨削液为乳化液；
步骤二中，金刚石砂轮(1)的转速为5000-6000rpm，径向进给速率为5-15mm/min，磨削深度为微结构阵列(8)的高度，磨削液为乳化液。
10.根据权利要求8所述的微结构阵列的高效超精密加工方法，其特征在于，步骤二具体为：
如果待加工微结构阵列(8)为矩形沟槽阵列或梯形沟槽阵列，则利用已完成制备的金刚石砂轮(1)对加工工件(10)的表面进行磨削加工，获得微结构阵列(8)；
如果待加工微结构阵列(8)为矩形凸台阵列或梯形台阵列，首先利用已完成制备的金刚石砂轮(1)对加工工件(10)的表面进行磨削加工，然后利用工件主轴(11)的C轴模式使加工工件(10)旋转90°，再利用已完成制备的金刚石砂轮(1)对加工工件(10)的表面进行磨削加工，获得微结构阵列(8)。
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