CN115401534B - 一种微阵列模具保形抛光方法 - Google Patents

一种微阵列模具保形抛光方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115401534B
CN115401534B CN202211051439.8A CN202211051439A CN115401534B CN 115401534 B CN115401534 B CN 115401534B CN 202211051439 A CN202211051439 A CN 202211051439A CN 115401534 B CN115401534 B CN 115401534B
Authority
CN
China
Prior art keywords
die
polishing tool
microarray
profiling
profiling polishing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211051439.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115401534A (zh
Inventor
郭江
李琳光
杨哲
张鹏飞
连佳乐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Ningbo Research Institute of Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Ningbo Research Institute of Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology, Ningbo Research Institute of Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN202211051439.8A priority Critical patent/CN115401534B/zh
Publication of CN115401534A publication Critical patent/CN115401534A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115401534B publication Critical patent/CN115401534B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/04—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B29/00—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents
    • B24B29/02—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents designed for particular workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
    • B24B49/045—Specially adapted gauging instruments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0009—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using moulds or presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0054—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for by impressing abrasive powder in a matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

一种微阵列模具保形保性仿形抛光方法，该抛光方法具体为微振动抛光。通过制作与微阵列模具面形相符的仿形抛光工具头，在仿形抛光工具头和微阵列模具之间加入磨料，通过XY二维电移台实现微阵列模具或仿形抛光工具头以一定的频率和振幅进行微振动。仿形抛光工具头和微阵列模具之间的磨料在二者的相对压力和相对移动下产生微切削作用以去除材料，从而去除微模具表面的刀纹、划痕等缺陷。该方法可摆脱微阵列模具特征点尺寸极小的限制，同时抛光微阵列模具上的所有特征点，效率高，且不会破坏微阵列模具的面形精度，可以达到较高的面形精度和表面质量。

Description

一种微阵列模具保形抛光方法
技术领域
本发明属于精密/超精密加工领域，涉及一种针对微阵列模具的保形抛光加工方法。
背景技术
微阵列结构是工件表面一种微米级的阵列式微小结构，这些结构往往具有特定的功能作用，如减摩性、光学性、黏附性、导热性、疏水性。表面具有微阵列结构的产品通常是利用具有微阵列结构的模具注塑而成。因此，微阵列模具在此类工件的生产中起着重要的作用，模具的几何精度与表面质量直接关系到产品的使用性能。
微阵列模具的加工过程包括铣削、粗磨、精磨和抛光等工序。抛光作为加工的最后一道工序，也是最重要的一步，其加工质量与精度直接影响微阵列模具的使用性能。模具需要在高温条件下保持高硬度、高强度、高稳定性。因此，模具基材主要使用钨钢、碳化钨以及镀以合金膜层的金属陶瓷。材料硬度较高，阵列单元较多，加工耗时久。且微阵列结构尺寸极小，如使用常规方法抛光，即使达到抛光的效果，也难以保持其原有的形状与性质。
中国发明专利(CN111438641B)，专利名称：一种异形喷嘴微结构射流抛光方法及装置。该专利提供了一种微结构射流抛光方法和装置，其装置通过异形喷嘴喷射磨料液到工件的微结构表面，对微结构表面进行滑擦剪切，实现对微结构的抛光。该装置结构复杂，对于微阵列式模具而言，该方法需要依次抛光各个阵列单元，抛光效率低，且各阵列单元抛光质量不均匀。
中国发明专利(CN 111451847A)，专利名称：一种静电喷射微粉磨粒均布的微结构阵列原位抛光方法。该专利提供了一种微结构阵列抛光方法，该方法在真空环境下，通过静电喷射技术在连接环形电极的微结构表面涂覆一层微粉磨粒，然后制作与结构匹配的抛光体，最后使用脱模剂进行脱模。脱模后通过真空发生器将工件吸附在工作台上，随着工作台运动，实现抛光。该方法步骤繁多，化学试剂、物理环境等实验因素难免对工件性能造成不可逆的影响，且工作环境和实验设备要求高。
中国实用新型专利(CN 214024979U)，专利名称：一种加工非球面的弹性抛光头。该专利提供了一种加工非球面结构的弹性抛光头，该抛光头外层为聚氨酯抛光皮，内嵌弹性球，可根据工件表面结构调节自身形状，以贴合微结构表面进行抛光。但是对于微阵列结构表面而言，尺寸较大，且只可对单个阵列单元进行抛光，加工效率较低，各阵列单元抛光质量不均匀。
发明内容
针对传统抛光方法难以实现微阵列模具保形抛光的技术难题，本发明提出了一种基于仿形抛光工具的新的微阵列模具保形抛光方法。为了使微阵列模具4中阵列单元5保持抛光一致性，抛光过程中仿形抛光工具的阵列单元与模具阵列单元5并不能采用同一面形，因此，需要根据微阵列模具4中阵列单元5的尺寸与面形数据计算并设计加工出用于制作仿形抛光工具的模压模具23，而后基于模压模具23制作出面形相符的仿形抛光工具对微阵列模具4 进行抛光，在仿形抛光工具和微阵列模具4之间加入磨料5或抛光液，通过XY二维精密位移平台18带动工件运动完成抛光，该方法能够在保持微阵列结构原有的面型精度的前提下实现高质量、高效率抛光。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种微阵列模具保形抛光方法，该抛光方法具体为基于仿形抛光工具的微振动抛光。具体包括以下步骤：
第一步，对微阵列模具进行初始检测
对待加工的微阵列模具4的初始状况进行检测，包括微阵列模具4阵列单元5的尺寸、初始表面粗糙度及初始表面形貌，微阵列模具4的初始面形等。所述的阵列单元5的尺寸可以达到微米级。
第二步，设计并加工模压模具23
根据第一步所测微阵列模具4中阵列单元5的尺寸与面形数据，通过计算加工过程中的受力和变形，设计出仿形抛光工具阵列单元的尺寸、外形，再根据其尺寸外形，结合微阵列模具4的测量数据，设计和加工出用于制作仿形抛光工具的模压模具23。
第三步，制备仿形抛光工具
通过模压复制的方式，用复制胶或热熔胶具备冷却固化性质的材料作为仿形抛光工具基体材料，制备出与模压模具23面形相同的仿形抛光工具。其中，仿形抛光工具包括两种类型：一类为无固结磨料仿形抛光工具1，具体制作方法为直接将原材料涂覆于模压模具23上，通过基板加压及冷却完成仿形抛光工具的制作；另一类为表面固结磨料仿形抛光工具10，具体制作方法为复制之前在模压模具23表面均匀涂覆一层游离磨料7，之后再将液态的基体材料涂覆于模压模具23上，通过基板加压及冷却完成仿形抛光工具的制作。
第四步：对仿形抛光工具进行检测
对制备的仿形抛光工具使用性能进行检测，包括仿形抛光工具的硬度、阵列单元5的尺寸、面形，仿形抛光工具的初始面形。若检测符合抛光要求，则进行下一道工序，否则返回第二步，重新制备仿形抛光工具，再检测，直至符合仿形抛光工具的质量要求。
第五步，添加磨料7
针对第一类无固结磨料仿形抛光工具1需要在微阵列模具4和仿形抛光工具之间添加对应的磨料7或抛光液；针对第二类表面固结磨料仿形抛光工具10抛光无需在微阵列模具4和仿形抛光工具之间添加磨料7或抛光液。
第六步，安装仿形抛光工具和微阵列模具
将微阵列模具4和仿形抛光工具进行安装，安装要求为微阵列模具4上的阵列单元5和仿形抛光工具上各单元的互补结构可以一一对应，且二者之间的轴向距离可调；同时微阵列模具4和仿形抛光工具二者之一可以实现微振动，使得仿形抛光工具和微阵列模具4之间能够产生相对运动：通过XY二维精密位移平台18带动微阵列模具4或仿形抛光工具以一定的频率和振幅进行微振动。
第七步，设置抛光参数
所需设置的抛光参数主要包括微阵列模具4和仿形抛光工具的间隙，XY二维精密位移平台18的振动频率及振幅。上述参数根据实际情况确认。
具体的：所述微阵列模具4和仿形抛光工具的间隙设置为50-100μm，所述的微振动的振幅设置为10-200μm，频率设置为50-200Hz。
第八步，仿形抛光
向XY二维精密位移平台18输入相位为180°的控制信号以产生微振动，使得仿形抛光工具1或微阵列模具4在XY二维精密位移平台18的带动下，仿形抛光工具阵列单元中心轴2围绕微阵列模具4中的阵列单元中心轴6，沿着仿形抛光工具的振动轨迹3的保持圆周轨迹振动，阵列模具4与仿形抛光工具1之间产生相对移动，开始对微阵列模具4进行抛光。
第九步，模具质量检测
对抛光后的微阵列模具4进行检测，包括微阵列模具4阵列单元5的尺寸、抛光后表面粗糙度及抛光后表面形貌，微阵列模具4抛光后的面形等，判断是否符合加工要求，若符合，则进行下一道工序，否则返回步骤G，再进行仿形抛光，再检测，直至符合加工要求。
第十步，完成
本发明的有益效果为：
(1)本发明针对微阵列模具难抛光的特性提出了一种新的微阵列模具保形抛光方法；
(2)本发明基于仿形抛光工具，可一次性抛光微阵列模具上的所有阵列单元或选择性抛光部分阵列单元，具有较高的加工效率；
(3)仿形抛光工具抛光轨迹为二维圆周振动，振幅较小，抛光后能够保持微阵列模具原有面形精度；
(4)摆脱微阵列模具阵列单元尺寸的限制，能够完成微米级阵列单元的抛光；
(5)可引入磁场、化学场进行多场耦合，进一步提高抛光质量和效率。
附图说明
图1为微阵列模具仿形抛光方法流程图；
图2(a)为微阵列模具仿形抛光运动轨迹示意图；
图2(b)为微阵列模具仿形抛光原理图；
图3为微阵列模具及阵列单元示意图；
图4(a)为仿形拋光工具制备原理图；
图4(b)为无固结磨料仿形拋光工具示意图；
图4(c)为固结磨料仿形拋光工具示意图；
图5为实施例1微阵列模具振动拋光示意图；
图6为实施例2仿形抛光工具振动拋光示意图；
图7为本发明抛光过程示意图。
图中：1无固结磨料仿形抛光工具；2仿形抛光工具阵列单元中心轴；3仿形抛光工具的振动轨迹；4微阵列模具；5阵列单元；6微阵列模具阵列单元中心轴；7磨料；8上基板；9下基板；10固结磨料仿形抛光工具；11大理石龙门架；12大理石平台；13Y轴；14X轴； 15Z轴；16螺栓；17转接板Ⅰ；18XY二维精密位移平台；19Y控制信号；20X控制信号； 21升降平台；22转接板Ⅱ；23模压模具。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明的原理及技术方案进行清楚、完整的描述。所描述实施例仅为本发明的部分实施例，而非全部实施例。基于以下实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参照图1，图2(a)、(b)，图3，图4(a)、(b)，图5，采用图5 所示装置对微阵列模具4进行保形抛光。微阵列模具4为光学玻璃精密成形模具，其上有8 ×9排布的球面阵列单元5，单个阵列单元5直径为800μm，深度为120μm。
基于微阵列模具仿形抛光方法，包括以下步骤：
第一步，模具初始检测。通过ZYGO白光干涉仪，MITAKA表面轮廓仪，超景深显微镜等仪器对微阵列模具4的初始状况进行检测，检测内容包括微阵列模具阵列单元5的尺寸、初始表面粗糙度及初始表面形貌，微阵列模具4的初始面形。
第二步，根据第一步所测微阵列模具4中阵列单元的尺寸与面形数据，通过计算加工过程中的受力和变形，设计出仿形抛光工具阵列单元的尺寸、外形，再根据其尺寸外形，结合微阵列模具4的测量数据，设计和加工出用于制作仿形抛光工具的模压模具23。
第三步，制备仿形抛光工具。所述仿形抛光工具通过模压复制的方式进行制备。选用复制胶作为仿形抛光工具原材料，制备出与模压模具23面形相同的仿形抛光工具。下基板9上开有与模压模具23外形尺寸相符的凹槽，模压模具23安装于下基板9上的凹槽中。将仿形抛光工具原材料通过加热的方式涂覆于模压模具23表面，之后将上基板8扣压在模压模具 23上，所述上基板8上同样开有与模压模具23外形尺寸相符的凹槽。之后通过静止冷却得到仿形抛光工具。其中，仿形抛光工具包括两种：一种为表面固结磨料仿形抛光工具10，具体制作方法为复制之前在模压模具23表面均匀涂覆一封游离磨料7，之后再将原材料涂覆于模压模具23上，通过基板加压及冷却完成仿形抛光工具制作；另一种为无固结磨料仿形抛光工具1，具体制作方法为直接将原材料涂覆于模压模具23上，通过基板加压及冷却完成仿形抛光工具制作。本实施例中的仿形抛光工具为无固结磨料仿形抛光工具1。
第四步，仿形抛光工具检测。使用ZYGO白光干涉仪，MITAKA表面轮廓仪，超景深显微镜等仪器对制备的仿形抛光工具1状况进行检测，包括仿形抛光工具的硬度、阵列单元5的尺寸、初始表面粗糙度及初始表面形貌，仿形抛光工具1的初始面形等，若检测符合抛光要求，则进行下一道工序，否则返回第三步，重新制备仿形抛光工具，再检测，直至符合抛光要求。
第五步，工具模具安装。将微阵列模具4和制备的仿形抛光工具1进行安装，安装要求为将XY二维精密位移平台18使用螺栓安装于三轴平台X轴14上，三轴平台主体由大理石龙门架11和大理石平台12构成，其中Y轴13安装于大理石平台上，X轴14安装在Y轴13 上，Z轴15固定在大理石龙门架11上。将微阵列模具4安装于XY二维精密位移平台18上，二者之间通过双面胶进行粘接，通过分别控制三轴平台X轴14、Y轴13可以对微阵列模具 4位置进行调整，使得所述微阵列模具4上的阵列单元5和仿形抛光工具1上的阵列单元可以一一对应。将所述转接板Ⅰ17通过螺栓16固定在三轴平台Z轴15上，所述仿形抛光工具 1通过双面胶粘接在转接板Ⅰ17上。仿形抛光工具1和微阵列模具4之间的轴线距离通过三轴平台Z轴15调节。
第六步，添加磨料。在微阵列模具4和仿形抛光工具1之间添加磨料7，磨料7由粒径为3-5μm的金刚石磨料及铁粉按4:1的质量比混合而成。
第七步，设置抛光参数。通过调节三轴平台上的X轴14、Y轴13使得所述微阵列模具4上的阵列单元5和仿形抛光工具4上的阵列单元可以一一对应。调节三轴平台Z轴15使的仿形抛光模具1与微阵列模具4接触；微阵列模具4和仿形抛光工具的间隙设置为50μm， XY二维精密位移平台18的振幅设置为60μm，频率设置为60Hz。
第八步，仿形抛光。向XY二维精密位移平台18输入具有180°相位差的Y控制信号19和X控制信号20，使得所述微阵列模具4在XY二维精密位移平台18的带动下做形如轨迹3的圆轨迹振动，微阵列模具4与仿形抛光工具1之间产生相对移动，开始进行抛光。
第九步，模具质量检测。使用ZYGO白光干涉仪，MITAKA表面轮廓仪，超景深显微镜等仪器对抛光后的微阵列模具4进行检测，包括微阵列模具阵列单元5的尺寸、抛光后表面粗糙度及抛光后表面形貌，微阵列模具4抛光后的面形等，判断是否符合加工要求，若符合，则进行下一道工序，否则返回第八步，再进行仿形抛光，再检测，直至符合加工要求。
第十步，完成抛光。
实施例2：
参照图1，图2(a)、(b)，图3，图4(a)、(b)，图6，采用图6 所示装置对微阵列模具4进行保形抛光。微阵列模具4为光学玻璃精密成形模具，其上有8 ×9排布的球面阵列单元5，单个阵列单元5直径为800μm，深度为120μm。
第一步到第四步与实施例1相同，本实施例中的仿形抛光工具为无固结磨料仿形抛光工具1。
第五步，工具模具安装。将微阵列模具4和制备的仿形抛光工具1进行安装，安装要求为将XY二维精密位移平台18使用螺栓安装于三轴平台X轴14上，所述三轴平台主体由大理石龙门架11和大理石平台12构成，其中Y轴13安装于大理石平台上，X轴14安装在Y 轴13上，Z轴15固定在大理石龙门架11上。将微阵列模具4安装于升降平台21上，二者之间通过双面胶进行粘接，所述升降平台21安装在大理石平台12上。所述仿形抛光工具1 通过双面胶粘结在转接板Ⅱ22上，所述转接板Ⅱ22通过螺栓16安装在三轴平台Y轴13上。通过分别控制三轴平台X轴14、Y轴13可以对仿形抛光工具1的位置进行调整，使得所述微阵列模具4上的阵列单元5和仿形抛光工具1上的阵列单元可以一一对应。仿形抛光工具 1和微阵列模具4之间的轴线距离通过升降平台21调节。
第六步，添加磨料。在微阵列模具4和仿形抛光工具1之间添加磨料7。磨料7由粒径为3-5μm的金刚石磨料及铁粉按4:1的质量比混合而成
第七步，设置抛光参数。通过调节三轴平台上的X轴14、Y轴13使得所述微阵列模具4上的阵列单元5和仿形抛光工具4上的阵列单元可以一一对应。调节升降平台21使得仿形抛光工具1与微阵列模具4接触；微阵列模具4和仿形抛光工具的间隙设置为50μm，XY二维精密位移平台18的振幅设置为60μm，频率设置为60Hz。
第八步至第九步与实施例1相同。
第十步，完成抛光。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种微阵列模具保形抛光方法，所述抛光方法是基于仿形抛光工具的微振动抛光，抛光过程中能够使微阵列模具(4)中阵列单元(5)保持一致性，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，对微阵列模进行具初始检测
对待加工的微阵列模具(4)的初始状况进行检测，包括微阵列模具(4)中阵列单元(5)的尺寸、初始表面粗糙度及初始表面形貌，微阵列模具(4)的初始面形，其中阵列单元(5)的尺寸为微米级；
第二步，设计并加工模压模具(23)
根据第一步所测微阵列模具(4)中阵列单元的尺寸与面形数据，通过计算加工过程中的受力和变形，设计出仿形抛光工具头阵列单元的尺寸、外形，再根据其尺寸外形，结合微阵列模具(4)的测量数据，设计和加工出用于制作仿形抛光工具头的模压模具(23)；
第三步，制备仿形抛光工具
通过模压复制的方式，采用具备冷却固化性质的材料作为仿形抛光工具基体材料，制备出与模压模具(23)面形相同的仿形抛光工具；其中，仿形抛光工具包括两种类型：无固结磨料仿形抛光工具(1)、表面固结磨料仿形抛光工具(10)；
第四步：对仿形抛光工具进行检测
对制备的仿形抛光工具使用性能进行检测，包括仿形抛光工具的硬度、阵列单元(5)的尺寸、初始表面粗糙度及初始表面形貌，仿形抛光工具的初始面形；若检测符合抛光要求，进行下一道工序，否则返回第二步，重新制备仿形抛光工具，再检测，直至符合仿形抛光工具的质量要求；
第五步，添加磨料(7)
在微阵列模具(4)和仿形抛光工具之间添加磨料(7)或抛光液；
针对第一类无固结磨料仿形抛光工具(1)，抛光过程中，需要在微阵列模具(4)和仿形抛光工具之间添加磨料(7)或抛光液；针对第二类表面固结磨料仿形抛光工具(10)，抛光过程中，无需在微阵列模具(4)和仿形抛光工具之间添加磨料(7)或抛光液；
第六步，安装仿形抛光工具和微阵列模具
将微阵列模具(4)和仿形抛光工具进行安装，安装要求为微阵列模具(4)上的阵列单元(5)和仿形抛光工具上各单元的互补结构一一对应，且二者之间的轴向距离可调；同时微阵列模具(4)和仿形抛光工具二者之一可以实现微振动，使得仿形抛光工具和微阵列模具(4)之间能够产生相对运动：通过XY二维精密位移平台(18)带动微阵列模具(4)或仿形抛光工具头进行微振动；
第七步，设置抛光参数
所需设置的抛光参数主要包括微阵列模具(4)和仿形抛光工具的间隙，XY二维精密位移平台(18)的振动频率及振幅，X轴、Y轴控制信号之间的相位差；
第八步，仿形抛光
向XY二维精密位移平台(18)输入相位为180°的控制信号以产生微振动，使得仿形抛光工具(1)或微阵列模具(4)在XY二维精密位移平台(18)的带动下，仿形抛光工具阵列单元中心轴(2)围绕微阵列模具(4)中的阵列单元中心轴(6)，沿着仿形抛光工具的振动轨迹(3)的保持圆周轨迹振动，阵列模具(4)与仿形抛光工具(1)之间产生相对移动，开始对微阵列模具(4)进行抛光;
第九步，模具质量检测
对抛光后的微阵列模具(4)进行检测，判断是否符合加工要求，若符合，则进行下一道工序，否则返回步骤G，再进行仿形抛光，直至符合加工要求。
2.根据权利要求1所述的一种微阵列模具保形抛光方法，其特征在于，第三步所述的表面固结磨料仿形抛光工具(10)制作方法为：复制之前在模压模具(23)表面均匀涂覆一层游离磨料(7)，之后再将液态的基体材料涂覆于模压模具(23)上，通过基板加压及冷却完成仿形抛光工具的制作。
3.根据权利要求1所述的一种微阵列模具保形抛光方法，其特征在于，第三步所述的无固结磨料仿形抛光工具(1)制作方法为：直接将原材料涂覆于模压模具(23)上，通过基板加压及冷却完成仿形抛光工具的制作。
4.根据权利要求1所述的一种微阵列模具保形抛光方法，其特征在于，第三步所述的具备冷却固化性质的材料包括复制胶或热熔胶。
5.根据权利要求1所述的一种微阵列模具保形抛光方法，其特征在于，第七步所述的微阵列模具(4)和仿形抛光工具的间隙设置为50-100 μm。
6.根据权利要求1所述的一种微阵列模具保形抛光方法，其特征在于，第七步所述的微振动的振幅设置为10-200 μm，频率设置为50-200 Hz。
CN202211051439.8A 2022-08-30 2022-08-30 一种微阵列模具保形抛光方法 Active CN115401534B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211051439.8A CN115401534B (zh) 2022-08-30 2022-08-30 一种微阵列模具保形抛光方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211051439.8A CN115401534B (zh) 2022-08-30 2022-08-30 一种微阵列模具保形抛光方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115401534A CN115401534A (zh) 2022-11-29
CN115401534B true CN115401534B (zh) 2023-08-01

Family

ID=84162872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211051439.8A Active CN115401534B (zh) 2022-08-30 2022-08-30 一种微阵列模具保形抛光方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115401534B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN216883362U (zh) * 2022-01-12 2022-07-05 浙江新泰通讯科技有限公司 一种阵列晶体端面研磨用夹具

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0868976A3 (en) * 1997-03-06 2000-08-23 Keltech Engineering Lapping apparatus and method for high speed lapping with a rotatable abrasive platen
DE102005038108A1 (de) * 2005-08-11 2007-02-15 Multi Orbital Systems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von Oberflächen
JP2008126391A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Towa Corp 構造物の加工方法及び装置
JP2009262241A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Olympus Corp 位置合わせ方法および位置合わせ支援装置ならびに位置合わせ支援プログラム
CN201505856U (zh) * 2009-08-20 2010-06-16 浙江工业大学 配模抛光装置
JP5610800B2 (ja) * 2010-03-16 2014-10-22 キヤノン株式会社 光学素子の製造方法
TWI523718B (zh) * 2014-08-21 2016-03-01 周振嘉 應用於超音波加工的工具單元
CN105479275B (zh) * 2015-11-19 2017-12-05 浙江工业大学 一种微半环凹模阵列微细超声分级研抛方法
CN105458902B (zh) * 2015-12-01 2017-07-04 天津理工大学 一种微结构表面三维椭圆振动超精密抛光方法
CN107378655B (zh) * 2017-07-07 2021-06-15 扬州大学 多维旋转超声展成加工机构及其加工方法
CN107336086A (zh) * 2017-09-11 2017-11-10 青岛理工大学 超声波振动辅助磨削的纳米流体微量润滑实验系统及方法
CN209579020U (zh) * 2019-03-26 2019-11-05 漳州盈新精密模具有限公司 一种精密模具生产用研磨装置
CN110370100B (zh) * 2019-05-30 2020-11-03 浙江工业大学 芬顿辅助复合杆微超声球体制备半球凹模阵列方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN216883362U (zh) * 2022-01-12 2022-07-05 浙江新泰通讯科技有限公司 一种阵列晶体端面研磨用夹具

Also Published As

Publication number Publication date
CN115401534A (zh) 2022-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guo et al. Ultrasonic vibration assisted grinding of hard and brittle linear micro-structured surfaces
Luo et al. Design of ultraprecision machine tools with applications to manufacture of miniature and micro components
Chen et al. Machining of micro aspherical mould inserts
Suzuki et al. Development of ultrasonic vibration assisted polishing machine for micro aspheric die and mold
Suzuki et al. Ultraprecision finishing of micro-aspheric surface by ultrasonic two-axis vibration assisted polishing
CN102441820B (zh) 一种非接触式超声波面形修抛方法及装置
CN108311960B (zh) 一种光学自由曲面的抛光装置及方法
CN106475914B (zh) 一种钛合金表面氨基模塑料磨料气射流抛光方法
CN104139346B (zh) 一种防堵研磨磨具及其制造方法
Shiou et al. Ultra-precision surface finish of the hardened stainless mold steel using vibration-assisted ball polishing process
CN111215970B (zh) 一种微结构模具超声空化辅助超声磁力抛光方法
CN104493662B (zh) 曲率半径可调式非球面凹透镜加工装置
Guo et al. Ultrasonic vibration-assisted grinding of micro-structured surfaces on silicon carbide ceramic materials
Yu et al. The study of ultrasonic vibration assisted polishing optical glass lens with ultrasonic atomizing liquid
CN107350817B (zh) 辊筒模具表面微结构的加工方法及加工装置
CN115401534B (zh) 一种微阵列模具保形抛光方法
Kumar et al. Surface finishing of aluminium 6061 using fabricated flexible abrasive tool
Wu et al. Study of trajectory and experiment on steel polishing with elastic polishing wheel device
Li et al. A novel 3D printed compliant ball-end grinding tool with crystal structure: Feasibility and performance analysis
Shiou et al. Ultra precision surface finishing processes
JP4458235B2 (ja) 凹端面加工法及び装置
CN208034278U (zh) 一种光学自由曲面的抛光装置
Qiu et al. Optimization and experimental research on process parameters of the softness consolidation abrasive particles
Nguyen et al. Experimental study on elastic deformation molding process for generating aspheric surface glass
Nguyen et al. Experimental study on elastic deformation machining process for aspheric surface glass

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant