CN117283379A - 半球谐振子力流变抛光设备及力流变抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明的半球谐振子力流变抛光设备，包括机架；所述机架上对应设有料槽模块、工件夹持驱动抛光模块、抛光工具模块、引流模块和进给模块；所述料槽模块包括用于盛放力流变抛光液的卧式料槽，所述抛光工具模块包括外球面抛光工具和内球面抛光工具；所述引流模块包括固定设置的刮板，抛光时，使力流变抛光液被引流进入抛光工具模块中。本发明的半球谐振子力流变抛光设备能够对半球谐振子进行高效、高质量、低成本的力流变抛光加工。对应的，本发明还提供了使用本发明抛光设备对半球谐振子进行力流变抛光加工的方法。本发明的方法抛光效率高，抛光后工件表面质量好，且抛光设备和抛光液的成本也相对较低，从而可以大幅降低半球谐振子的生产成本。

Description

半球谐振子力流变抛光设备及力流变抛光方法

技术领域

本发明属于精密与超精密加工技术领域，具体涉及半球谐振子力流变抛光设备及方法。

背景技术

半球谐振陀螺是20世纪60年代出现的一种新型惯性陀螺，其具有结构简单、精度高、功耗低等优点，在新一代长寿命卫星惯性系统中具有广阔的应用前景。半球谐振子是半球谐振陀螺的核心零件，其加工精度和质量直接制约着陀螺器件及系统的性能。半球谐振子属于异形零件，其主体结构为带有中心支撑杆的小尺寸薄壁半球壳体，其材料为高熔融石英玻璃，经切削加工、磨削、精密加工制成。特定的服役环境及工作原理对半球谐振子的表面质量和形位精度要求极高，而材料的高硬脆性、结构的薄壁特征及内表面球面等问题均给其高效、高质量的抛光带来了极大的挑战。

目前针对复杂曲面的抛光方法主要有磨料射流抛光、磁流变抛光、离子束抛光、气囊抛光，以及力流变抛光等。磨粒流抛光是通过载有磨料的黏弹体在压力下反复通过工件表面实现抛光加工，但是其需要复杂的磨粒流推动系统，且抛光效率较低。磁流变抛光(MRF)的原理是在磁流变液中加入抛光粉(磁流变液通常由磁性颗粒、基液和稳定剂组成的悬浮液)，通过高强磁场作用使磁流变液特性发生急剧的转变，表现为类似固体的性质，从而达到去除微量材料的目的。但是磁流变抛光技术的加工介质(磁性磨粒、磁悬浮液和磁流变液)的制作比较复杂，使用成本较高，且加工设备需要较为复杂的磁辅助装置，制约了这种加工方法的应用。离子束抛光基于离子束溅射原理来达到材料去除的目的，离子束抛光和MRF一样具有加工精度高、材料去除性好的优点，此外具有无应力、非接触的优点，特别适合复杂曲面的超精密抛光，但由于设备要求精度高导致成本较高。气囊抛光的原理是球形抛光工具气囊充气后具有弹性，可以自适应工件表面的曲率形状，因此也可用于加工复杂曲面的超精密抛光，但对于半球谐振子抛光来说，由于半球谐振子尺寸较小，并且结构复杂使得气囊不易接触到半球谐振子内部，并且由于半球谐振子易碎，气囊的直接接触极易造成半球谐振子的碎裂，导致加工失败，从而也制约了气囊抛光在这方面的应用。力流变抛光利用非牛顿流体的剪切增稠效应，使力流变抛光液在剪切应力作用下，在被抛光表面形成柔性把持磨粒的流变层实现材料去除，能够实现工件表面高效、高质量的抛光，具有成本低优势。但是目前尚没有能够用于谐振子抛光加工的力流变抛光设备。

目前对于半球谐振子抛光的加工方法还主要依赖于手工抛光，不仅对于加工人员的技术要求极高，需要具备多年抛光经验才能将使得抛光处理后的石英谐振子的粗糙度和圆度满足设计要求，并且由于半球谐振子的材料特性和结构特点极易碎裂，所以在手工抛光过程中的损耗率极大。此外，谐振子手工抛光所需的时间长达1周，造成半球谐振子价格居高不下。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提出了一种半球谐振子力流变抛光设备。本发明的半球谐振子力流变抛光设备能够对半球谐振子进行高效、高质量、低成本的力流变抛光加工。对应的，本发明还提供了使用本发明抛光设备对半球谐振子进行力流变抛光加工的方法。

对于抛光设备，本发明提供了如下技术方案：

半球谐振子力流变抛光设备，包括机架；所述机架上对应设有料槽模块、工件夹持驱动抛光模块、抛光工具模块、引流模块和进给模块；所述料槽模块包括用于盛放力流变抛光液的卧式料槽，所述卧式料槽可以由料槽驱动电机驱动作旋转；所述工件夹持驱动抛光模块包括工件夹持器，以及和工件夹持器传动连接的工件驱动电机，半球谐振子装夹于工件夹持器上后能够由工件驱动电机驱动作旋转；所述抛光工具模块包括呈相对状设置的外球面抛光工具和内球面抛光工具；所述外球面抛光工具固定设于工件夹持器的前方，所述外球面抛光工具上设有可以容纳半球谐振子的外球面的半球槽，且槽底设有让位孔使半球谐振子的中心支撑杆可以穿过让位孔由工件夹持器夹持，所述外球面抛光工具的顶部和侧部分别设有A进料口和A出料口；所述内球面抛光工具上设有半球头，半球头的顶部设有通道孔可以排出抛光液；所述内球面抛光工具和所述外球面抛光工具对合后，半球谐振子的中心支撑杆插入通道孔中；所述内球面抛光工具的顶部具有B进料口，所述半球头上对应设有进料切口，形成进料流道；所述引流模块包括固定设置的刮板，抛光时，所述刮板使附着在卧式料槽上部的力流变抛光液能够被引流进入抛光工具模块中；所述内球面抛光工具固定设于刮板下方；所述进给模块能够驱动工件夹持驱动抛光模块和外球面抛光工具整体向前进给使外球面抛光工具与内球面抛光工具对合，或者整体向后移动退出。

与现有技术相比，本发明的力流变抛光设备中，具有对应设置的料槽模块、工件夹持驱动抛光模块、抛光工具模块、引流模块和进给模块，其中，料槽模块用于将力流变抛光液带至卧式料槽的上部，工件夹持驱动抛光模块用于夹持半球谐振子并驱动其做旋转；引流模块用于将力流变抛光液从卧式料槽的上部刮下并引流至抛光工具的内部，抛光工具模块的结构使旋转的半球谐振子能引起其内部的力流变抛光液产生剪切增稠效应，形成柔性固着模具，对半球谐振子的外球面和内球面实现高效、高质量的抛光加工，且旋转的半球谐振子使抛光工具内部的抛光液形成流场，使抛光工具内部的抛光液持续流出，使刮板上的抛光液能够顺利流入实现置换，避免加工区域的力流变抛光液因温度过高导致性能下降甚至失效，而抛光工具上的抛光液入口设于顶部，与出口之间存在高度差，使得抛光时能产生虹吸效应，有利于抛光工具底部的抛光液排出，一定程度上能加速抛光液的流动；进给模块用于驱动工件夹持驱动抛光模块和外球面抛光工具整体向前进给使外球面抛光工具与内球面抛光工具对合，或者整体向后移动退出，便于工件装夹和拆卸，各模块组合形成整体，使得可以持续对半球谐振子进行力流变抛光加工；此外，本发明设备抛光效率高的同时，设备易于制造，成本相对较低，且抛光所需的力流变抛光液相对其它抛光方法所用抛光液，经济性好，从而可以大幅降低谐振子抛光加工的经济成本。

作为优化，前述的半球谐振子力流变抛光设备中，所述内球面抛光工具的侧部设有B出料口，所述半球头上对应设有出料切口，形成出料流道。由此，半球谐振子内侧的力流变抛光液可以从通道孔和出料流道两个地方排出，使得加工部位的力流变抛光液更容易排出，避免局部因流动不畅导致抛光液性能下降。

作为优化，前述的半球谐振子力流变抛光设备中，所述刮板内部设有冷却水流道，冷却水流道的两端分别与设于刮板上的进水接头和出水接头连通。由此，可以在抛光时，向冷却水流道中通入冷却水，对力流变抛光液进行降温，维持力流变抛光液性能稳定。进一步，所述进水接头和出水接头分别与通过管路与水冷机的出水口和回水口连通。通过配备水冷机，避免用户需要对抛光液进行冷却时构建水冷系统的麻烦。

作为优化，前述的半球谐振子力流变抛光设备中，所述卧式料槽呈圆柱筒状，其轴线相对于水平面倾斜使槽底的抛光液不会流出。卧式料槽采用圆柱筒状结构，具有易于实施特点。

作为优化，前述的半球谐振子力流变抛光设备中，所述进给模块可以为电动丝杆模组。进给模块采用电动丝杆模组，可靠性高，且易于实施。

作为优化，前述的半球谐振子力流变抛光设备中，所述工件夹持器设于驱动主轴的前端，所述驱动主轴与工件驱动电机的转轴相连。该结构可靠性好，且易于实施。

对于方法，本发明提供如下技术方案：

半球谐振子力流变抛光方法，该方法在前述本发明的力流变抛光设备上实现；包括如下步骤：

A、配置力流变抛光液，并倒入卧式料槽中；

B、将待抛光的半球谐振子装夹于工件夹持器上；

C、启动料槽驱动电机，驱动卧式料槽作转动，力流变抛光液因其具有黏度附着在卧式料槽内壁上，被带至卧式料槽上部；

D、进给模块驱动工件夹持驱动抛光模块和外球面抛光工具整体向前进给直至外球面抛光工具与内球面抛光工具对合；刮板使力流变抛光液从A进料口和B进料口流入外球面抛光工具和内球面抛光工具中；

E、启动工件驱动电机，驱动半球谐振子转动；半球谐振子和力流变抛光液之间存在相对运动，使两者之间存在一定的相对剪切应变速率，力流变抛光液与半球谐振子接触区域因剪切应力的作用产生剪切增稠现象，形成柔性的“固着磨具”，对对半球谐振子的外球面和内球面进行快速抛光；同时，力流变抛光液在半球谐振子的带动下，形成流场，使抛光区域的力流变抛光液及时排出，实现置换。

与现有技术相比，本发明的方法采用前述本发明的半球谐振子力流变抛光设备对半球谐振子的外球面和内球面同时进行力流变抛光加工，抛光效率高，抛光后工件表面质量好，且抛光设备和抛光液的成本也相对较低，从而可以大幅降低半球谐振子的生产成本。

作为优化，前述的半球谐振子力流变抛光方法中，加工所使用的抛光工具模块中，所述半球头的曲率半径较半球谐振子的内球面曲率半径小0.5-3mm，所述半球槽的曲率半径较半球谐振子的外球面曲率半径大0.5-5mm。此时，抛光时，较有利于力流变抛光液产生力流变效应。

作为优化，前述的半球谐振子力流变抛光方法中，加工时，对刮板上的力流变抛光液进行冷却处理。由此，可以防止流入抛光工具模块的力流变抛光液因温度过高，导致流变性能下降甚至失效。

附图说明

图1是本发明实施例的半球谐振子力流变抛光设备的结构示意图；

图2是图1中半球谐振子力流变抛光设备装夹半球谐振子后的状态示意图(局部剖)；

图3是本发明实施例中料槽模块的结构示意图；

图4是本发明实施例中工件夹持驱动抛光模块的结构示意图；

图5是本发明实施例中抛光工具模块的结构示意图(外球面抛光工具和内球面抛光工具对合的状态)；

图6是本发明实施例中外球面抛光工具的结构示意图；

图7是本发明实施例中内球面抛光工具的结构示意图；

图8是本发明实施例中引流模块的结构示意图；

图9是本发明实施例中刮板的结构示意图(拆除用于密封的底板后，露出冷却水流道的状态)；

图10是本发明实施例中半球谐振子力流变抛光设备的加工状态示意图；

图11是加工时抛光工具和工件配合状态示意图(剖视)；

图12是实施例中加工前采用泰勒粗糙度仪测量的石英半球谐振子表面粗糙度；

图13是实施例中加工后采用泰勒粗糙度仪测量的石英半球谐振子表面粗糙度。

附图标记为：1-机架；2-料槽模块，201-卧式料槽，202-料槽驱动电机；3-工件夹持驱动抛光模块，301-工件夹持器，302-工件驱动电机，303-驱动主轴；4-抛光工具模块，401-外球面抛光工具，4011-半球槽，4012-让位孔，4013-A进料口，4014-A出料口，402-内球面抛光工具，4021-半球头，4022-通道孔，4023-B进料口，4024-B出料口；5-引流模块，501-刮板，5011-冷却水流道，502-进水接头，503-出水接头；6-进给模块；7-半球谐振子。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(包括实施例)对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。以下实施例中，没有详细说明的内容均为本领域技术常识。

实施例(参见图1-11)：

半球谐振子力流变抛光设备，包括机架1；所述机架1上对应设有料槽模块2、工件夹持驱动抛光模块3、抛光工具模块4、引流模块5和进给模块6。各模块各司其职，配合使用，使得设备能够持续对半球谐振子7的外球面和内球面同时进行力流变抛光加工。

在本实施例中，所述料槽模块2包括用于盛放力流变抛光液的卧式料槽201，所述卧式料槽201可以由料槽驱动电机202驱动作旋转；在具体实施例中，料槽驱动电机202通过减速器与卧式料槽201传动连接。抛光加工时，力流变抛光液力流变抛光液盛放于卧式料槽201中，因力流变抛光液具有黏性，会附着在槽壁上被旋转的卧式料槽201带至上部。抛光加工时，控制卧式料槽201的转速能够实现上述功能即可。

在本实施例中，所述工件夹持驱动抛光模块3包括工件夹持器301，以及和工件夹持器301传动连接的工件驱动电机302。抛光加工时，半球谐振子7装夹于工件夹持器301上由工件驱动电机302驱动作旋转。

在本实施例中，所述抛光工具模块4包括呈相对状设置的外球面抛光工具401和内球面抛光工具402；其中，外球面抛光工具401用于抛光半球谐振子7的外球面，内球面抛光工具402用于抛光半球谐振子7的内球面，以获得高质量表面。

在本实施例中，所述外球面抛光工具401固定设于工件夹持器301的前方，所述外球面抛光工具401上设有可以容纳半球谐振子7的外球面的半球槽4011，且槽底设有让位孔4012使半球谐振子7的中心支撑杆(外支撑杆)可以穿过让位孔4012由工件夹持器301夹持，所述外球面抛光工具401的顶部和侧部分别设有A进料口4013和A出料口4014。

在本实施例中，所述内球面抛光工具402上设有半球头4021，半球头4021的顶部设有通道孔4022可以排出抛光液；所述内球面抛光工具402和所述外球面抛光工具401对合后，半球谐振子7的中心支撑杆(内支撑杆)插入通道孔4022中；所述内球面抛光工具402的顶部具有B进料口4023，所述半球头4021上对应设有进料切口，形成进料流道。

在本实施例中，所述引流模块5包括固定设置的刮板501，抛光时，所述刮板501使附着在卧式料槽201上部的力流变抛光液能够被引流进入抛光工具模块4中。抛光时，刮板501将被卧式料槽201带至上部的力流变抛光液刮下，然后引流进入抛光工具中。

在本实施例中，所述内球面抛光工具402固定设于刮板501下方；所述进给模块6能够驱动工件夹持驱动抛光模块3和外球面抛光工具401整体向前进给使外球面抛光工具401与内球面抛光工具402对合，或者整体向后移动退出。抛光时，外球面抛光工具401与内球面抛光工具402对合，抛光完成后，进给模块6驱动工件夹持驱动抛光模块3和外球面抛光工具401整体退出，方便拆下抛光完成的工件，同时也方便装夹下一个待抛光的工件。

在本实施例中，所述内球面抛光工具402的侧部设有B出料口4024，所述半球头4021上对应设有出料切口，形成出料流道。抛光时，一部分抛光液从出料流道排出，避免出现局部排液不畅的问题。

在本实施例中，所述刮板501内部设有冷却水流道5011，冷却水流道5011的两端分别与设于刮板501上的进水接头502和出水接头503连通。抛光时，可以通过向冷却水流道5011通入冷却水，对刮板501上的抛光液进行冷却。所述进水接头502和出水接头503分别与通过管路与水冷机的出水口和回水口连通。抛光时，可以由水冷机向冷却水流道5011中提供设定温度的冷却水。当然，冷却不是必要的，在环境温度较低时，可以根据实际情况不进行冷却处理。

在本实施例中，所述卧式料槽201呈圆柱筒状，其轴线相对于水平面成30°角倾斜使槽底的抛光液不会流出。在保证抛光不外流的情况下，实施本发明时，卧式料槽201可以采用其它形式设置，进行等同替换。

在本实施例中，所述工件夹持器301设于驱动主轴303的前端，所述驱动主轴303与工件驱动电机302的转轴相连。实施例中，工件夹持器301由夹筒和锁紧螺母组成。抛光时，工件驱动电机302通过驱动主轴303将动力传递给半球谐振子7，使其旋转。

在本实施例中，所述进给模块6为电动丝杆模组，电动丝杆模组包括G5级滚珠丝杆和750W伺服电机。使用时，通过电动丝杆模组推进或撤出工件夹持驱动抛光模块3和外球面抛光工具401。

在本实施例中，半球谐振子力流变抛光设备配备有一个控制器，用于控制各模块中电机的工作。可以通过控制器设置工作参数。

使用本实施例的半球谐振子力流变抛光设备对半球谐振子7的外球面和内球面进行力流变抛光的方法包括如下步骤：

A、配置力流变抛光液，并倒入卧式料槽201中；

B、将待抛光的半球谐振子7装夹于工件夹持器301上；

C、启动料槽驱动电机202，驱动卧式料槽201作转动，力流变抛光液因其具有黏度附着在卧式料槽201内壁上，被带至卧式料槽201上部；

D、进给模块6驱动工件夹持驱动抛光模块3和外球面抛光工具401整体向前进给直至外球面抛光工具401与内球面抛光工具402对合；刮板501使力流变抛光液从A进料口4012和B进料口4023流入外球面抛光工具401和内球面抛光工具402中；

E、启动工件驱动电机302，驱动半球谐振子7转动；半球谐振子7和力流变抛光液之间存在相对运动，使两者之间存在一定的相对剪切应变速率，力流变抛光液与半球谐振子7接触区域因剪切应力的作用产生剪切增稠现象，形成柔性的“固着磨具”，对半球谐振子7的外球面和内球面进行抛光；同时，力流变抛光液在半球谐振子7的带动下，形成流场，使抛光区域的力流变抛光液及时排出，实现置换。

在实施例中，加工所使用的抛光工具模块4中，所述半球头4021的曲率半径较半球谐振子7的内球面曲率半径小3mm，所述半球槽4011的曲率半径较半球谐振子7的外球面曲率半径大5mm。

在实施例中，加工时，对刮板501上的力流变抛光液进行冷却处理。具体是由水冷机提供冷却水，冷却水流经刮板501内部的冷却流道时，对刮板501上的力流变抛光液进行冷却。

在实施例中，加工时，半球谐振子7的转速为300rpm，卧式料槽201的转速为2rpm，抛光时间为30min。力流变抛光液中，含有15wt％的5000#氧化铝磨料。

经试验，采用本发明设备抛光加工半球谐振子7，可以使得工件在30分钟内粗糙度下降至20nm以内，具有抛光效率高和抛光质量好的特点。实施例中，加工前后的工件粗糙度参见图12和图13，经半小时加工后，半球谐振子7的表面粗糙度Ra值由628nm降为18nm。

上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (10)

1.半球谐振子力流变抛光设备，其特征在于：包括机架(1)；所述机架(1)上对应设有料槽模块(2)、工件夹持驱动抛光模块(3)、抛光工具模块(4)、引流模块(5)和进给模块(6)；

所述料槽模块(2)包括用于盛放力流变抛光液的卧式料槽(201)，所述卧式料槽(201)可以由料槽驱动电机(202)驱动作旋转；

所述工件夹持驱动抛光模块(3)包括工件夹持器(301)，以及和工件夹持器(301)传动连接的工件驱动电机(302)，半球谐振子(7)装夹于工件夹持器(301)上后能够由工件驱动电机(302)驱动作旋转；

所述抛光工具模块(4)包括呈相对状设置的外球面抛光工具(401)和内球面抛光工具(402)；

所述外球面抛光工具(401)固定设于工件夹持器(301)的前方，所述外球面抛光工具(401)上设有可以容纳半球谐振子(7)的外球面的半球槽(4011)，且槽底设有让位孔(4012)使半球谐振子(7)的中心支撑杆可以穿过让位孔(4012)由工件夹持器(301)夹持，所述外球面抛光工具(401)的顶部和侧部分别设有A进料口(4013)和A出料口(4014)；

所述内球面抛光工具(402)上设有半球头(4021)，半球头(4021)的顶部设有通道孔(4022)可以排出抛光液；所述内球面抛光工具(402)和所述外球面抛光工具(401)对合后，半球谐振子(7)的中心支撑杆插入通道孔(4022)中；所述内球面抛光工具(402)的顶部具有B进料口(4023)，所述半球头(4021)上对应设有进料切口，形成进料流道；

所述引流模块(5)包括固定设置的刮板(501)，抛光时，所述刮板(501)使附着在卧式料槽(201)上部的力流变抛光液能够被引流进入抛光工具模块(4)中；

所述内球面抛光工具(402)固定设于刮板(501)下方；所述进给模块(6)能够驱动工件夹持驱动抛光模块(3)和外球面抛光工具(401)整体向前进给使外球面抛光工具(401)与内球面抛光工具(402)对合，或者整体向后移动退出。

2.根据权利要求1所述的半球谐振子力流变抛光设备，其特征在于：所述内球面抛光工具(402)的侧部设有B出料口(4024)，所述半球头(4021)上对应设有出料切口，形成出料流道。

3.根据权利要求1所述的半球谐振子力流变抛光设备，其特征在于：所述刮板(501)内部设有冷却水流道(5011)，冷却水流道(5011)的两端分别与设于刮板(501)上的进水接头(502)和出水接头(503)连通。

4.根据权利要求3所述的半球谐振子力流变抛光设备，其特征在于：所述进水接头(502)和出水接头(503)分别与通过管路与水冷机的出水口和回水口连通。

5.根据权利要求1所述的半球谐振子力流变抛光设备，其特征在于：所述卧式料槽(201)呈圆柱筒状，其轴线相对于水平面倾斜使槽底的抛光液不会流出。

6.根据权利要求1所述的半球谐振子力流变抛光设备，其特征在于：所述工件夹持器(301)设于驱动主轴(303)的前端，所述驱动主轴(303)与工件驱动电机(302)的转轴相连。

7.根据权利要求1所述的半球谐振子力流变抛光设备，其特征在于：所述进给模块(6)为电动丝杆模组。

8.半球谐振子力流变抛光方法，其特征在于：该方法在权利要求1的力流变抛光设备上实现；包括如下步骤：

A、配置力流变抛光液，并倒入卧式料槽(201)中；

B、将待抛光的半球谐振子(7)装夹于工件夹持器(301)上；

C、启动料槽驱动电机(202)，驱动卧式料槽(201)作转动，力流变抛光液因其具有黏度附着在卧式料槽(201)内壁上，被带至卧式料槽(201)上部；

D、进给模块(6)驱动工件夹持驱动抛光模块(3)和外球面抛光工具(401)整体向前进给直至外球面抛光工具(401)与内球面抛光工具(402)对合；刮板(501)使力流变抛光液从A进料口(4013)和B进料口(4023)流入外球面抛光工具(401)和内球面抛光工具(402)中；

E、启动工件驱动电机(302)，驱动半球谐振子(7)转动；半球谐振子(7)和力流变抛光液之间存在相对运动，使两者之间存在一定的相对剪切应变速率，力流变抛光液与半球谐振子(7)接触区域因剪切应力的作用产生剪切增稠现象，形成柔性的“固着磨具”，对半球谐振子(7)的外球面和内球面进行抛光；同时，力流变抛光液在半球谐振子(7)的带动下，形成流场，使抛光区域的力流变抛光液及时排出，实现置换。

9.根据权利要求8所述的半球谐振子力流变抛光方法，其特征在于：加工所使用的抛光工具模块(4)中，所述半球头(4021)的曲率半径较半球谐振子(7)的内球面曲率半径小0.5-3mm，所述半球槽(4011)的曲率半径较半球谐振子(7)的外球面曲率半径大0.5-5mm。

10.根据权利要求8所述的半球谐振子力流变抛光方法，其特征在于：加工时，对刮板(501)上的力流变抛光液进行冷却处理。