集群磁流变变间隙动压平坦化加工试验研究

• 作者: 阎秋生 廖博涛 路家斌 付有志
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 集群磁流变抛光 变间隙动压 平坦化加工 表面粗糙度 材料去除率
• 年，卷（期）: 2021,（19）
• 所属期刊栏目: 制造工艺与装备
• 页码范围: 230-238
• 页数: 9页
• 分类号: TG356
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2021.19.230

摘要

为了提高光电晶片集群磁流变平坦化加工效果,提出集群磁流变变间隙动压平坦化加工方法,探究各工艺参数对加工效果的影响规律.以蓝宝石晶片为研究对象开展了集群磁流变变间隙动压平坦化加工和集群磁流变抛光对比试验,通过检测加工表面粗糙度、材料去除率,观测加工表面形貌、集群磁流变抛光垫中磁链串受动态挤压前后形态变化,研究挤压幅值、工件盘转速、挤压频率以及最小加工间隙等工艺参数对加工效果的影响规律.试验结果表明:集群磁流变平坦化加工在施加工件轴向微幅低频振动后,集群磁流变抛光垫中形成的磁链串更粗壮,不但使其沿工件的径向流动实现磨粒动态更新、促使加工界面内有效磨粒数增多,而且在工件与抛光盘之间的加工间隙产生动态抛光压力、使磨粒与加工表面划擦过程柔和微量化,形成了提高材料去除效率、降低加工表面粗糙度的机制.对于2英寸蓝宝石晶电(1英寸=2.54cm)集群磁流变变间隙动压平坦化加工与集群磁流变抛光加工效果相比,材料去除率提高19.5％,表面粗糙度降低了42.96％,在挤压振动频率1Hz、最小加工间隙1 mm、挤压幅值0.5 mm、工件盘转速500 r/min的工艺参数下进行抛光可获得表面粗糙度为Ra0.45nm的超光滑表面,材料去除率达到3.28nm/min.证明了集群磁流变变间隙动压平坦化加工方法可行有效.