[发明专利]一种基于剪切增稠效应的抛光系统及其工艺方法

说明书

本发明公开一种基于剪切增稠效应的抛光系统及其工艺方法，所述系统包括工作台、控制台、移动调节机构、抛光装置，移动调节机构包括相互组装固定的导轨固定块、丝杆导轨、曲柄连杆机构以及延伸梁，曲柄连杆机构的下方安装有振动头，振动头在移动调节机构的作用下，实现纵向和横向方向的定位移动，振动头位于抛光装置的抛光盘内，抛光盘内用于盛放抛光液，样品位于振动头的下方，在抛光装置及移动调节机构的作用下，局部抛光液发生剪切增稠效应，实现高效抛光。本发明设计巧妙，结构合理，使用方便，可以实现在抛光过程中，通过曲柄连杆机构对抛光区域抛光液提供振动频率和振幅可控的振动，达到剪切增稠效应，实现高效可控的精密抛光。

技术领域

本发明属于高精密加工领域，具体涉及一种基于剪切增稠效应的抛光系统及其工艺方法。

背景技术

如何实现目标工件的高效、高精度、可控的曲面抛光是目前精密与超精密加工领域的研究重点。在传统抛光工艺过程中，由于抛光液在边界处存在剪切带，使得工件附近分布的磨粒较少，减小磨粒与工件相互作用机率，降低了抛光效率。

剪切增稠效应，也称为胀流性，是指体系粘度随着剪切速率或剪切应力的增加展现出数量级增加的非牛顿流体行为。剪切增稠液体在高速冲击下，表观粘度发生巨大变化,甚至由液相转变为固相；冲击撤除后，又迅速从固相转变为液相。

为此，本发明提出一种基于剪切增稠效应的抛光系统整体结构，实现高效、高质量的抛光。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明结构的目的在于提供一种基于剪切增稠效应的抛光系统及其工艺方法，以实现在抛光过程中，通过曲柄连杆机构对抛光液提供振动频率和振幅可控的振动，达到剪切增稠效应，实现对工件高效可控的振动精密抛光。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种基于剪切增稠效应的抛光系统，包括工作台以及设置在工作台上的控制台、移动调节机构、抛光装置，所述移动调节机构包括导轨固定块、丝杆导轨、曲柄连杆机构以及延伸梁，导轨固定块垂直固定在工作台上，丝杆导轨固定在导轨固定块侧面上，延伸梁垂直设置在丝杆导轨上，曲柄连杆机构固定在延伸梁上，曲柄连杆机构的下方安装有振动头，振动头在移动调节机构的作用下，实现纵向和横向方向的定位移动，振动头位于抛光装置的抛光盘内，抛光盘内用于盛放抛光液，样品位于振动头的下方，在抛光装置及移动调节机构的作用下，抛光液发生剪切增稠效应，实现高效抛光。

进一步的，所述抛光系统中控制台控制整套抛光系统，抛光工作台承载着整个抛光系统结构，控制台根据系统要求通过PLC控制，实现多维度抛光，使实验能够达到最好效果。

进一步的，所述丝杆导轨、曲柄连杆机构、延伸梁、振动头组合形成抛光实验中纵向振动功能，便于实现抛光参数设定以及实验效果。

进一步的，通过丝杆导轨实现曲柄连杆机构、延伸梁、振动头上下移动，通过延伸梁实现曲柄连杆机构左右移动，适用于多种工况下的实验，有利于抛光实验的进行，使得抛光区域能够高效抛光。

进一步的，所述振动头为平面型、内凹型、外包型，使用多种表现形状进行实验，使抛光液中的力链在样品抛光区域断裂，达到最好的抛光效果。

进一步的，所述抛光装置还包括抛光装置保护壳，所述抛光装置保护壳设置在第一电机外侧，保护圆形抛光盘与第一电机，其中圆形抛光盘由第一电机带动旋转，

进一步的，所述抛光盘为圆形抛光盘，圆形抛光盘与第一电机连接，在第一电机作用下带动圆形抛光盘旋转，样品置于圆形抛光盘中，实验时根据需求采用不同转速进行实验，有利于实现高效、高质量的抛光。

进一步的，所述抛光盘为方形抛光盘，方形抛光盘与直线导轨组成抛光底座，直线导轨上设置有第二电机，控制台通过第二电机控制方形抛光盘在直线导轨上移动，完成抛光。

本发明还提出了一种如上所述的基于剪切增稠效应的抛光系统的工艺方法，包括如下步骤：