摘要: 概述了_近_精密研磨技術(shù)的研究動(dòng)態(tài),,介紹了研磨技術(shù)的原理,、 應(yīng)用和優(yōu)勢(shì),,同時(shí)介紹了課題組研制的基于修正環(huán)在線修整拋光盤技術(shù)及_數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)控制的Nanopol i -100 智能型納米級(jí)拋光機(jī),結(jié)合該領(lǐng)域的_新研究成果,,提出了其向高精度,、 _率發(fā)展的方向。
關(guān)鍵詞: 研磨技術(shù); _精密,; Nanopoli-100 智能型研磨拋光機(jī),; 發(fā)展動(dòng)向;_精密研磨
引言
研磨是一種重要的精密和_精密加工方法,。其定義可以表述為:利用磨具通過磨料作用于工件表面,,進(jìn)行微量加工的過程。 根據(jù)加工方法的機(jī)理和特點(diǎn),,_基本的加工方法可以分為: 去除加工,、 結(jié)合加工和變形加工3 大類4。然而,,在_新的多性能復(fù)雜形態(tài)的元件加工中,,往往是上述幾種加工法的復(fù)合作用。
1微量材料去除的機(jī)械作用及化學(xué)作用設(shè)想
材料去除的_小單位是1 層原子的話,,那么,,_基本的材料去除是將表面的一層原子與內(nèi)部的原子切開。 機(jī)械加工必然殘留有加工變質(zhì)層,,加工中還伴隨著化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜現(xiàn)象56,材料去除的原理是從一層原子到數(shù)層原子乃至數(shù)十層原子幾種狀態(tài)的復(fù)合,。
圖1 所示的是磨粒研磨加工的模型7,。單個(gè)磨粒的磨削模型,可以用磨粒對(duì)工件的機(jī)械作用的動(dòng)作來(lái)描述,,即按摩擦2耕犁2切削的動(dòng)作順序進(jìn)行,。在加工中的化學(xué)反應(yīng)結(jié)果對(duì)材料的去除及減小加工變質(zhì)層可能是有利的。
2 研磨技術(shù)的發(fā)展
研磨加工不僅向_的加工精度發(fā)展,,而且其加工質(zhì)量也在不斷提高,,且?guī)缀蹩梢约庸固態(tài)材料。許多人從事研磨加工技術(shù),,研究的宗旨是進(jìn)一步提高研磨加工效率,、 加工精度,降低加工成本10,。
目前,,國(guó)內(nèi)外研磨加工主要還是采用散粒磨料在慢速研磨機(jī)上研磨。 其特點(diǎn)是加工精度高,、 加工設(shè)備簡(jiǎn)單,、投資少,但是加工精度不穩(wěn)定,、 加工成本高,、 效率低。
3幾種納米級(jí)研磨加工方法
3.1 彈性發(fā)射加工
彈性發(fā)射加工裝置(Elastic Emissi on Machining,,EEM )見圖2,。_Mori和Tsuwa1描述,,它是一種新的 “原子級(jí)尺寸加工方法” 。EEM 使用軟(在微小壓力下很容易發(fā)生變形)的聚亞胺酯球作為拋光工具(研磨工具) ,,同時(shí)控制旋轉(zhuǎn)軸與加工工件的接觸線保持在45° 角,。拋光時(shí),垂直工件方向施加載荷,,并且保持載荷是1 個(gè)常量,。EEM 采用亞L m 尺寸微粉,微粉與水混合,。通過強(qiáng)迫微粉在旋轉(zhuǎn)的聚亞胺酯球表面下方與工件間距(近似1 L m,,也_是大于研磨微粉尺寸)加工工件2。 通過采用多種方法如光干涉測(cè)量,、 掃描隧道顯微測(cè)量和加工面電壓測(cè)量等,,觀測(cè)被加工表面,證實(shí)EEM 可使加工件具有 “包括幾何形狀和表面形狀_的表面” 34,。他們得出結(jié)論: EEM 加工中的化學(xué)作用是研磨微粉表面的化學(xué)作用(不同于化學(xué)蝕刻加工時(shí)的蝕刻劑) 5,。