[发明专利]一种磨粒浮动式自适应电化学机械抛光加工方法及装置

说明书

本发明公开了一种磨粒浮动式自适应电化学机械抛光加工方法及装置，属于电化学机械抛光领域。本发明的抛光方法为：a、构建浮动式磨粒抛光系统：该抛光系统包括磨粒、支撑组件和电解液供给系统，支撑组件设有用于放置磨粒的容纳腔，磨粒可活动地安装在该容纳腔内，容纳腔设有下入口和上出口，以控制电解的流入与流出，将工件设于容纳腔上出口的上方，使电解液供给系统从容纳腔下入口处给工件供给电解液；b、进行抛光加工，并可根据实际加工需求通过调整电解液压力实现。本发明通过控制电解液压力的方式，既控制了电解蚀除效率，又控制了机械磨削力，实现了磨削力自适应电解蚀除效率的目的，控制方便且准确，抛光精度和效率高。

技术领域

本发明涉及电化学机械抛光领域，更具体地说，涉及一种磨粒浮动式自适应电化学机械抛光加工方法及装置。

背景技术

电化学机械抛光是一种复合加工工艺，其将电化学预抛光和机械精抛光有机的结合在一起，糅合了电化学抛光和机械抛光两种抛光方式的优点。电化学机械抛光，利用钝化性电解液在金属表面生成钝化膜的机理，在阴极和工件之间接通电流时，工件表面产生溶解蚀除形成钝化膜，随即通过机械加工，选择性地刨除待抛光表面高凸部分的钝化层而露出新的表面层，新的表面继续被电解液溶解蚀除，而工件待抛光表面凹陷部分受钝化膜保护，避免被进一步溶解蚀除，如此循环往复，即可有选择性地刨除工件待抛光表面的高凸部分，直至整个表面平整，实现工件抛光。电化学机械抛光适用于难加工材料的表面光整加工，其不受工件硬度等因素的影响，该加工方法抛光的表面不会产生变质层﹐无附加应力﹐并可去除或减小原有的应力层，且该加工方法生产效率高，成本低廉。电化学机械抛光加工不同于普通的机械抛光加工的显著特点是，电化学机械抛光中的机械作用去除的是钝化膜而不是金属本身，与单纯的电化学抛光相比，电化学机械抛光增加了机械抛光过程，能够刮出待抛光表面高凸部分的钝化膜，加快抛光的效率。电化学机械抛光方法具有众多优点，因此，该加工方式被广泛应用。

但是，在电化学机械抛光过程中，机械磨削力难以准确把控，使得工件加工表面经常因机械磨削力过小而出现欠修整或者因机械磨削过大而出现工件和模具损耗的情况，这一不足极大的限制了该加工方法的应用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术在进行电化学机械抛光时，难以准确把握机械磨削力的不足，提供一种磨粒浮动式自适应电化学机械抛光加工方法及装置，本发明的技术方案采用由电解液驱动的浮动式磨粒组代替传统固定式磨具作为电化学机械抛光过程中钝化膜去除工具，该浮动式磨粒组能够通过调节电解液压力的方式来调节磨粒组与工件的接触压力，并同时调节与工件接触的电解液的量，平衡机械磨削和电解溶解蚀除速率，提高了电化学机械抛光的精度，提高了抛光速率，扩大了电化学机械抛光的应用范围，实用性强。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种磨粒浮动式自适应电化学机械抛光加工方法，包括以下步骤：

a、构建浮动式磨粒抛光系统：该抛光系统包括磨粒、用于支撑磨粒的支撑组件和电解液供给系统，所述的支撑组件设有用于放置磨粒的容纳腔，所述的磨粒可活动地安装在该容纳腔内，所述的容纳腔设有分别供电解液流入与流出的下入口和上出口，所述的下入口和上出口均能够与磨粒配合，以控制电解液的流入与流出，将工件设于容纳腔上出口的上方，使电解液供给系统从容纳腔下入口处给工件供给电解液，电解液经容纳腔的上出口流出与工件接触；

b、进行抛光加工，该抛光加工过程中磨粒与工件具有三个加工状态，可根据实际加工需求通过调整电解液压力方式进行设定；

状态一、工件与磨粒间距离过大，磨粒与工件不接触，不进行机械磨削，同时，磨粒在电解液压力的作用下堵住支撑组件上电解液的上出口，电解液无法流出与工件接触，工件处于不加工状态；