8和振动板6，所述的基片9上安装第一电极板14，所述第一电极板14与交流电源16的第一引出端连接，所述的定位板8上安装第二电极板15，所述第二电极板与所述交流电源16的第二引出端连接；所述的交流电源16的电流输入端与用于控制所述的交流电源的电压与频率的调频调压控制器17连接；所述振动板6位于所述定位板8的上方，所述定位板8的两侧开有下安装孔，所述振动板6的两侧开有上安装孔，销钉11下端固定在所述基片9上，所述销钉11的中部设有自上而下布置的上凸包和下凸包，所述销钉11穿过所述上安装孔和下安装孔，所述上凸包与所述上安装孔点接触式连接，所述下凸包和所述下安装孔点接触式连接，所述定位板8的中部开有供研磨球安装的定位孔，所述定位孔内安装研磨球7，所述研磨球7的上端与所述振动板6的底面接触，所述研磨球7与所述基片9之间为供待加工的工件13放置的加工工位，所述振动板6的顶面与振动杆5的下端接触，所述振动杆5的上端与所述换能器2的输出端连接，所述换能器2与所述超声波发生器I连接。
[0028]进一步，所述定位板8的中部开有至少两个定位孔。
[0029]进一步，所述第一电极板14与基片9绝缘安装；所述第二电极板15与定位板8绝缘安装。
[0030]再进一步，所述换能器2位于冷却外壳10内，所述冷却外壳10设有冷却进口和冷却出口，所述冷却进口与冷却水箱4的出口通过连通管连通，所述连通管上安装水泵，所述冷却出口与所述冷却水箱4的进口连通。
[0031]更进一步，所述上凸包和下凸包为球形凸包。
[0032]本实施例中，所述的交流电源16控制着所述的基片9和所述的定位板8间非均匀电场的电场强度，进而控制加工区域的介电泳力；所述的调频调压控制器17控制所述的交流电源16的电压与频率。
[0033]本实施例的工作原理:如图6所示，交流电源同时给第一电极板和第二电极板加上电压；随着输入电压值和频率变化，两电极板间将形成一个非均匀电场；初始为中性状态的研磨液及磨粒在非均匀电场内发生极化，使得研磨液液滴和磨粒表面产生感应电荷。受非均匀电场的介电泳力(电场力)作用，极化后的研磨液液滴及磨粒向工件和定位板移动，使得极化的研磨液液滴及磨粒具有吸咐在工件表面趋势。
[0034]本实施例的工作过程如下:如图1所示，基片9和定位板8分别装有电极14、15并与交流电源16相连，调频、调压控制器17控制输入交流电源16的电压和频率；在交流电源下，基片9上第一电极14与定位板8上第二电极15之间产生非均匀电场；进入加工区域中的研磨液液滴和磨粒在非均匀电场内会发生极化并在其表面产生感应电荷；
[0035]非均匀电场对进入加工区域中极化后的研磨液液滴和磨粒产生介电泳力(电场力)，介电泳力(电场力)使得研磨液液滴和磨粒沿电场方向移向定位板8和工件13表面，减缓研磨液受流速作用快速流出加工区，增加了进入加工区域参与工件材料去除的磨粒数量，提高工件加工效率。
[0036]本实施例的研磨球7采用直径为Imm的钢球，所述工件13被粘贴在基片9上；整个研磨工件的部分都浸在含有一定量研磨液的容器中，且研磨液是流动的，流进的速度与流出的速度相同。
[0037]微小凹模的研磨加工方法如下:所述研磨球7放在定位板8上的定位孔处，所述定位板8放在振动板6与工件13之间，所述工件13粘贴在基片9上，所述基片9位于工作台3上。所述超声波发生器I在使用前，首先必须开启水泵，以保证换能器外壳有冷却水流通，之后才能打开超声波发生器I，以免换能器2过热而烧坏。超声波发生器I在发出超声波后，通过换能器2将输入之超声波声频电振荡转换成机械振动，然后将超声振动传递给超声波振动杆5，使其产生上下振动，超声波振动杆5产生的振动传递给振动板6，通过振动板6将振动传递给位于定位板8上的研磨球7，使研磨球7产生的振动能够快速的撞击研磨液中的磨粒磨料，以使工件上产生所需的凹模。由于研磨液是在循环的装置中，并且研磨液所在的容器是从一端以一定的速度通入研磨液，而从另一端相同速度流出，这样就使得研磨球7可以在撞击磨粒磨料研磨工件后，通过研磨液的流体力作用钢球可以上升一定的高度继续下一次的撞击。
[0038]所述振动板6，与定位板8是通过销钉来进行点接触的，这样就可以保证振动板6与定位板8在上下振动时不产生卡住的现象。
[0039]所述振动板6与振动杆5接触处为向下凹的球形，所述振动杆5的下端为半球形。
[0040]加工过程中的超声波发生器I振动的频率可以根据需要通过调频器来调节。
【主权项】
1.一种基于介电泳效应超声波研磨方式的高精度微小凹模加工装置，其特征在于:所述加工设备包括用于存放研磨液的容器，所述容器的内腔底面为工作台，所述工作台上固定基片，所述基片的上方依次布置定位板和振动板，所述的基片上安装第一电极板，所述第一电极板与交流电源的第一引出端连接，所述定位板上安装第二电极板，所述第二电极板与所述交流电源的第二引出端连接，所述的交流电源的电流输入端与用于控制所述的交流电源的电压与频率的调频调压控制器连接；所述振动板位于所述定位板的上方，所述定位板的两侧开有下安装孔，所述振动板的两侧开有上安装孔，所述销钉下端固定在所述基片上，所述销钉的中部设有自上而下布置的上凸包和下凸包，销钉穿过所述上安装孔和下安装孔，所述上凸包与所述上安装孔点接触式连接，所述下凸包和所述下安装孔点接触式连接，所述定位板的中部开有供研磨球安装的定位孔，所述定位孔内安装研磨球，所述研磨球的上端与所述振动板的底面接触，所述研磨球与所述基片之间为供待加工的工件放置的加工工位，所述振动板的顶面与振动杆的下端接触，所述振动杆的上端与所述换能器的输出端连接，所述换能器与所述超声波发生器连接。
2.如权利要求1所述的基于介电泳效应超声波研磨方式的高精度微小凹模加工装置，其特征在于:所述定位板的中部开有至少两个定位孔。
3.如权利要求1或2所述的基于介电泳效应超声波研磨方式的高精度微小凹模加工装置，其特征在于:所述换能器位于冷却外壳内，所述冷却外壳设有冷却进口和冷却出口，所述冷却进口与冷却水箱的出口通过连通管连通，所述连通管上安装水泵，所述冷却出口与所述冷却水箱的进口连通。
4.如权利要求1或2所述的基于介电泳效应超声波研磨方式的高精度微小凹模加工装置，其特征在于:所述上凸包和下凸包为球形凸包。
5.如权利要求1或2所述的基于介电泳效应超声波研磨方式的高精度微小凹模加工装置，其特征在于:所述振动板与所述振动杆接触处为向下凹的球形，所述振动杆的下端为半球形。
6.如权利要求1或2所述的基于介电泳效应超声波研磨方式的高精度微小凹模加工装置，其特征在于:所述第一电极板与基片绝缘安装；所述第二电极板与定位板绝缘安装。
【专利摘要】一种基于介电泳效应超声波研磨方式的高精度微小凹模加工装置，包括用于存放研磨液的容器，容器的内腔底面为工作台，工作台上固定基片，基片的上方依次布置定位板和振动板；基片上安装第一电极板，定位板上安装第二电极板，定位板的两侧开有下安装孔，振动板的两侧开有上安装孔，销钉下端固定在基片上，定位板的中部开有供研磨球安装的定位孔，定位孔内安装研磨球，研磨球的上端与振动板的底面接触，振动板的顶面与振动杆的下端接触，振动杆的上端与换能器的输出端连接，换能器与超声波发生器连接。本实用新型利用介电泳力增加磨粒和研磨液在加工区驻留时间和磨粒数量，能够兼顾加工精度和加工效率、加工一致性较好、简化加工装置的控制模式。
【IPC分类】B24B1-04
【公开号】CN204565796
【申请号】CN201520184084
【发明人】邓乾发, 袁巨龙, 吕冰海, 杭伟
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月30日