可调式磁性复合流体抛光头机构的制作方法

技术特征：

1.一种可调式磁性复合流体抛光头机构，包括磁铁旋转机构、载液板旋转机构，其特征在于：所述磁铁旋转机构包括主轴(9)、磁铁盘(8)、永久磁铁(7)和电机一(10)，所述永久磁铁(7)偏心固定在磁铁盘(8)下方，磁铁盘(8)通过主轴(9)连接电机一(10)，由电机一(10)驱动主轴(9)带动永久磁铁(7)转动，产生高速旋转的磁场；所述载液板旋转机构包括连接支架(6)，载液板(5)，V型带(3)，V型带轮(2)和电机二(1)，连接支架(6)为圆形套筒，安装于所述磁铁旋转机构的外侧；载液板(5)作为连接支架(6)的端盖，安装在永久磁铁(7)下方；V型带(3)套接在V型带轮(2)和连接支架(6)上，电机二(1)通过联轴器连接V型带轮(2)，由电机二(1)通过V型带轮(2)驱动连接支架(6)及其上的载液板(5)旋转，使载液板(5)上的磁性复合流体(4)旋转，从而实现对工件抛光去除。

2.根据权利要求1所述的可调式磁性复合流体抛光头机构，其特征在于：所述载液板(5)由五个表面具有正四面体凹槽或正三棱台通孔结构、直径相同、厚度不同的圆形薄板组成，分为基板(13)、附板Ⅰ(14)、附板Ⅱ(15)、附板Ⅲ(16)和附板Ⅳ(17)；附板上的正三棱台通孔与基板(13)上均匀分布的正四面体凹槽配合，形成形状不变、尺寸可调的正四面体凹槽，且正四面体凹槽的尺寸大小由磁性复合流体(4)的磁性簇(23)大小来确定，用于提高载液板对磁性复合流体的摩擦驱动力，实现更高的抛光去除效率。

3.一种权利要求2所述的可调式磁性复合流体抛光头机构中的基板表面的正四面体凹槽和附板的正三棱台通孔结构设计方法，其特征在于，其步骤为：

1)设顶端为半球形的磁性簇标准直径为a，载液板上正四面体凹槽的棱长为x，磁性簇顶端与底面正三角形内切，即有：

$2\·\frac{1}{3}\·\frac{\sqrt{3}}{2}x=a---\left(1\right)$

得正四面体棱长为：

$x=\sqrt{3}a---\left(2\right)$

由正四面体棱长得正四面体凹槽深度h₀为：

$h_0=\frac{\sqrt{6}}{3}x=\frac{\sqrt{6}}{3}\·\sqrt{3}a=\sqrt{2}a---\left(3\right)$

2)按照2：2：1：0.5：0.25的比例设计基板的正四面体凹槽深度和各附板的正三棱台的厚度，即基板的正四面体凹槽深度、附板Ⅰ、附板Ⅱ、附板Ⅲ、和附板Ⅳ的正三棱台厚度h₁，h₂，h₃，h₄，h₅与h₀关系为：

$h_1=\frac{2h_0}{5}=\frac{2\sqrt{2}a}{5}---\left(4\right)$

$h_2=\frac{2h_0}{5}=\frac{2\sqrt{2}a}{5}---\left(5\right)$

$h_3=\frac{h_0}{5}=\frac{\sqrt{2}a}{5}---\left(6\right)$

$h_4=\frac{h_0}{10}=\frac{\sqrt{2}a}{10}---\left(7\right)$

$h_5=\frac{h_0}{20}=\frac{\sqrt{2}a}{20}---\left(8\right)$

基板、附板Ⅰ、附板Ⅱ、附板Ⅲ、和附板Ⅳ的正四面体凹槽和正三棱台通孔底面正三角形的边长分别为x₁，x₂，x₃，x₄，x₅，得：

$x_1=\frac{\sqrt{6}}{2}{h}_1=\frac{\sqrt{6}}{2}\·\frac{2\sqrt{2}a}{5}=\frac{2\sqrt{3}}{5}a---\left(9\right)$

$x_2=\frac{\sqrt{6}}{2}(h_1+h_2)=\frac{\sqrt{6}}{2}(\frac{2\sqrt{2}a}{5}+\frac{2\sqrt{2}a}{5})=\frac{4\sqrt{3}}{5}a---\left(10\right)$

$x_3=\sqrt{3}a---\left(11\right)$

$x_4=\frac{\sqrt{6}}{2}(h_0+h_4)=\frac{\sqrt{6}}{2}\·(\sqrt{2}a+\frac{\sqrt{2}a}{10})=\frac{11\sqrt{3}}{10}a---\left(12\right)$

$x_5=\frac{\sqrt{6}}{2}(h_0+h_4+h_5)=\frac{\sqrt{6}}{2}(\sqrt{2}a+\frac{\sqrt{2}a}{10}+\frac{\sqrt{2}a}{20})=\frac{23\sqrt{3}}{20}a---\left(13\right)$

3)载液板组合情况有：基板、基板+附板Ⅰ、基板+附板Ⅰ+附板Ⅱ、基板+附板Ⅰ+附板Ⅱ+附板Ⅲ、基板+附板Ⅰ+附板Ⅱ+附板Ⅲ+附板Ⅳ，这五种组合载液板配合的磁性簇最大直径分别为a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，计算：

$a_1=\frac{\sqrt{3}}{3}{x}_1=\frac{\sqrt{3}}{3}\·\frac{2\sqrt{3}}{5}a=\frac{2}{5}a---\left(14\right)$

$a_2=\frac{\sqrt{3}}{3}{x}_2=\frac{\sqrt{3}}{3}\·\frac{4\sqrt{3}}{5}a=\frac{4}{5}a---\left(15\right)$

a₃＝a (16)

$a_4=\frac{\sqrt{3}}{3}{x}_4=\frac{\sqrt{3}}{3}\·\frac{11\sqrt{3}}{10}a=\frac{11}{10}a---\left(17\right)$

$a_5=\frac{\sqrt{3}}{3}\·\frac{23\sqrt{3}}{20}a=\frac{23}{20}a---\left(18\right)$

上述载液板能满足配合的磁性簇直径范围为：

基板、基板+附板Ⅰ、基板+附板Ⅰ+附板Ⅱ、基板+附板Ⅰ+附板Ⅱ+附板Ⅲ、基板+附板Ⅰ+附板Ⅱ+附板Ⅲ+附板Ⅳ，这五种组合载液板满足的磁性簇直径调节范围分别为：

4)依据磁性簇直径的范围，选取所需的载液板组合情况。