超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及凹模加工設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種高精度凹模加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]凹模的作用大部分是作為成型用的，凹模是按照所需產(chǎn)品的形狀加工出來的，用于落下產(chǎn)品的外形，或者沖下產(chǎn)品中間的廢料，在精密設(shè)備和精密加工中具有十分重要的地位，凹模的精度影響著由凹模所產(chǎn)生的一些零件的性能。
[0003]凹模的加工方法對凹模的精度有著重要的影響，目前國內(nèi)外已有一些相應(yīng)的方法加工凹模，常用的加工凹模的方法有車床加工(磨削)，熱處理加工，電解加工，電火花加工，一定形狀的鉆頭鉆等，車床加工方法效率低，成本高，加工精度低，通過這種方法加工的凹模的尺寸是相對比較大的。熱處理加工法是對工件在經(jīng)過熱處理后，進行沖壓，這種加工方法單一，效率低，精度還要在以后的再加工階段進行保證，這種方法也是常用于大工件的凹模。電解加工加工效率高，加工后的表面質(zhì)量好，適用范圍廣，不足之處就是電解加工影響因素多，技術(shù)難度高，電解加工設(shè)備投資較高等。而對于電火花加工凹模則是效率較低(相對機械加工來講)，可以實現(xiàn)小工件的凹模制作，電火花加工的工件最好是導電材料，而且最好是不含雜質(zhì)的導電材料，加工過程中，有因為用使用控制不良，引起火災(zāi)的安全隱患；加工過程造成被加工工件的內(nèi)應(yīng)力增加而變形，加工尺寸精度不高。
[0004]對于以上的加工方法一般是適用于加工大工件，通過電解加工與用一定微小體積的鉆頭鉆也是可以進行微小凹模的加工，但這兩種方法在加工微小凹模時都有一定的限制，比如，在用電解加工時有可能會由于電解液的原因會使工件有一定成度的腐蝕，這會大大的降低加工工件精度，而在用鉆頭鉆時會對鉆頭的性能要求極為嚴格，比如鉆頭的耐磨性，耐高溫，耐腐蝕性等，并且在用鉆頭鉆微小型凹模時，對加工裝置所處的環(huán)境比如:溫度等有一定的要求。
[0005]綜上所述，因此，對于高精度凹模的加工，急需一種能實現(xiàn)較高的加工精度和加工效率以及批次性好的高精度凹模加工設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服已有凹模加工方式在加工微小凹模時無法兼顧精度和加工效率低、加工一致性差、加工裝置和控制復雜的不足，本發(fā)明提供一種能夠兼顧加工精度和加工效率、加工一致性較好、簡化加工裝置的控制模式的超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備，所述加工設(shè)備包括用于存放研磨液的容器，所述容器的內(nèi)腔底面為工作臺，所述工作臺上固定基片，所述基片的上方依次布置定位板和振動板，所述振動板位于所述定位板的上方，所述定位板的兩側(cè)開有下安裝孔，所述振動板的兩側(cè)開有上安裝孔，所述銷釘下端固定在所述基片上，所述銷釘?shù)闹胁吭O(shè)有自上而下布置的上凸包和下凸包，所述銷釘穿過所述上安裝孔和下安裝孔，所述上凸包與所述上安裝孔點接觸式連接，所述下凸包和所述下安裝孔點接觸式連接，所述定位板的中部開有供研磨球安裝的定位孔，所述定位孔內(nèi)安裝研磨球，所述研磨球的上端與所述振動板的底面接觸，所述研磨球與所述基片之間為供待加工的工件放置的加工工位，所述振動板的頂面與振動桿的下端接觸，所述振動桿的上端與所述換能器的輸出端連接，所述換能器與所述超聲波發(fā)生器連接。
[0009]進一步，所述定位板的中部開有至少兩個定位孔。
[0010]再進一步，所述換能器位于冷卻外殼內(nèi)，所述冷卻外殼設(shè)有冷卻進口和冷卻出口，所述冷卻進口與冷卻水箱的出口通過連通管連通，所述連通管上安裝水泵，所述冷卻出口與所述冷卻水箱的進口連通。
[0011]更進一步，所述上凸包和下凸包為球形凸包。
[0012]所述振動板與所述振動桿接觸處為向下凹的球形，所述振動桿的下端為半球形。
[0013]加工過程中，由壓球振動板下定位板是通過圓柱銷相連，并且兩者與圓柱銷接觸處是點接觸的，這樣可以防止兩者與發(fā)生卡住的現(xiàn)象，整個發(fā)生裝置是在一容器內(nèi)，并且該容器中的液體是可以流動的，這樣可以使得鋼球在研磨工件時，可以借助于液體力的作用有一向上的力而保持繼續(xù)處于研磨工件的狀態(tài)，這樣就可以連續(xù)研磨工件，最終可以使研磨的凹模達到所要求的深度與精度。
[0014]本發(fā)明的有益效果有:1、可以在定位板上加工出不同數(shù)量的孔來放置鋼球，以滿足在工件上研磨出不同數(shù)目的凹模。2、鋼球的接觸力是一致的，這樣可以使得工件上所研磨出的凹模形狀保持一致。3、壓球振動板與定位板通過特殊的圓柱銷進行定位，這樣可以避免壓球振動板與定位板上下振動時產(chǎn)生卡住的現(xiàn)象。4、工件在研磨時，是浸在研磨液中，且研磨液是流動的，這樣提高了工件的研磨效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備的示意圖。
[0016]圖2是加工后的硅片的示意圖。
[0017]圖3是圓柱銷的示意圖。
[0018]圖4是定位板示意圖。
[0019]圖5是壓球振動板示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0021]參照圖1?圖5，一種超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備，包括用于存放研磨液的容器12，所述容器12的內(nèi)腔底面為工作臺3，所述工作臺3上固定基片9，所述基片9的上方依次布置定位板8和振動板6，所述振動板6位于所述定位板8的上方，所述定位板8的兩側(cè)開有下安裝孔，所述振動板6的兩側(cè)開有上安裝孔，銷釘11下端固定在所述基片9上，所述銷釘11的中部設(shè)有自上而下布置的上凸包和下凸包，所述銷釘11穿過所述上安裝孔和下安裝孔，所述上凸包與所述上安裝孔點接觸式連接，所述下凸包和所述下安裝孔點接觸式連接，所述定位板8的中部開有供研磨球安裝的定位孔，所述定位孔內(nèi)安裝研磨球7，所述研磨球7的上端與所述振動板6的底面接觸，所述研磨球7與所述基片9之間為供待加工的工件13放置的加工工位，所述振動板6的頂面與振動桿5的下端接觸，所述振動桿5的上端與所述換能器2的輸出端連接，所述換能器2與所述超聲波發(fā)生器I連接。
[0022]進一步，所述定位板8的中部開有至少兩個定位孔。
[0023]再進一步，所述換能器2位于冷卻外殼10內(nèi)，所述冷卻外殼10設(shè)有冷卻進口和冷卻出口，所述冷卻進口與冷卻水箱4的出口通過連通管連通，所述連通管上安裝水泵，所述冷卻出口與所述冷卻水箱4的進口連通。
[0024]更進一步，所述上凸包和下凸包為球形凸包。
[0025]本實施例的研磨球7采用直徑為Imm的鋼球，所述工件13被粘貼在基片9上；整個研磨工件的部分都浸在含有一定量研磨液的容器中，且研磨液是流動的，流進的速度與流出的速度相同。
[0026]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上的定位孔處，所述定位板8放在振動板6與工件13之間，所述工件13粘貼在基片9上，所述基片9位于工作臺3上。所述超聲波發(fā)生器I在使用前，首先必須開啟水泵，以保證換能器外殼有冷卻水流通，之后才能打開超聲波發(fā)生器I，以免換能器2過熱而燒壞。超聲波發(fā)生器I在發(fā)出超聲波后，通過換能器2將輸入之超聲波聲頻電振蕩轉(zhuǎn)換成機械振動，然后將超聲振動傳遞給超聲波振動桿5，使其產(chǎn)生上下振動，超聲波振動桿5產(chǎn)生的振動傳遞給振動板6，通過振動板6將振動傳遞給位于定位板8上的研磨球7，使研磨球7產(chǎn)生的振動能夠快速的撞擊研磨液中的磨粒磨料，以使工件上產(chǎn)生所需的凹模。由于研磨液是在循環(huán)的裝置中，并且研磨液所在的容器是從一端以一定的速度通入研磨液，而從另一端相同速度流出，這樣就使得研磨球7可以在撞擊磨粒磨料研磨工件后，通過研磨液的流體力作用鋼球可以上升一定的高度繼續(xù)下一次的撞擊。
[0027]所述振動板6，與定位板8是通過銷釘來進行點接觸的，這樣就可以保證振動板6與定位板8在上下振動時不產(chǎn)生卡住的現(xiàn)象。
[0028]所述振動板6與振動桿5接觸處為向下凹的球形，所述振動桿5的下端為半球形。
[0029]加工過程中的超聲波發(fā)生器I振動的頻率可以根據(jù)需要通過調(diào)頻器來調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項】
1.一種超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備，其特征在于:所述加工設(shè)備包括用于存放研磨液的容器，所述容器的內(nèi)腔底面為工作臺，所述工作臺上固定基片，所述基片的上方依次布置定位板和振動板，所述振動板位于所述定位板的上方，所述定位板的兩側(cè)開有下安裝孔，所述振動板的兩側(cè)開有上安裝孔，所述銷釘下端固定在所述基片上，所述銷釘?shù)闹胁吭O(shè)有自上而下布置的上凸包和下凸包，銷釘穿過所述上安裝孔和下安裝孔，所述上凸包與所述上安裝孔點接觸式連接，所述下凸包和所述下安裝孔點接觸式連接，所述定位板的中部開有供研磨球安裝的定位孔，所述定位孔內(nèi)安裝研磨球，所述研磨球的上端與所述振動板的底面接觸，所述研磨球與所述基片之間為供待加工的工件放置的加工工位，所述振動板的頂面與振動桿的下端接觸，所述振動桿的上端與所述換能器的輸出端連接，所述換能器與所述超聲波發(fā)生器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備，其特征在于:所述定位板的中部開有至少兩個定位孔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備，其特征在于:所述換能器位于冷卻外殼內(nèi)，所述冷卻外殼設(shè)有冷卻進口和冷卻出口，所述冷卻進口與冷卻水箱的出口通過連通管連通，所述連通管上安裝水泵，所述冷卻出口與所述冷卻水箱的進口連通。
4.如權(quán)利要求1或2所述的超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備，其特征在于:所述上凸包和下凸包為球形凸包。
5.如權(quán)利要求1或2所述的超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備，其特征在于:所述振動板與所述振動桿接觸處為向下凹的球形，所述振動桿的下端為半球形。
【專利摘要】一種超聲波研磨微小凹模加工設(shè)備，包括用于存放研磨液的容器，容器的內(nèi)腔底面為工作臺，工作臺上固定基片，基片的上方依次布置定位板和振動板，定位板的兩側(cè)開有下安裝孔，振動板的兩側(cè)開有上安裝孔，銷釘下端固定在基片上，銷釘?shù)闹胁吭O(shè)有自上而下布置的上凸包和下凸包，銷釘穿過上安裝孔和下安裝孔，上凸包與上安裝孔點接觸式連接，下凸包和下安裝孔點接觸式連接，定位板的中部開有供研磨球安裝的定位孔，定位孔內(nèi)安裝研磨球，研磨球的上端與振動板的底面接觸，振動板的頂面與振動桿的下端接觸，振動桿的上端與換能器的輸出端連接，換能器與超聲波發(fā)生器連接。本發(fā)明能夠兼顧加工精度和加工效率、加工一致性較好、簡化加工裝置的控制模式。
【IPC分類】B24B1-04
【公開號】CN104723175
【申請?zhí)枴緾N201510106859
【發(fā)明人】鄧乾發(fā), 趙軍, 袁巨龍, 張傳通, 呂冰海, 杭偉
【申請人】浙江工業(yè)大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月11日