翼型悬浮抛光液动压流场的数值模拟①

卢凯锋 孔凡志 文东辉

(特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室 杭州310023)

(浙江工业大学机械工程学院 杭州310023)

随着微电子领域和现代光学领域的快速发展与融合[1],光电产业对衬底抛光表面微区的力学性能及其均匀性的要求不断提高。此外,为提高纳米力学参数的测试精度,纳米力学表征也要求被测试样的表面质量[2-7]为少无损伤、超光滑表面。

流体抛光加工往往利用流体动压力带动磨粒反复冲刷试样表面,改善了传统机械抛光中磨粒与试样表面的接触状态,减少了磨粒与试样表面的刚性接触概率,进而获得少无损伤、超光滑加工表面。

现有流体抛光方法的抛光工具可分为球式抛光工具、柱式抛光工具与盘式抛光工具,三者具有不同的加工特性。球式抛光工具最初用于复杂曲面的弹性发射加工[8],其点接触式的抛光去除导致加工效率不高;柱式抛光基于球式抛光工具进行了改进,抛光平面与旋转主轴平行,由点接触演变为线接触,可获得均匀的速度、压力场并提高了加工效率,但需要配合复杂精密机床结构实现多轴运动;盘式抛光工具的抛光平面与旋转主轴垂直,高速旋转时,形变面主要集中在侧面,加工面有良好的稳定性,加工面轴向波动小,因此也多用于直接接触式加工,但该种运动方式抛光盘直径方向上流体的速度场、压力场呈现梯度增大,使得材料去除不均匀。

本文基于液动压抛光原……