1.一种微半环凹模阵列化学-机械分级复合制造方法,其特征在于:所述制造方法包括如下步骤:
1)制作精密球阵列研抛模
所述研抛模包括工具连杆、定位基板和精密球体,工具连杆的上端与微细超声发生器相连接,所述工具连杆的下端与定位基板连接,在定位基板上加工出阵列孔径,孔径大小小于精密球体直径,在孔径和精密球体之间充满粘结剂,球体的一部分嵌入孔内;
2)第一级研抛
采用精密球阵列研抛模,通过化学-机械加工方法实现微凹模阵列的形状构型;
在待加工的工件上涂覆Au/Cr膜,膜厚度在30nm---300nm之间,用来作为工件材料表面保护层;在研抛液中加入HNA溶液;
通过精密球阵列研抛模的微细超声振动,激发研抛模和微凹模衬底工件之间的研抛液中的微细磨粒高速冲击微凹模衬底工件,并伴随超声空化、研抛模对工件的刮擦、锤击复合作用,发生机械性材料去除,在可控化学腐蚀和微细超声仿形研抛共同作用下,对衬底工件进行材料去除,此级材料去除属于脆性去除和可控化学腐蚀材料去除;
3)第二级研抛
采用所述精密球阵列研抛模进行第二次研抛,通过调整超声振动的参数和Z向进给参数,使得工件的材料去除形式转变为材料塑性去除,降低研抛液中HNA溶液的浓度,减缓HNA溶液对功能材料的化学腐蚀速度;第二次研抛材料去除形式是微细超声振动下的材料塑性去除和HNA溶液对衬底材料的缓慢化学腐蚀作用,可以对微凹模进 行修形和表面质量提升。
2.如权利要求1所述的一种微半环凹模阵列化学-机械分级复合制造方法,其特征在于:所述步骤1)中,在定位基板上粘结了限位挡圈,当限位挡圈碰触工件平面,Z轴向下进给运动停止。
3.如权利要求1所述的一种微半环凹模阵列化学-机械分级复合制造方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述超精密高一致性研抛模的装配方法如下:将阵列孔内均匀涂抹防水性粘结剂,将研抛模倒置,采用精密压板垂直下压精密球体,由于精密球体和孔径之间充满防水性粘结剂,垂直压力调节防水性粘结剂膜的厚度,进而达到球体上端最高点位于同一平面。
4.如权利要求2所述的一种微半环凹模阵列化学-机械分级复合制造方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述超精密高一致性研抛模的装配方法如下:将阵列孔内均匀涂抹防水性粘结剂,将研抛模倒置,采用精密压板垂直下压精密球体,由于精密球体和孔径之间充满防水性粘结剂,垂直压力调节防水性粘结剂膜的厚度,进而达到球体上端最高点位于同一平面;
对于限位挡圈装配方式,采用带有阵列孔的精密压板垂直下压限位挡圈,使得限位挡圈上圆环截面在一个平面内,完成限位挡圈的装配。
5.如权利要求3所述的一种微半环凹模阵列化学-机械分级复合制造方法,其特征在于:根据材料去除情况以及后续抛光的预留量调整限位挡圈的高度。
6.如权利要求1~5之一所述的一种微半环凹模阵列化学-机械分级复 合制造方法,其特征在于:所述精密球体采用传统的塑性球体,材料为合金钢和特种刚。
7.如权利要求1~5之一所述的一种微半环凹模阵列化学-机械分级复合制造方法,其特征在于:所述精密球体采用陶瓷球体。