[發明專利]一種多級加工研磨拋光盤

有效

• 申請號: 201410079946.1
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103878682A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 金明生;文東輝;張利;袁曉航;張瑞
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B24B37/16
• 分類號: B24B37/16
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明涉及一種多級加工研磨拋光盤，適用于光學元件、非晶薄膜襯底等工件表面的研磨與拋光加工。

背景技術

研磨是利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒，通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對加工表面進行的精整加工（如切削加工）。研磨可用于加工各種金屬和非金屬材料，加工的表面形狀有平面，內、外圓柱面和圓錐面，凸、凹球面，螺紋，齒面及其他型面。加工精度可達IT5～01，表面粗糙度可達Ra0.63～0.01微米。

拋光是指利用機械、化學或電化學的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工方法。利用柔性拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質對工件表面進行的修飾加工。拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的，有時也用以消除光澤（消光）。

當我們需要對代加工工件進行光整加工，用以改善工件表面粗糙度或強化其表面的加工過程，通常同時采用研磨和拋光。傳統的利用研磨盤或者拋光盤的光整系統將研磨與拋光工序分開，使得由研磨過度到拋光時系統需要將研磨盤更換為拋光盤，很難提升加工效率。即使是單一的研磨加工，單一磨粒粒度的研磨盤也并不能使工件完全達到所需的表面粗糙度或者需要很長的加工時間。且傳統的研磨和拋光系統，加工時需要人為添加砝碼或由工件和承托工件的器件本身的重力來決定施加于工件表面與研磨盤（或拋光盤）表面的壓力，這使得所是施加的壓力不能根據加工需求得到動態調節而且無法得到低于工件和承托工件的器件本身的重力的壓力，在更換研磨盤或拋光盤后需添加或者更換砝碼，由于砝碼的質量固定，很難實現施加壓力的連續變化，從而影響了加工質量，并且受人為因素影響大，很難實現自動化。

發明內容

為了克服現有技術加工中存在的加工效率低、自動化程度不高、拋光和研磨加工需要分開等缺點，本發明提供一種可以集粗磨、精磨、粗拋、精拋為一體的一種多級加工研磨拋光盤。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種多級加工研磨拋光盤，包括研磨盤、底座、中心軸和電機，電機裝在底座內部，電機與中心軸通過聯軸器連接，中心軸的頂端設有平鍵槽，中心軸的頂端通過平鍵與研磨盤連接；

研磨盤的上方設有多層環形的擋板，擋板由內到外半徑逐漸增加，所有擋板均以中心軸為軸心，擋板將研磨盤由內到外分成多個環形區域，環形區域內依次交替裝有磨料流和清水；磨料流的粒度由內至外逐漸減小；

每層擋板上均設有開關門，所有開關門組成開關總成，開關總成上設有軸孔，中心軸穿過開關總成的軸孔，中心軸上開關總成與電機之間的部分套有彈簧，中心軸上彈簧與電機之間的部分裝有深溝球軸承；

底座上設有支撐柱子，支撐柱與研磨盤通過推力滾子軸承連接，底座上設有四個電磁吸鐵，電磁吸鐵通電后產生磁場把開關總成向下吸引，使所有的開關門下降；

中心軸的軸上設有花鍵凹槽，開關總成的軸孔上設有花鍵凸槽，開關總成與中心軸采用花鍵連接。

進一步的，研磨盤每一道磨粒下層均設有廢液流道，廢液通過磨粒表面旁的小孔流走。

本發明的技術構思為：采用一體式升降門，即所有升降門一起控制。其控制方法為：中心軸的軸上設有花鍵凹槽，開關總成的軸孔上設有花鍵凸槽，開關總成與中心軸采用花鍵連接，中心軸上開關總成與電機之間的部分套有彈簧，這樣使得開關總成既能隨著軸與研磨盤同步轉動，又能做上下運動達到升降效果；采用一體式升降門，可以多個工件同時進行加工。

采用多層環形擋板將研磨盤分成多個不同的環形區域，不同的環形區域之間注入不同的液體，我們給從外至內的不同區域分別命名為第一區域、第二區域、第三區域、……，第N區域，在使用的時候，我們在第一區域內注入清水，在第二區域內注入最低磨料粒度的磨料流，在第三區域內注入清水，在第四區域內注入比第二區域磨料流粒度高的磨料流，在第五區域內注入清水，在第六區域內注入比第五區域磨料流粒度高的磨料流，然后依次類推，根據工件的研磨程度確定需要的加工圈數，從而確定環形擋板的數目。工件加工時，每一個區域的角速度均相同，但是每一區域的加工半徑不同，所以加工時的線速度不同，實現了無級變速，同時在每一圈的磨料流之間設有清水區域，工件在從一個磨料流區域移動到另外一個磨料流區域之前會在清水區域中進行清洗，防止了工件上帶有磨料流對下一圈的研磨精度產生影響。

為了確保多磨粒濕式盤轉動的穩定性，在彈簧下方用了深溝球軸承，在研磨盤下方用了推力滾子軸承。多磨粒濕式盤每一道磨粒下層均有廢液流道，廢液通過磨粒面旁的小孔流走。