[發(fā)明專利]一種變粒度螺旋形磨盤

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410080555.1
• 申請(qǐng)日: 2014-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN103878685A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞良;金明生;張利;張瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B37/16
• 分類號(hào): B24B37/16
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變粒度螺旋形磨盤，適用于光學(xué)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(shù)

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(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)加工表面進(jìn)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(nèi)、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(dá)IT5～01，表面粗糙度可達(dá)Ra0.63～0.01微米。

拋光是指利用機(jī)械、化學(xué)或電化學(xué)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(zhì)對(duì)工件表面進(jìn)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(shí)也用以消除光澤（消光）。

當(dāng)我們需要對(duì)代加工工件進(jìn)行光整加工，用以改善工件表面粗糙度或強(qiáng)化其表面的加工過程，通常同時(shí)采用研磨和拋光。傳統(tǒng)的利用研磨盤或者拋光盤的光整系統(tǒng)將研磨與拋光工序分開，使得由研磨過度到拋光時(shí)系統(tǒng)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(dá)到所需的表面粗糙度或者需要很長(zhǎng)的加工時(shí)間。且傳統(tǒng)的研磨和拋光系統(tǒng)，加工時(shí)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(jù)加工需求得到動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)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(zhì)量固定，很難實(shí)現(xiàn)施加壓力的連續(xù)變化，從而影響了加工質(zhì)量，并且受人為因素影響大，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)加工中存在的加工效率低、自動(dòng)化程度不高、拋光和研磨加工需要分開等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種可以集粗磨、精磨、粗拋、精拋為一體的一種變粒度螺旋形磨盤。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種變粒度螺旋形磨盤，包括研磨盤和工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)，研磨盤表面上裝有螺旋形擋板,研磨盤的表面粒度隨著螺旋形擋板梯度式變化；研磨盤固定在底座上，底座內(nèi)裝有驅(qū)動(dòng)研磨盤的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，底座側(cè)面固接旋轉(zhuǎn)座，旋轉(zhuǎn)座上設(shè)有旋轉(zhuǎn)臂，所述旋轉(zhuǎn)臂連接工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)；工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括工件安裝頭、支撐座、氣缸、工件電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和工件電機(jī)固定板，支撐座上裝有氣缸，氣缸的活塞桿通過螺母固接工件電機(jī)固定板，工件電機(jī)固定板上固定工件電機(jī)，工件電機(jī)通過聯(lián)軸器連接豎直放置的轉(zhuǎn)軸；支撐座上設(shè)有豎直向下的軸孔，轉(zhuǎn)軸和支撐座通過圓錐滾子軸承連接，轉(zhuǎn)軸底部連接工件安裝頭；工件電機(jī)固定板水平放置并設(shè)有兩個(gè)豎直向下的導(dǎo)向桿孔，導(dǎo)向桿孔內(nèi)穿過兩根導(dǎo)向桿，兩根導(dǎo)向桿的底部固定在支撐座上；工件電機(jī)、減速器、轉(zhuǎn)軸、工件安裝頭、工件電機(jī)固定板組成的系統(tǒng)在氣缸的作用下上下運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，研磨盤的盤面粒度隨著螺旋形擋板變化，越靠近螺旋形中心，研磨盤的盤面粒度越高。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：利用螺旋形研磨盤對(duì)工件進(jìn)行連續(xù)加工，研磨盤的盤面粒度隨著螺旋形擋板變化，越靠近螺旋形中心，研磨盤的盤面粒度越高，工件在研磨盤上加工時(shí)，因?yàn)槟チ狭６炔粩嘧兓瑫r(shí)研磨線速度隨著越靠近研磨盤中心越慢，從而實(shí)現(xiàn)不同精度的研磨加工；研磨盤上設(shè)有螺旋形擋板，可以防止加工的時(shí)候磨屑濺落到相鄰的區(qū)域；研磨盤的底座側(cè)面上裝有旋轉(zhuǎn)座，旋轉(zhuǎn)座上的旋轉(zhuǎn)臂可以帶動(dòng)工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)以旋轉(zhuǎn)座為中心自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

工件安裝頭在進(jìn)入研磨盤后與研磨盤上的擋板接觸。工作時(shí)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下研磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)通過擋板能給工件安裝頭一個(gè)徑向力，從而帶動(dòng)整個(gè)工件進(jìn)給系統(tǒng)繞旋轉(zhuǎn)座旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工件安裝頭從螺旋形研磨盤外圈到內(nèi)圈的運(yùn)動(dòng)；同時(shí)工件安裝頭在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下自轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)待加工表面的加工紋理無序化。

工件安裝頭、轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸器、工件電機(jī)、工件電機(jī)固定板組成的系統(tǒng)本身的重力已經(jīng)足夠提供工件研磨時(shí)所需的壓力，因此無需再配重提供額外的壓力。上述系統(tǒng)在氣缸座的作用下上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件安裝頭進(jìn)入研磨盤與離開研磨盤。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，成本較低，自動(dòng)化程度高，通過螺旋形研磨盤的磨料粒度梯度化設(shè)計(jì)，可以對(duì)工件分別進(jìn)行從粗磨到精拋的不同程度的加工；研磨拋光盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候工件也會(huì)跟著自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二者的共同作用下可實(shí)現(xiàn)待加工表面的加工紋理無序化從而提高了加工效率與質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種變粒度螺旋形研磨盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種變粒度螺旋形研磨盤的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。