[發明專利]基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法

有效

• 申請號: 201710010028.7
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106737253B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 金明生;康杰;文東輝;潘燁;張利
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發明公開了一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，將傳統的研磨盤分隔成多個一級環，并且將所有分割出的環分割成多個等級的二級環，所有的二級環形成具有多個梯度的等級庫，根據加工工件的加工要求，從等級庫中取出相應等級的環組合形成具有梯度分布的研拋盤。本發明實現了在一個研拋盤上可以同時完成研磨和拋光工序，提高了加工的效率；研拋盤的彈性模量在軸向和徑向上都存在彈性模量的梯度式分布，工件更容易實現按需去除，提高加工表面的質量；基于量塊的等級理念，創新的構建了一個研拋盤的等級庫，可以實現研拋盤的實時組合，替換方便，且便于任意工件的加工，很容易便可以配組出與之適應的研拋盤。

技術領域

本發明涉及研拋盤的制備領域，更具體的說，尤其涉及一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法。

背景技術

量塊是在長度計量工作中經常使用的計量器具。通過量塊可以進行長度的量值傳遞，量塊又可以作為計量標準器對長度計量測試儀器、量具、量規等進行檢定，還可以直接測量和調整精密機床的夾具、刀具在加工中的定位尺寸或對精密機械零件尺寸的測量。

量塊的分級是以量塊長度相對于標稱長度的偏差(即量塊的長度偏差)劃分的。在我國量塊檢定規程JJG146-2003中，按《長度計量器具(量塊部分)檢定系統JJG2056-90》的規定分為00、0、K、1、2、3共六級。量塊的等主要是根據量塊長度的測量不確定度劃分的。在我國量塊檢定規程JJG146-2003中，按《長度計量器具(量塊部分)檢定系統JJG2056-90》的規定分為1、2、3、4、5、6共六等。

由我國量塊檢定規程JJG146-2003可見:0、1(K)、2、3級量塊的長度偏差分別與3、4、5、6等量塊長度的測量不確定度相當，因此在量塊的使用中，一定‘等’的量塊可以用相應‘級’的量塊來代替。

同時，在制造領域，研磨和拋光作為精密加工工序，能實現光學元件、非晶薄膜襯底等高精密工件的高精度表面質量，但是相對于目前研磨和拋光的磨具，絕大多數還是保持著單一梯度分布，存在著很大的缺陷。磨料分布不均和材料去除不均等因素，使研磨后的工件面型精度較差，增加了后續工序的去除量，生產耗時耗力，且難以控制，維護成本較高；同時，在研磨和拋光不斷轉換的工序中，所能達到的加工效率較低，且很多經過加工之后的工件由于表面劃痕較重，批量加工的藍寶石基片很大一部分表面有粗、深劃痕，需重新研磨拋光，從而導致返工，效率難以提高。

安徽工業大學的研究團隊在2014年發表的SiO₂/CeO₂復合磨料的制備及在藍寶石晶片拋光中的應用中提出了一種采用均相沉淀法制備了SiO₂/CeO₂復合磨料，并用于藍寶石晶片的化學機械拋光，研究結果表明，采用復合磨料拋光雖然材料去除速率略低于單一SiO₂磨料，但拋光后的藍寶石晶片表面質量得到明顯的改善，能滿足藍寶石作發光二極管襯底的工藝要求。中國兵器工業第五二研究所煙臺分所研究團隊在2014年發表的功能梯度材料的制備技術及其研發現狀中提出了功能梯度材料的研究進展，重點總結了功能梯度材料的制備方法和性能評價，其中特別指出功能梯度材料的彈性模量、熱導率、熱膨脹系數及成分在厚度方向上呈連續變化，并具有可設計性，可針對性地改變各組分材料體積含量的空間分布規律，優化結構內部應力分布。西安理工大學的研究團隊在2014年發表的增強鐵基梯度復合材料的原位生成及其磨粒磨損特性中提出了采用原位反應法在HT300表面制備了碳化鉭增強表面梯度復合材料，并對復合層的微觀結構、物相組成、顯微硬度以及磨粒磨損性能進行了表征，從表面致密層到基體，其組織、成分、硬度分布均呈梯度變化。同時，授權公告號CN103432948B的中國發明專利一種用于軟固結磨粒群生產的封閉式攪拌裝置提出了一種為更好的均勻攪拌高聚物、磨料、固化劑、引發劑等混合物，保證了制備具有梯度功能研磨盤的實現。