一種錐螺旋形研磨盤(pán)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種錐螺旋形研磨盤(pán)，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，它包括研磨盤(pán)、工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工件安裝頭，工件安裝頭與研磨盤(pán)貼合，工件安裝頭在工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下沿著研磨盤(pán)的盤(pán)面軌跡運(yùn)動(dòng)；研磨盤(pán)盤(pán)體為錐螺旋形，研磨盤(pán)盤(pán)面上的磨料粒度隨著盤(pán)體的螺旋線(xiàn)梯度式變化，越靠近錐螺旋線(xiàn)的頂端，磨料粒度越高；工件安裝頭連接電機(jī)，工件安裝頭在電機(jī)的帶動(dòng)下會(huì)進(jìn)行自轉(zhuǎn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，自動(dòng)化程度高，通過(guò)控制研磨盤(pán)不同部分的磨料粒度，可以對(duì)工件進(jìn)行粗不同程度精度的加工；研磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)工件安裝頭也會(huì)在電機(jī)的帶動(dòng)下自轉(zhuǎn)，二者的共同作用下可實(shí)現(xiàn)待加工表面的加工紋理無(wú)序化從而提高了加工效率與質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種錐螺旋形研磨盤(pán)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種錐螺旋形研磨盤(pán)，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)】
[0002]研磨是利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒，通過(guò)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。
[0003]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?huà)伖夤ぞ吆湍チ项w?；蚱渌麙伖饨橘|(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)。
[0004]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(guò)程，通常同時(shí) 采用研磨和拋光。傳統(tǒng)的利用研磨盤(pán)或者拋光盤(pán)的光整系統(tǒng)將研磨與拋光工序分開(kāi)，使得由研磨過(guò)度到拋光時(shí)系統(tǒng)需要將研磨盤(pán)更換為拋光盤(pán)，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(pán)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(lái)決定施加于工件表面與研磨盤(pán)(或拋光盤(pán))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(wú)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(pán)或拋光盤(pán)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】

[0005]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(kāi)等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種可以集粗磨、精磨、粗拋、精拋為一體的一種錐螺旋形研磨盤(pán)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種錐螺旋形研磨盤(pán)，包括研磨盤(pán)、工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工件安裝頭，工件安裝頭與研磨盤(pán)貼合，所述工件安裝頭在工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下沿著研磨盤(pán)的盤(pán)面軌跡運(yùn)動(dòng)；
[0007]所述研磨盤(pán)盤(pán)體為錐螺旋形，研磨盤(pán)盤(pán)面上的磨料粒度隨著盤(pán)體的螺旋線(xiàn)梯度式變化，越靠近錐螺旋線(xiàn)的頂端，磨料粒度越高；
[0008]所述研磨盤(pán)盤(pán)體與一個(gè)豎直放置在盤(pán)體中心線(xiàn)位置的轉(zhuǎn)軸連接，所述研磨盤(pán)內(nèi)壁與轉(zhuǎn)軸通過(guò)多根直桿固接；
[0009]所述工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括固定桿，連桿、移動(dòng)塊、電機(jī)和工件安裝頭，所述工件安裝頭裝在電機(jī)上，所述電機(jī)裝在移動(dòng)塊內(nèi)，所述移動(dòng)塊和連桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述連桿與固定桿通過(guò)髙副連接，所述高副受三個(gè)液壓缸控制轉(zhuǎn)向。
[0010]進(jìn)一步的，所述工件安裝頭底面設(shè)有工件安裝孔，工件安裝在工件安裝孔內(nèi)，所述工件安裝孔設(shè)在工件安裝頭的正中心。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述工件安裝頭底面設(shè)有工件安裝孔，工件安裝在工件安裝孔內(nèi)，所述工件安裝孔設(shè)有多個(gè)，均勻分布在工件安裝頭的底面上。
[0012]進(jìn)一步的，所述工件安裝頭的四周裝有滾輪，工件安裝頭通過(guò)滾輪與研磨盤(pán)的側(cè)壁接觸。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:本方案采用圓錐盤(pán)與連桿均能獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，即圓錐盤(pán)自轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可控，同時(shí)我們控制連桿在豎直方向及水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。這里主要考慮的是連桿得轉(zhuǎn)動(dòng)與圓錐盤(pán)旋轉(zhuǎn)之間的配合問(wèn)題。(I)圓錐盤(pán)轉(zhuǎn)速可控，工件安裝頭從圓錐底部開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，圓錐盤(pán)由多個(gè)部分組成，至下向上依次是不同精度的加工段，我們可控制圓錐盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在每一個(gè)部分內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度即控制圓錐盤(pán)在不同階段內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而控制研磨時(shí)間。(2)控制連桿的豎直轉(zhuǎn)動(dòng)以及水平轉(zhuǎn)動(dòng)，得到工件安裝頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，在這里我們?cè)O(shè)計(jì)的圓錐盤(pán)，使得工件安裝頭在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終保持在螺旋盤(pán)的兩內(nèi)壁之間。(3)由于圓錐盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度不是一定的，所以在圓錐盤(pán)的不同旋轉(zhuǎn)階段，相應(yīng)的，連桿得轉(zhuǎn)動(dòng)速度也要以之相配合，即連桿在豎直方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)速度要根據(jù)圓錐盤(pán)的不同旋轉(zhuǎn)階段采取不同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而保持工件安裝頭不與螺旋盤(pán)加工面脫離；而連桿的水平轉(zhuǎn)動(dòng)速度則要保持工件安裝頭不與螺旋盤(pán)兩內(nèi)壁碰撞。(4)由于使用的電機(jī)，電機(jī)的自身重力作為工件的施力方式。
(5)由于高副受三個(gè)液壓缸控制轉(zhuǎn)向，通過(guò)控制三個(gè)液壓缸不同時(shí)間的的狀況作出不同的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連桿的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]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(guò)控制研磨盤(pán)不同部分的磨料粒度，可以對(duì)工件分別進(jìn)行粗不同程度精度的加工；研磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)工件安裝頭也會(huì)在電機(jī)的帶動(dòng)下自轉(zhuǎn)，二者的共同作用下可實(shí)現(xiàn)待加工表面的加工紋理無(wú)序化從而提高了加工效率與質(zhì)量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖。
[0016]圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的右視圖。
[0017]圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。
[0018]圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說(shuō)明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4，一種錐螺旋形研磨盤(pán)，包括研磨盤(pán)1、工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工件安裝頭2，工件安裝頭2與研磨盤(pán)I貼合，工件安裝頭2在工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下沿著研磨盤(pán)I的盤(pán)面軌跡運(yùn)動(dòng).[0022]研磨盤(pán)I盤(pán)體為錐螺旋形，研磨盤(pán)I盤(pán)體為錐螺旋形，研磨盤(pán)I盤(pán)面上的磨料粒度隨著盤(pán)體的螺旋線(xiàn)梯度式變化，越靠近錐螺旋線(xiàn)的頂端，磨料粒度越高。
[0023]研磨盤(pán)I盤(pán)體與一個(gè)豎直放置在盤(pán)體中心線(xiàn)位置的轉(zhuǎn)軸9連接，研磨盤(pán)I盤(pán)體內(nèi)側(cè)外壁與轉(zhuǎn)軸9通過(guò)直桿固接。
[0024]工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括固定桿8，連桿5、移動(dòng)塊4、電機(jī)3和工件安裝頭2，工件安裝頭2裝在電機(jī)3上，電機(jī)3裝在移動(dòng)塊4內(nèi)，移動(dòng)塊4和連桿5通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連桿5與固定桿8通過(guò)髙副6連接，高副6受三個(gè)液壓缸7控制轉(zhuǎn)向。
[0025]研磨盤(pán)I由多個(gè)部分組成，至下向上依次是不同加工精度的加工段，通過(guò)控制圓錐盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在每一個(gè)部分內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度即控制圓錐盤(pán)在不同階段內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而控制研磨時(shí)間。
[0026]工件安裝頭2底面設(shè)有工件安裝孔，工件安裝在工件安裝孔內(nèi)，所述工件安裝孔設(shè)在工件安裝頭的正中心。
[0027]工件安裝頭2的四周裝有滾輪，工件安裝頭通過(guò)滾輪與研磨盤(pán)的側(cè)壁接觸。
[0028]實(shí)施例2:
[0029]本實(shí)施例與實(shí)施例1的方案基本保持一致，唯一的區(qū)別在于工件安裝頭2底面設(shè)有工件安裝孔，工件安裝在工件安裝孔內(nèi)，工件安裝孔設(shè)有多個(gè)，均勻分布在工件安裝頭的底面上。該模式可以進(jìn)行多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行加工，更進(jìn)一步的提高了加工效率。
[0030]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用于示例性說(shuō)明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種錐螺旋形研磨盤(pán)，包括研磨盤(pán)、工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工件安裝頭，工件安裝頭與研磨盤(pán)貼合，其特征在于:所述工件安裝頭在工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下沿著研磨盤(pán)的盤(pán)面軌跡運(yùn)動(dòng)； 所述研磨盤(pán)盤(pán)體為錐螺旋形，研磨盤(pán)盤(pán)面上的磨料粒度隨著盤(pán)體的螺旋線(xiàn)梯度式變化，越靠近錐螺旋線(xiàn)的頂端，磨料粒度越高； 所述研磨盤(pán)盤(pán)體與一個(gè)豎直放置在盤(pán)體中心線(xiàn)位置的轉(zhuǎn)軸連接，所述研磨盤(pán)內(nèi)壁與轉(zhuǎn)軸通過(guò)多根直桿固接； 所述工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括固定桿，連桿、移動(dòng)塊、電機(jī)和工件安裝頭，所述工件安裝頭裝在電機(jī)上，所述電機(jī)裝在移動(dòng)塊內(nèi)，所述移動(dòng)塊和連桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述連桿與固定桿通過(guò)髙副連接，所述高副受三個(gè)液壓缸控制轉(zhuǎn)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐螺旋形研磨盤(pán)，其特征在于:所述工件安裝頭底面設(shè)有工件安裝孔，工件安裝在工件安裝孔內(nèi)，所述工件安裝孔設(shè)在工件安裝頭的正中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐螺旋形研磨盤(pán)，其特征在于:所述工件安裝頭底面設(shè)有工件安裝孔，工件安裝在工件安裝孔內(nèi)，所述工件安裝孔設(shè)有多個(gè)，均勻分布在工件安裝頭的底面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐螺旋形研磨裝置，其特征在于:所述工件安裝頭的四周裝有滾輪，工件安裝頭通過(guò)滾輪與研磨盤(pán)的側(cè)壁接觸。
【文檔編號(hào)】B24B37/16GK103846785SQ201410080655
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】謝毅, 琚春華 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)