一種多級(jí)加工研磨拋光盤(pán)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多級(jí)加工研磨拋光盤(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)、底座、中心軸和電機(jī)，研磨盤(pán)的上方設(shè)有多層環(huán)形的擋板，擋板由內(nèi)到外半徑逐漸增加，將研磨盤(pán)由內(nèi)到外分成多個(gè)環(huán)形區(qū)域，環(huán)形區(qū)域內(nèi)依次交替裝有磨料流和清水；磨料流的粒度由內(nèi)至外逐漸減小；每個(gè)擋板上均設(shè)有開(kāi)關(guān)門(mén)，所有開(kāi)關(guān)門(mén)集成一體，同時(shí)控制。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)控制每一圈的磨料粒度，可以對(duì)工件分別進(jìn)行不同程度精度的加工；工件依次經(jīng)過(guò)不同程度精度的加工，實(shí)現(xiàn)了從研磨到拋光的快速銜接，避免了加工過(guò)程中剛更換設(shè)備或工具，充分提高了加工效率與設(shè)備的利用率，節(jié)約了資源。
【專利說(shuō)明】 一種多級(jí)加工研磨拋光盤(pán)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多級(jí)加工研磨拋光盤(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)。
[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、精拋為一體的一種多級(jí)加工研磨拋光盤(pán)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種多級(jí)加工研磨拋光盤(pán)，包括研磨盤(pán)、底座、中心軸和電機(jī)，電機(jī)裝在底座內(nèi)部，電機(jī)與中心軸通過(guò)聯(lián)軸器連接，中心軸的頂端設(shè)有平鍵槽，中心軸的頂端通過(guò)平鍵與研磨盤(pán)連接；
[0007]研磨盤(pán)的上方設(shè)有多層環(huán)形的擋板，擋板由內(nèi)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(pán)由內(nèi)到外分成多個(gè)環(huán)形區(qū)域，環(huán)形區(qū)域內(nèi)依次交替裝有磨料流和清水；磨料流的粒度由內(nèi)至外逐漸減小；
[0008]每層擋板上均設(shè)有開(kāi)關(guān)門(mén)，所有開(kāi)關(guān)門(mén)組成開(kāi)關(guān)總成，開(kāi)關(guān)總成上設(shè)有軸孔，中心軸穿過(guò)開(kāi)關(guān)總成的軸孔，中心軸上開(kāi)關(guān)總成與電機(jī)之間的部分套有彈簧，中心軸上彈簧與電機(jī)之間的部分裝有深溝球軸承；
[0009]底座上設(shè)有支撐柱子，支撐柱與研磨盤(pán)通過(guò)推力滾子軸承連接，底座上設(shè)有四個(gè)電磁吸鐵，電磁吸鐵通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)把開(kāi)關(guān)總成向下吸引，使所有的開(kāi)關(guān)門(mén)下降；
[0010]中心軸的軸上設(shè)有花鍵凹槽，開(kāi)關(guān)總成的軸孔上設(shè)有花鍵凸槽，開(kāi)關(guān)總成與中心軸采用花鍵連接。
[0011]進(jìn)一步的，研磨盤(pán)每一道磨粒下層均設(shè)有廢液流道，廢液通過(guò)磨粒表面旁的小孔流走。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:采用一體式升降門(mén)，即所有升降門(mén)一起控制。其控制方法為:中心軸的軸上設(shè)有花鍵凹槽，開(kāi)關(guān)總成的軸孔上設(shè)有花鍵凸槽，開(kāi)關(guān)總成與中心軸采用花鍵連接，中心軸上開(kāi)關(guān)總成與電機(jī)之間的部分套有彈簧，這樣使得開(kāi)關(guān)總成既能隨著軸與研磨盤(pán)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，又能做上下運(yùn)動(dòng)達(dá)到升降效果；采用一體式升降門(mén)，可以多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行加工。
[0013]采用多層環(huán)形擋板將研磨盤(pán)分成多個(gè)不同的環(huán)形區(qū)域，不同的環(huán)形區(qū)域之間注入不同的液體，我們給從外至內(nèi)的不同區(qū)域分別命名為第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域、……，第N區(qū)域，在使用的時(shí)候，我們?cè)诘谝粎^(qū)域內(nèi)注入清水，在第二區(qū)域內(nèi)注入最低磨料粒度的磨料流，在第三區(qū)域內(nèi)注入清水，在第四區(qū)域內(nèi)注入比第二區(qū)域磨料流粒度高的磨料流，在第五區(qū)域內(nèi)注入清水，在第六區(qū)域內(nèi)注入比第五區(qū)域磨料流粒度高的磨料流，然后依次類推，根據(jù)工件的研磨程度確定需要的加工圈數(shù)，從而確定環(huán)形擋板的數(shù)目。工件加工時(shí)，每一個(gè)區(qū)域的角速度均相同，但是每一區(qū)域的加工半徑不同，所以加工時(shí)的線速度不同，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速，同時(shí)在每一圈的磨料流之間設(shè)有清水區(qū)域，工件在從一個(gè)磨料流區(qū)域移動(dòng)到另外一個(gè)磨料流區(qū)域之前會(huì)在清水區(qū)域中進(jìn)行清洗，防止了工件上帶有磨料流對(duì)下一圈的研磨精度產(chǎn)生影響。
[0014]為了確保多磨粒濕式盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性，在彈簧下方用了深溝球軸承，在研磨盤(pán)下方用了推力滾子軸承。多磨粒濕式盤(pán)每一`道磨粒下層均有廢液流道，廢液通過(guò)磨粒面旁的小孔流走。
[0015]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)控制每一圈的磨料粒度，可以對(duì)工件進(jìn)行不同程度的加工；工件依次經(jīng)過(guò)粗磨、精磨、粗拋和精拋，實(shí)現(xiàn)了從研磨到拋光的快速銜接，避免了加工過(guò)程中剛更換設(shè)備或工具，充分提高了加工效率與設(shè)備的利用率，節(jié)約了資源，采用一體式升降門(mén)，可以多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行加工。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的剖面圖。
[0017]圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。
[0018]圖3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]結(jié)合圖1、圖2和圖3，一種多級(jí)加工研磨拋光盤(pán)，包括研磨盤(pán)1、底座2、中心軸5和電機(jī)7，電機(jī)7裝在底座2內(nèi)部，電機(jī)7與中心軸5通過(guò)聯(lián)軸器9連接，中心軸5的頂端設(shè)有平鍵槽，中心軸5的頂端通過(guò)平鍵與研磨盤(pán)I連接；研磨盤(pán)I的上方設(shè)有多層環(huán)形的擋板,擋板由內(nèi)到外半徑逐漸增加,所有擋板均以中心軸4為軸心，擋板將研磨盤(pán)由內(nèi)到外分成多個(gè)環(huán)形區(qū)域，環(huán)形區(qū)域內(nèi)依次交替裝有磨料流和清水；磨料流的粒度由內(nèi)至外逐漸減小；每層擋板上均設(shè)有開(kāi)關(guān)門(mén)，所有開(kāi)關(guān)門(mén)組成開(kāi)關(guān)總成10，開(kāi)關(guān)總成10上設(shè)有軸孔，中心軸5穿過(guò)開(kāi)關(guān)總成10的軸孔，中心軸5上開(kāi)關(guān)總成10與電機(jī)7之間的部分套有彈簧8，中心軸5上彈簧8與電機(jī)7之間的部分裝有深溝球軸承；
[0021]底座2上設(shè)有支撐柱3，支撐柱3與研磨盤(pán)I通過(guò)推力滾子軸承連接，底座2上設(shè)有四個(gè)電磁吸鐵6，電磁吸鐵6通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)把開(kāi)關(guān)總成10向下吸引，使所有的開(kāi)關(guān)門(mén)下降；
[0022]中心軸5的軸上設(shè)有花鍵凹槽，開(kāi)關(guān)總成10的軸孔上設(shè)有花鍵凸槽，開(kāi)關(guān)總成10與中心軸5采用花鍵連接。
[0023]研磨盤(pán)I每一道磨粒下層均設(shè)有廢液流道，廢液通過(guò)磨粒表面旁的小孔流走。
[0024]本發(fā)明采用一體式升降門(mén)，即所有升降門(mén)一起控制。其控制方法為:中心軸的軸上設(shè)有花鍵凹槽，開(kāi)關(guān)總成的軸孔上設(shè)有花鍵凸槽，開(kāi)關(guān)總成與中心軸采用花鍵連接，中心軸上開(kāi)關(guān)總成與電機(jī)之間的部分套有彈簧，這樣使得開(kāi)關(guān)總成既能隨著軸與研磨盤(pán)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，又能做上下運(yùn)動(dòng)達(dá)到升降效果；采用一體式升降門(mén)，可以多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行加工。
[0025]采用多層環(huán)形擋板將研磨盤(pán)分成多個(gè)不同的環(huán)形區(qū)域，不同的環(huán)形區(qū)域之間注入不同的液體，我們給從外至內(nèi)的不同區(qū)域`分別命名為第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域、……，第N區(qū)域，在使用的時(shí)候，我們?cè)诘谝粎^(qū)域內(nèi)注入清水，在第二區(qū)域內(nèi)注入最低磨料粒度的磨料流，在第三區(qū)域內(nèi)注入清水，在第四區(qū)域內(nèi)注入比第二區(qū)域磨料流粒度高的磨料流，在第五區(qū)域內(nèi)注入清水，在第六區(qū)域內(nèi)注入比第五區(qū)域磨料流粒度高的磨料流，然后依次類推，根據(jù)工件的研磨程度確定需要的加工圈數(shù)，從而確定環(huán)形擋板的數(shù)目。工件加工時(shí)，每一個(gè)區(qū)域的角速度均相同，但是每一區(qū)域的加工半徑不同，所以加工時(shí)的線速度不同，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速，同時(shí)在每一圈的磨料流之間設(shè)有清水區(qū)域，工件在從一個(gè)磨料流區(qū)域移動(dòng)到另外一個(gè)磨料流區(qū)域之前會(huì)在清水區(qū)域中進(jìn)行清洗，防止了工件上帶有磨料流對(duì)下一圈的研磨精度產(chǎn)生影響。
[0026]為了確保多磨粒濕式盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性，在彈簧下方用了深溝球軸承，在研磨盤(pán)下方用了推力滾子軸承。多磨粒濕式盤(pán)每一道磨粒下層均有廢液流道，廢液通過(guò)磨粒面旁的小孔流走。
[0027]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】
1.一種多級(jí)加工研磨拋光盤(pán)，其特征在于:包括研磨盤(pán)、底座、中心軸和電機(jī)，電機(jī)裝在底座內(nèi)部，電機(jī)與中心軸通過(guò)聯(lián)軸器連接，中心軸的頂端設(shè)有平鍵槽，中心軸的頂端通過(guò)平鍵與研磨盤(pán)連接； 所述研磨盤(pán)的上方設(shè)有多層環(huán)形的擋板，所述擋板由內(nèi)到外半徑逐漸增加，所述所有擋板均以中心軸為軸心，所述擋板將研磨盤(pán)由內(nèi)到外分成多個(gè)環(huán)形區(qū)域，所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)依次交替裝有磨料流和清水；所述磨料流的粒度由內(nèi)至外逐漸減小； 所述每層擋板上均設(shè)有開(kāi)關(guān)門(mén)，所述所有開(kāi)關(guān)門(mén)組成開(kāi)關(guān)總成，所述開(kāi)關(guān)總成上設(shè)有軸孔，中心軸穿過(guò)開(kāi)關(guān)總成的軸孔，所述中心軸上開(kāi)關(guān)總成與電機(jī)之間的部分套有彈簧，所述中心軸上彈簧與電機(jī)之間的部分裝有深溝球軸承； 所述底座上設(shè)有支撐柱子，所述支撐柱與研磨盤(pán)通過(guò)推力滾子軸承連接，所述底座上設(shè)有四個(gè)電磁吸鐵，電磁吸鐵通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)把開(kāi)關(guān)總成向下吸引，使所有的開(kāi)關(guān)門(mén)下降； 所述中心軸的軸上設(shè)有花鍵凹槽，開(kāi)關(guān)總成的軸孔上設(shè)有花鍵凸槽，開(kāi)關(guān)總成與中心軸采用花鍵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)加工研磨拋光盤(pán)，其特征在于:所述研磨盤(pán)每一道磨粒下層均設(shè)有廢液流道，廢液通過(guò)磨粒表面旁的小孔流走。
【文檔編號(hào)】B24B37/16GK103878682SQ201410079946
【公開(kāi)日】2014年6月25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】金明生, 文東輝, 張利, 袁曉航, 張瑞 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)