一種變粒度螺旋形磨盤的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種變粒度螺旋形磨盤，包括研磨盤和工件進給機構，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，底座內裝有驅動研磨盤的驅動電機，底座側面固接旋轉座，旋轉座上設有旋轉臂，所述旋轉臂連接工件進給機構。本發明結構簡單緊湊，成本較低，自動化程度高，通過螺旋形研磨盤的磨料粒度梯度化設計，可以對工件分別進行從粗磨到精拋的不同程度的加工；研磨拋光盤轉動的時候工件也會跟著自轉運動，二者的共同作用下可實現待加工表面的加工紋理無序化從而提高了加工效率與質量。
【專利說明】一種變粒度螺旋形磨盤
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種變粒度螺旋形磨盤，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】
[0002]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。
[0003]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?；蚱渌麙伖饨橘|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)。
[0004]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】

[0005]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、精拋為一體的一種變粒度螺旋形磨盤。
[0006]為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是:一種變粒度螺旋形磨盤，包括研磨盤和工件進給機構，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，底座內裝有驅動研磨盤的驅動電機，底座側面固接旋轉座，旋轉座上設有旋轉臂，所述旋轉臂連接工件進給機構；工件進給機構包括工件安裝頭、支撐座、氣缸、工件電機、轉軸和工件電機固定板，支撐座上裝有氣缸，氣缸的活塞桿通過螺母固接工件電機固定板，工件電機固定板上固定工件電機，工件電機通過聯軸器連接豎直放置的轉軸；支撐座上設有豎直向下的軸孔，轉軸和支撐座通過圓錐滾子軸承連接，轉軸底部連接工件安裝頭；工件電機固定板水平放置并設有兩個豎直向下的導向桿孔，導向桿孔內穿過兩根導向桿，兩根導向桿的底部固定在支撐座上；工件電機、減速器、轉軸、工件安裝頭、工件電機固定板組成的系統在氣缸的作用下上下運動。
[0007]進一步的，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。
[0008]本發明的技術構思為:利用螺旋形研磨盤對工件進行連續加工，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，因為磨料粒度不斷變化，同時研磨線速度隨著越靠近研磨盤中心越慢，從而實現不同精度的研磨加工；研磨盤上設有螺旋形擋板，可以防止加工的時候磨屑濺落到相鄰的區域；研磨盤的底座側面上裝有旋轉座，旋轉座上的旋轉臂可以帶動工件進給機構以旋轉座為中心自由轉動。
[0009]工件安裝頭在進入研磨盤后與研磨盤上的擋板接觸。工作時，在驅動電機的驅動下研磨盤轉動，此時通過擋板能給工件安裝頭一個徑向力，從而帶動整個工件進給系統繞旋轉座旋轉，實現工件安裝頭從螺旋形研磨盤外圈到內圈的運動；同時工件安裝頭在電機的驅動下自轉實現待加工表面的加工紋理無序化。
[0010]工件安裝頭、轉軸、聯軸器、工件電機、工件電機固定板組成的系統本身的重力已經足夠提供工件研磨時所需的壓力，因此無需再配重提供額外的壓力。上述系統在氣缸座的作用下上下運動，從而實現工件安裝頭進入研磨盤與離開研磨盤。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下優點:本發明結構簡單緊湊，成本較低，自動化程度高，通過螺旋形研磨盤的磨料粒度梯度化設計，可以對工件分別進行從粗磨到精拋的不同程度的加工；研磨拋光盤轉動的時候工件也會跟著自轉運動，二者的共同作用下可實現待加工表面的加工紋理無序化從而提高了加工效率與質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明一種變粒度螺旋形研磨盤的結構示意圖。
[0013]圖2是本發明一種變粒度螺旋形研磨盤的結構示意圖俯視圖。
[0014]圖3是本發明工件進給機構的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。
[0016]結合圖1、圖2和圖3，一種變粒度螺旋形磨盤，研磨盤I表面上裝有螺旋形擋板3，研磨盤I的表面粒度隨著螺旋形擋板3梯度式變化，越是靠近螺旋形擋板3的中心表面粒度越高。研磨盤I裝在底座，底座上設有中心軸，研磨盤I可以在底座上繞著中心軸自由轉動，底座內裝有驅動研磨盤的驅動電機，底座側面固接旋轉座4，旋轉座4上裝有旋轉臂5，旋轉臂5連接工件進給機構2。
[0017]工件進給機構2包括工件安裝頭6、支撐座7、氣缸13、工件電機9、轉軸8和工件電機固定板11，氣缸13通過氣缸座固定在支撐座7上，氣缸13的活塞桿通過螺母與工件電機固定板11固定，工件電機9固定在工件電機固定板11上，工件電機9通過聯軸器連接豎直放置的轉軸8 ;支撐座7上設有豎直向下的軸孔，轉軸8和支撐座7通過圓錐滾子軸承10連接，轉軸8底部連接工件安裝頭6 ;工件電機固定板11水平放置，工件電機固定板11上設有兩個豎直向下的導向桿孔，兩根導向桿12穿過導向桿孔，兩根導向桿12的底部固定在支撐座7上；工件電機7、減速器、轉軸8、工件安裝頭6、工件電機固定板11組成的系統在氣缸的作用下上下運動。
[0018]具體工作時，將工件安裝到工件安裝頭6上，研磨盤I下的驅動電機帶動研磨盤I轉動，工件電機9帶動工件安裝頭6轉動；調節氣缸13使工件電機7、減速器、轉軸8、工件安裝頭6、工件電機固定板11組成的系統向下移動，工件進入研磨區域，開始研磨加工。工件安裝頭6與螺旋形的擋板3接觸時會產生摩擦作用，在摩擦力的作用下，工件安裝頭會沿著螺旋形的擋板3向研磨盤的螺旋中心移動，在此同時完成對工件由粗磨到精拋的加工。
[0019]應當理解的是，本發明的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本發明的原理，而不構成對本發明的限制。因此，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。此外，本發明所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【權利要求】
1.一種變粒度螺旋形磨盤，包括研磨盤和工件進給機構，其特征在于:所述研磨盤表面上裝有螺旋形擋板，所述研磨盤的表面粒度隨著螺旋形擋板梯度式變化；所述研磨盤固定在底座上，所述底座內裝有驅動研磨盤的驅動電機，所述底座側面固接旋轉座，所述旋轉座上設有旋轉臂，所述旋轉臂連接工件進給機構； 所述工件進給機構包括工件安裝頭、支撐座、氣缸、工件電機、轉軸和工件電機固定板，所述支撐座上裝有氣缸，所述氣缸的活塞桿通過螺母固接工件電機固定板，所述工件電機固定板上固定工件電機，所述工件電機通過聯軸器連接豎直放置的轉軸；所述支撐座上設有豎直向下的軸孔，所述轉軸和支撐座通過圓錐滾子軸承連接，所述轉軸底部連接工件安裝頭; 所述工件電機固定板水平放置并設有兩個豎直向下的導向桿孔，導向桿孔內穿過兩根導向桿，兩根導向桿的底部固定在支撐座上；工件電機、減速器、轉軸、工件安裝頭、工件電機固定板組成的系統在氣缸的作用下上下運動。
2.根據權利要求1所述的一種變粒度螺旋形磨盤，其特征在于:所述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。
【文檔編號】B24B37/16GK103878685SQ201410080555
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】王亞良, 金明生, 張利, 張瑞 申請人:浙江工業大學