CN103878677B - 一种带旋转框架的圆锥研磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带旋转框架的圆锥研磨装置，适用于光学元件、非晶薄膜衬底等工件表面的研磨与抛光加工，包括研磨盘、第一电机、第二电机、外框架和工件移动机构，研磨盘为立体圆锥形研磨盘，研磨盘表面的磨料粒度随着圆锥形斜面变化，越靠近圆锥顶端磨料粒度越高；研磨盘固定在底座上；外框架上设有与研磨盘斜面平行的直线导轨；工件移动机构的一端与研磨盘贴合，所述工件移动机构的另一端连接外框架上的直线导轨。本发明结构简单紧凑，成本较低，自动化程度高，通过圆锥形研磨盘的磨料粒度梯度化设计，可以对工件分别进行从粗磨到精抛的不同程度的加工。

Description

一种带旋转框架的圆锥研磨装置

技术领域

本发明涉及一种带旋转框架的圆锥研磨装置，适用于光学元件、非晶薄膜衬底等工件表面的研磨与抛光加工。

背景技术

研磨是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工（如切削加工）。研磨可用于加工各种金属和非金属材料，加工的表面形状有平面，内、外圆柱面和圆锥面，凸、凹球面，螺纹，齿面及其他型面。加工精度可达IT5～01，表面粗糙度可达Ra0.63～0.01微米。

抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。

当我们需要对代加工工件进行光整加工，用以改善工件表面粗糙度或强化其表面的加工过程，通常同时采用研磨和抛光。传统的利用研磨盘或者抛光盘的光整系统将研磨与抛光工序分开，使得由研磨过度到抛光时系统需要将研磨盘更换为抛光盘，很难提升加工效率。即使是单一的研磨加工，单一磨粒粒度的研磨盘也并不能使工件完全达到所需的表面粗糙度或者需要很长的加工时间。且传统的研磨和抛光系统，加工时需要人为添加砝码或由工件和承托工件的器件本身的重力来决定施加于工件表面与研磨盘（或抛光盘）表面的压力，这使得所是施加的压力不能根据加工需求得到动态调节而且无法得到低于工件和承托工件的器件本身的重力的压力，在更换研磨盘或抛光盘后需添加或者更换砝码，由于砝码的质量固定，很难实现施加压力的连续变化，从而影响了加工质量，并且受人为因素影响大，很难实现自动化。

发明内容

为了克服现有技术加工中存在的加工效率低、自动化程度不高、抛光和研磨加工需要分开等缺点，本发明提供一种可以集粗磨、精磨、粗抛、精抛为一体的一种带旋转框架的圆锥研磨装置。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种带旋转框架的圆锥研磨装置，包括研磨盘、第一电机、第二电机、外框架和工件移动机构，所述研磨盘为立体圆锥形研磨盘，所述研磨盘表面的磨料粒度随着圆锥形斜面变化，越靠近圆锥顶端磨料粒度越高；所述研磨盘固定在底座上；

所述外框架为圆锥形框架，所述外框架与底座通过推力滚子轴承连接；所述外框架的底部内圈设有螺纹，所述外框架底部的内螺纹连接第一电机；所述外框架上设有与研磨盘斜面平行的直线导轨；

所述工件移动机构的一端与研磨盘贴合，所述工件移动机构的另一端连接外框架上的直线导轨，所述外框架上还设有与直线导轨平行的皮带传送机构，所述皮带传送机构带动工件移动机构沿着研磨盘斜面向上运动；

所述工件移动机构包括气缸、支撑座、工件安装头和叶轮，所述气缸的一端通过直杆连接外框架上的直线导轨，所述直杆上设有滚轮，所述滚轮连接外框架上的皮带传送机构；所述气缸的活塞杆穿过支撑座与工件安装头的一端通过滚子轴承连接，工件安装头的侧壁通过轴承连接支撑座的内侧壁；所述工件安装头的底部设有工件安装孔，所述工件安装孔至少有两个，均匀分布在工件安装头的底部；所述工件安装头上还设有叶轮，气缸的侧壁上设有喷液管，所述气缸上的喷液管正对着叶轮。

本发明的技术构思为：研磨盘设计为圆锥形，并且在圆锥形磨盘的外侧设有一圆锥形的外框架，圆锥形磨盘固定在底座上转动，但是圆锥形的外框架会转动，工件移动机构垂直于圆锥形磨盘的锥面，并且工件移动机构的一端连接圆锥形的外框架，并且会在皮带传动下沿着圆锥斜面方向向上移动，圆锥形磨盘的磨料粒度随着圆锥形磨盘的高度变化，同时圆锥形研磨盘的角速度不变，但是越往上线速度越高，同时越往上磨料粒度越高，对工件的加工会越精细。工件移动机构上设有叶轮，会在喷液管喷出的液体的带动下转动，从而带动工件安装头的转动，工件安装头的转动带动工件的圆周运动，与圆锥形的外框架的圆周运动相结合形成了工件与研磨盘的无序运动，从而提高了加工精度；气缸给研磨盘提供加工所需要的力。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明结构简单紧凑，成本较低，自动化程度高，通过圆锥形研磨盘的磨料粒度梯度化设计，可以对工件分别进行从粗磨到精抛的不同程度的加工；研磨盘不转动，但是外框架转动，带动工件移动机构的转动，同时工件会在叶轮的带东西进行圆周运动，二者的共同作用下可实现待加工表面的加工纹理无序化从而提高了加工效率与质量。

附图说明

图1是本发明一种带旋转框架的圆锥研磨装置的结构示意图。

图2是本发明工件移动机构的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

结合图1、图2，一种带旋转框架的圆锥研磨装置，包括研磨盘1、第一电机5、第二电机6、外框架3和工件移动机构4，研磨盘1为立体圆锥形研磨盘，研磨盘1表面的磨料粒度随着圆锥形斜面变化，越靠近圆锥顶端磨料粒度越高；研磨盘1固定在底座2上。

外框架2为圆锥形框架，外框架2与底座通过推力滚子轴承7连接；外框架2的底部内圈设有螺纹，外框架2底部的内螺纹连接第一电机5；外框架2上设有与研磨盘1斜面平行的直线导轨。

工件移动机构4的一端与研磨盘1贴合，工件移动机构4的另一端连接外框架2上的直线导轨，外框架2上还设有与直线导轨平行的皮带传送机构，皮带传送机构带动工件移动机构4沿着研磨盘斜面向上运动；

工件移动机构包括气缸8、支撑座9、工件安装头10和叶轮11，气缸8的一端通过直杆13连接外框架2上的直线导轨，直杆13上设有滚轮，滚轮连接外框架2上的皮带传送机构；气缸8的活塞杆穿过支撑座9与工件安装头10的一端通过滚子轴承连接，工件安装头10的侧壁通过轴承连接支撑座9的内侧壁；工件安装头10的底部设有工件安装孔，工件安装孔至少有两个，均匀分布在工件安装头的底部；工件安装头10上还设有叶轮11，气缸8的侧壁上设有喷液管12，气缸8上的喷液管12正对着叶轮11。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (1)

1.一种带旋转框架的圆锥研磨装置，其特征在于：包括研磨盘、第一电机、第二电机、外框架和工件移动机构，所述研磨盘为立体圆锥形研磨盘，所述研磨盘表面的磨料粒度随着圆锥形斜面变化，越靠近圆锥顶端磨料粒度越高；所述研磨盘固定在底座上；

所述外框架为圆锥形框架，所述外框架与底座通过推力滚子轴承连接；所述外框架的底部内圈设有螺纹，所述外框架底部的内螺纹连接第一电机；所述外框架上设有与研磨盘斜面平行的直线导轨；

所述工件移动机构的一端与研磨盘贴合，所述工件移动机构的另一端连接外框架上的直线导轨，所述外框架上还设有与直线导轨平行的皮带传送机构，所述皮带传送机构带动工件移动机构沿着研磨盘斜面向上运动；

所述工件移动机构包括气缸、支撑座、工件安装头和叶轮，所述气缸的一端通过直杆连接外框架上的直线导轨，所述直杆上设有滚轮，所述滚轮连接外框架上的皮带传送机构；所述气缸的活塞杆穿过支撑座与工件安装头的一端通过滚子轴承连接，工件安装头的侧壁通过轴承连接支撑座的内侧壁；所述工件安装头的底部设有工件安装孔，所述工件安装孔至少有两个，均匀分布在工件安装头的底部；所述工件安装头上还设有叶轮，气缸的侧壁上设有喷液管，所述气缸上的喷液管正对着叶轮。