CN103878697A - 一种多级研抛盘的磨料导流机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多级研抛盘的磨料导流机构，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。它包括研磨盘、底座、中心轴和电机，研磨盘的上方设有多层环形的挡板，挡板由内到外半径逐渐增加，将研磨盘由内到外分成多个环形区域，环形区域内依次交替装有磨料流和清水；磨料流的粒度由内至外逐渐减小；每个挡板上均设有开关门，每个开关门均独立控制。本发明结构简单紧凑，成本较低，自动化程度高，通过控制每一圈的磨料粒度，可以对工件分别进行不同程度精度的加工；工件依次经过不同程度精度的加工，实现了从研磨到抛光的快速衔接，避免了加工过程中刚更换设备或工具，充分提高了加工效率与设备的利用率，节约了资源。

Description

一种多级研抛盘的磨料导流机构

技术领域

本发明涉及一种多级研抛盘的磨料导流机构，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不同精度研抛工序为一体、可以防止磨料窜动的一种多级研抛盘的磨料导流机构。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多级研抛盘的磨料导流机构，包括研磨盘、底座、中心轴和电机，电机装在底座内部，电机与中心轴通过联轴器连接，中心轴的顶端设有平键槽，中心轴的顶端通过平键与研磨盘连接，所述研磨盘的上方设有多层环形的挡板，所述挡板由内到外半径逐渐增加，所述所有挡板均以中心轴为轴心，所述挡板将研磨盘由内到外分成多个环形区域，所述环形区域内依次交替装有磨料流和清水；所述磨料流的粒度由内至外逐渐减小；

所述每个挡板上均设有开关门；所述开关门下方均设有一个与研磨盘安装在一起的支撑板，所述支撑板上装有电磁吸铁，所述电磁吸铁与开关门通过弹簧连接；所述支撑板与底座之间装有推力球轴承；

所述研磨盘每一级环形区域内均设有导流槽，所述每个导流槽均设有开关阀，所述研磨盘的底部设有废水流道，从导流槽流出的废液经过废水流道流出。

本发明的技术构思为：采用分离式升降门，即每个升降门可单独控制，或者研磨盘同一环形区域下方的电磁吸铁同时控制，同一圈的升降门同时控制。其控制方法为：首先，每个分离式升降门的下方均有一个电磁吸铁，同时升降门由其下方的弹簧支撑，并且每个升降门装有两个导杆以确保升降门能够在升降的同时保持与研磨盘的同步转动。然后，每个升降门下方均有一个支撑板与研磨盘安装在一起，支撑板既能起支撑作用，又能作为电磁吸铁的安装台，这样就可实现升降门、电磁吸铁均可随多磨粒湿式盘同步转动。每个电磁吸铁通过探刷与电源正负极相连，即每个电磁吸铁的通电状态是独立的，这样通过控制升降门下方的电磁吸铁的通电状态我们就可实现分离式升降门的单独控制。

采用多层环形挡板将研磨盘分成多个不同的环形区域，不同的环形区域之间注入不同的液体，我们给从外至内的不同区域分别命名为第一区域、第二区域、第三区域、……，第N区域，在使用的时候，我们在第一区域内注入清水，在第二区域内注入最低磨料粒度的磨料流，在第三区域内注入清水，在第四区域内注入比第二区域磨料流粒度高的磨料流，在第五区域内注入清水，在第六区域内注入比第五区域磨料流粒度高的磨料流，然后依次类推，根据工件的研磨程度确定需要的加工圈数，从而确定环形挡板的数目。工件加工时，每一个区域的角速度均相同，但是每一区域的加工半径不同，所以加工时的线速度不同，实现了无级变速，同时在每一圈的磨料流之间设有清水区域，工件在从一个磨料流区域移动到另外一个磨料流区域之前会在清水区域中进行清洗，避免了工件上残留废料对进入下一圈时研磨加工的精度产生影响。

为了确保多磨粒湿式盘转动的稳定性，在支撑板下方用了推力滚子轴承。多磨粒湿式盘每一道磨粒下层均有废液流道，废液通过磨粒面旁的小孔流走。

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，通过控制每一圈的磨料粒度，可以对工件分别进行不同程度精度的加工；工件依次经过不同程度精度的加工，实现了从研磨到抛光的快速衔接，避免了加工过程中刚更换设备或工具，充分提高了加工效率与设备的利用率，节约了资源；相邻的磨料流区域之间设有清水圈，对工件进行了清洗，防止了工件上带有的磨料流对下一圈的研磨精度产生产生影响。

附图说明

图1是本发明结构示意图的剖面图。

图2是本发明结构示意图的俯视图。

图3是本发明结构示意图的立体图。

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和图3，一种多级研抛盘的磨料导流机构，包括研磨盘1、底座10、中心轴4和电机5，电机5装在底座10内部，电机5与中心轴4通过联轴器6连接，中心轴4的顶端设有平键槽，中心轴的顶端通过平键与研磨盘1连接，研磨盘1的上方设有多层环形的挡板，挡板由内到外半径逐渐增加，所有挡板均以中心轴4为轴心，挡板将研磨盘由内到外分成多个环形区域，环形区域内依次交替装有磨料流和清水；磨料流的粒度由内至外逐渐减小；每个挡板上均设有开关门3；开关门3下方均设有一个与研磨盘1安装在一起的支撑板2，支撑板2上装有电磁吸铁8，电磁吸铁8与开关门3通过弹簧9连接；研磨盘1每一环形区域内均设有导流槽，研磨盘1的底部设有废水流道，从导流槽流出的废水经过废水流道后流出；支撑板2与底座10之间装有推力球轴承7。

采用分离式升降门，即每个升降门可单独控制。其控制方法为：首先，每个分离式升降门的下方均有一个电磁吸铁，同时升降门由其下方的弹簧支撑，并且每个升降门装有两个导杆以确保升降门能够在升降的同时保持与研磨盘的同步转动。然后，每个升降门下方均有一个支撑板与研磨盘安装在一起，支撑板既能起支撑作用，又能作为电磁吸铁的安装台，这样就可实现升降门、电磁吸铁均可随多磨粒湿式盘同步转动。每个电磁吸铁通过探刷与电源正负极相连，即每个电磁吸铁的通电状态是独立的，这样通过控制升降门下方的电磁吸铁的通电状态我们就可实现分离式升降门的单独控制。

采用多层环形挡板将研磨盘分成多个不同的环形区域，不同的环形区域之间注入不同的液体，我们给从外至内的不同区域分别命名为第一区域、第二区域、第三区域、……，第N区域，在使用的时候，我们在第一区域内注入清水，在第二区域内注入最低磨料粒度的磨料流，在第三区域内注入清水，在第四区域内注入比第二区域磨料流粒度高的磨料流，在第五区域内注入清水，在第六区域内注入比第五区域磨料流粒度高的磨料流，然后依次类推，根据工件的研磨程度确定需要的加工圈数，从而确定环形挡板的数目。工件加工时，每一个区域的角速度均相同，但是每一区域的加工半径不同，所以加工时的线速度不同，实现了无级变速，同时在每一圈的磨料流之间设有清水区域，工件在从一个磨料流区域移动到另外一个磨料流区域之前会在清水区域中进行清洗，避免了工件上残留废料在进行下一圈研磨加工时加工精度产生影响。

为了确保多磨粒湿式盘转动的稳定性，在支撑板下方用了推力滚子轴承。多磨粒湿式盘每一道磨粒下层均有废液流道，废液通过磨粒面旁的小孔流走。

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)

1.一种多级研抛盘的磨料导流机构，包括研磨盘、底座、中心轴和电机，电机装在底座内部，电机与中心轴通过联轴器连接，中心轴的顶端设有平键槽，中心轴的顶端通过平键与研磨盘连接，其特征在于：所述研磨盘的上方设有多层环形的挡板，所述挡板由内到外半径逐渐增加，所述所有挡板均以中心轴为轴心，所述挡板将研磨盘由内到外分成多个环形区域，所述环形区域内依次交替装有磨料流和清水；所述磨料流的粒度由内至外逐渐减小；

所述每个挡板上均设有开关门；所述开关门下方均设有一个与研磨盘安装在一起的支撑板，所述支撑板上装有电磁吸铁，所述电磁吸铁与开关门通过弹簧连接；所述支撑板与底座之间装有推力球轴承；

所述研磨盘每一级环形区域内均设有导流槽，所述每个导流槽均设有开关阀，所述研磨盘的底部设有废水流道，从导流槽流出的废液经过废水流道流出。

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