CN103894922A - 一种螺旋形研磨盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种螺旋形研磨盘，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、转动装置和工件进给机构，研磨盘的底部连接转动装置，研磨盘表面上装有螺旋形挡板,研磨盘的表面粒度随着螺旋形挡板梯度式变化；工件在工件进给机构的带动下沿着螺旋形挡板运动。本发明结构简单紧凑，成本较低，自动化程度高，通过螺旋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；研磨抛光盘转动的时候工件也会跟着自转运动，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。

Description

一种螺旋形研磨盘
技术领域
本发明涉及一种螺旋形研磨盘，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、精抛为一体的一种螺旋形研磨盘。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种螺旋形研磨盘，包括研磨盘、转动装置和工件进给机构，研磨盘的底部连接转动装置，研磨盘表面上装有螺旋形挡板,研磨盘的表面粒度随着螺旋形挡板梯度式变化；
工件进给机构包括工件安装头、工件安装轴、滑台、气缸、气缸座、直线导轨和滚珠丝杠，滑台连接水平放置的滚珠丝杠和直线导轨，滚珠丝杠和直线导轨平行放置，滚珠丝杠的一端连接驱动装置，滑台在滚珠丝杠和直线导轨的作用下在水平放下移动；
滑台上设有竖直向下的轴孔，工件安装轴穿过滑台上的轴孔，工件安装轴的底部通过轴承连接工件安装头；工件安装轴的顶部通过联轴器连接气缸的活塞杆，气缸通过气缸座固定在滑台上。
进一步的，转动装置由电机和减速器组成，并与用于控制电机转速的转动控制机构相连。
进一步的，研磨盘的盘面粒度随着螺旋形挡板变化，越靠近螺旋形中心，研磨盘的盘面粒度越高。
进一步的，驱动装置由电机、减速器和控制器组成。
进一步的，滑台与工件安装轴通过轴承连接。
本发明的技术构思为：利用螺旋形研磨盘对工件进行连续加工，将研磨盘盘的粒度从外圈从内圈依次增加，可以对工件进行由粗磨、到精抛不同程度的加工；研磨盘上设有螺旋形挡板，可以防止加工的时候磨屑溅落到相邻的区域；工件进给机构由可以被滚珠丝杠左右带动的滑台和安装在滑台上可以被气缸上下带动的工件安装轴构成，当开始研磨的时候，研磨盘在底部驱动电机的驱动下转动，工件安装头在工件进给机构的作用下移动到研磨盘内，工件安装头在进入研磨盘后与研磨盘上的挡板接触，研磨盘转动时工件安装头在水平方向上会跟随着挡板运动，工件安装头的运动可以带动整个工件进给系统绕着旋转座旋转，从而实现了工件安装头从螺旋形研磨盘外圈到内圈的运动；工件安装头的自转和研磨盘的转动二者相互作用，可以实现待加工表面的加工纹理无序化。上述系统在气缸座的作用下上下运动，从而实现工件安装头进入研磨盘与离开研磨盘。
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，通过螺旋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；研磨抛光盘转动的时候工件也会跟着自转运动，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是本发明一种螺旋形研磨盘的结构示意图。
图2是本发明一种螺旋形研磨盘结构示意图俯视图。
图3是本发明工件进给机构的局部放大图。
图4是本发明工件安装头的局部放大图。
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、图3和图4，一种螺旋形研磨盘，包括研磨盘1、转动装置和工件进给机构2，研磨盘1的底部连接转动装置，转动装置由电机和减速器组成，并与用于控制电机转速的转动控制机构相连，研磨盘1表面上装有螺旋形挡板3,研磨盘1的表面粒度随着螺旋形挡板3梯度式变化，越靠近螺旋形中心，研磨盘的盘面粒度越高。
工件进给机构2包括工件安装头4、工件安装轴5、滑台13、气缸6、气缸座7、直线导轨8和滚珠丝杠9，滑台13的水平方向上设有一个螺纹孔和一个通孔，螺纹孔与滚珠丝杠9配合，滚珠丝杠9穿过滑台13上的螺纹孔，直线导轨8穿过滑台13上的通孔，滚珠丝杠9和直线导轨8平行放置，滚珠丝杠9的一端连接驱动装置，驱动装置由电机、减速器和控制器组成。驱动装置带动滑台13在滚珠丝杠9和直线导轨8的共同作用下在水平放下移动。
滑台13上设有竖直向下的轴孔，工件安装轴5穿过滑台13上的轴孔，工件安装轴5的底部通过轴承11连接工件安装头4；工件安装轴5的顶部通过联轴器12连接气缸6的活塞杆，气缸6通过气缸座7固定在滑台13上。
滑台13与工件安装轴5通过轴承连接，防止工件安装轴5在加工的时候窜动影响研磨的精度。
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 (5)

1.一种螺旋形研磨盘，包括研磨盘、转动装置和工件进给机构，研磨盘的底部连接转动装置，其特征在于：所述研磨盘表面上装有螺旋形挡板,所述研磨盘的表面粒度随着螺旋形挡板梯度式变化；
所述工件进给机构包括工件安装头、工件安装轴、滑台、气缸、气缸座、直线导轨和滚珠丝杠，所述滑台连接水平放置的滚珠丝杠和直线导轨，所述滚珠丝杠和直线导轨平行放置，滚珠丝杠的一端连接驱动装置，滑台在滚珠丝杠和直线导轨的作用下在水平放下移动；
所述滑台上设有竖直向下的轴孔，所述工件安装轴穿过滑台上的轴孔，所述工件安装轴的底部通过轴承连接工件安装头；所述工件安装轴的顶部通过联轴器连接气缸的活塞杆，所述气缸通过气缸座固定在滑台上。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋形研磨盘，其特征在于：所述转动装置由电机和减速器组成，并与用于控制电机转速的转动控制机构相连。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋形研磨盘，其特征在于：所述研磨盘的盘面粒度随着螺旋形挡板变化，越靠近螺旋形中心，研磨盘的盘面粒度越高。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋形研磨盘，其特征在于：所述驱动装置由电机、减速器和控制器组成。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋形研磨盘，其特征在于：所述滑台与工件安装轴通过轴承连接。
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