CN104175228A - 用于平面研磨设备的自动磨料供给装置及其供给方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于平面研磨设备的自动磨料供给装置，包括液体喷雾机构、旋转气流喷射磨料机构、散粉挡片和电脑分道调控气压系统；其中，液体喷雾机构用于向研磨加工区喷出雾状液体；旋转气流喷射磨料机构用于产生旋转气流，并裹带着磨料喷射到散粉挡片的中心；散粉挡片设置在液体喷雾机构喷射雾状液体的路径上，散粉挡片用于撞散由旋转气流喷射磨料机构喷射的磨料，使其散布在雾状液体中均匀地洒向研磨加工区；同时，液体喷雾机构的液体喷雾力度、旋转气流喷射磨料机构的磨料喷射力度及磨料供给量分别由电脑分道调控气压系统进行控制。上述装置能根据研磨状况精密控制磨料供给，同时实现在线清盘。本发明同时公开了相应的磨料供给方法。

Description

用于平面研磨设备的自动磨料供给装置及其供给方法

技术领域

本发明涉及一种磨料供给装置，尤其涉及一种用于研磨金刚石等超硬材料的平面研磨设备的自动磨料供给装置，同时涉及上述装置在加工过程中实现自动供给磨料的方法，属于机械加工设备技术领域。

背景技术

研磨是精密的光整加工技术，可应用的方式较多，如磁力流体研磨、振动研磨、电解研磨、机械化学研磨等等，但在平面研磨领域最多采用的仍然是最古老、传统的铸铁盘+磨料的研磨方式。即用球磨铸铁作为研磨工具，利用球墨铸铁蕴藏着丰富的微小孔隙；磨料与液体按一定比例混合并充分搅拌，形成均匀的磨料液；将磨料液撒在铸铁盘上，在涂抹、碾压的作用下使磨料颗粒嵌入铸铁盘表面的孔隙中，形成切削刃。大量磨料的嵌入使研磨工具产生了切削能力，形成对工件的研磨。

目前，对于金刚石超硬材料的工件进行平面研磨的加工方式及设备，全部采用传统的铸铁盘+磨料的研磨方式。由于这类工件材质的硬度极高，需要价格相对昂贵的磨料用于研磨加工，且加工效率较低。在研磨过程中，如何使加工尽快进入最佳磨削状态？如何在节省贵重磨料用量的同时最大限度保持最佳磨削状态？如何在不增加辅助工时的前提下及时在线对已污染的研磨盘进行清理？是金刚石超硬材料平面研磨行业亟待解决的课题。合理的磨料供给方式是解决这些问题的关键，也是节省磨料、降低成本、减少工时、提高研磨效率的最有效的重要环节。

现有的磨料供给方式主要有以下三种：

①循环磨料供给法。将磨料加入盛有液体的容器中混合、搅拌形成均匀的磨料液，用泵将磨料液分几路冲入研磨区进行研磨加工，随后磨料液流回容器循环往复形成磨料供给。这种方法的优点是：磨料可以循环反复使用，可提高磨料的使用率。缺点是：研磨过程中产生的所有残屑无法有效分离，全都混入磨料液中参与循环，起到了阻碍研磨盘保持切削力的作用。研磨时间越长，阻碍作用越强烈，即使中途在磨料液中添加磨料，也只能在较短的时间内增强切削力，随后便淹没在残屑中，磨削力度迅速被削弱。

②滴液磨料供给法。把磨料与液体混合成较浓稠的磨料液，利用蠕动泵的挤压作用将较浓稠的磨料液较缓慢地滴在研磨盘上，在研磨过程中磨料被涂抹均匀、碾压嵌入，产生切削力，达到磨料供给的目的。磨料进入加工区后不再流动循环，而是一次性使用。由于液体中磨料颗粒在研磨盘上聚集，在涂抹碾压的作用下嵌入孔隙形成很好的切削刃，而研磨产生的残屑大部分漂浮于液体表层不断从研磨盘边沿排除，从而减轻了残屑对研磨盘切削力的阻碍作用。

滴液磨料供给法的弱点在于：加工初期，凭借缓慢滴液的方式很难在短时间内将磨料均匀布满整个研磨盘而迅速达到最好的磨削状态，因而影响研磨效率。随着研磨加工的进行，磨料颗粒不断在研磨盘上累积逐渐达到饱和，如果磨料出现过饱和度太深，由于大量的磨料颗粒不能很好地嵌于研磨盘表面的孔隙中而相对研磨盘产生滚动，就会加剧研磨盘的磨损，也会消弱对工件的磨削能力。当研磨盘上的磨料接近饱和时，需要逐渐减小供给磨料液的浓度以保持研磨盘的最佳切削力，这种磨料供给方式无法做到在线调节磨料液浓度。

③雾状喷洒磨料供给法。这是近期出现的一种新型磨料供给方式，可将不同粒度的磨料按不同比例分别加入液体，形成不同浓度磨料液，装瓶、标明、待用。在使用过程中利用电磁搅拌器，始终对瓶中的磨料液进行搅拌，保证液体中的磨料分布均匀。用喷雾装置将磨料液均匀地喷洒在研磨盘上，为研磨加工供给磨料。这一方法的不足之处表现为：不能实时根据研磨状况适当改变磨料液中的磨料浓度。不能在线精密自动调整磨料液浓度，就不可能确保研磨切削力最大限度地控制在最佳工作状态的范畴。

综上所述，现有的用于平面研磨设备的磨料供给装置虽各有千秋，但都存在以下几点不足：①在研磨过程中不能根据工作状况实时增减磨料液中的磨料浓度，不能精确控制磨料的供给量。不利于磨料的节省和研磨效率的提高。②事先将磨料与液体配比好、混合，在应用中必须不停的搅拌，才能保证磨料液均匀。需要配备搅拌器具并添加相应的能源，造成不必要的浪费。③不能实现方便、快捷在线清理已污染的研磨盘，只能在停止加工后再进行清盘处理，增加了辅助工时，使研磨效率受到影响。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于平面研磨设备的自动磨料供给装置。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种基于上述装置实现的自动磨料供给方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于平面研磨设备的自动磨料供给装置，包括液体喷雾机构、旋转气流喷射磨料机构、散粉挡片和电脑分道调控气压系统；

其中，所述液体喷雾机构用于向研磨加工区喷出雾状液体；所述旋转气流喷射磨料机构用于产生旋转气流，并裹带着磨料喷射到所述散粉挡片的中心；所述散粉挡片设置在所述液体喷雾机构喷射所述雾状液体的路径上，所述散粉挡片用于撞散由所述旋转气流喷射磨料机构喷射的磨料，使其散布在雾状液体中，均匀地洒向研磨加工区；

同时，所述液体喷雾机构的液体喷雾力度、所述旋转气流喷射磨料机构的磨料喷射力度及磨料供给量分别由所述电脑分道调控气压系统进行控制。

其中较优地，所述液体喷雾机构由储液容器、喷雾进气口、气/液分配器、喷雾管道及喷雾喷嘴组成，

所述气/液分配器和所述喷雾喷嘴分别设置于所述喷雾管道的两端；并且，所述气/液分配器的进液端与所述储液容器连接，所述气/液分配器的进气端与所述喷雾进气口连接。

其中较优地，所述旋转气流喷射磨料机构由装有磨料的密闭容器、设置于所述密闭容器上的控制磨料量进气口、旋转气流进气口、两级旋转风道和喷磨料喷嘴组成，

所述两级旋转风道的一端设置有所述旋转气流进气口，另一端设置有所述喷磨料喷嘴；所述两级旋转风道的第一级风道和第二级风道之间设置有磨料入口；在所述磨料入口的上方设置有所述密闭容器，所述密闭容器由带控制磨料量进气口的密封盖、料斗和出料嘴构成，所述密闭容器用于装载磨料，所述出料嘴设置在所述磨料入口的位置；所述控制磨料量进气口，用于提供气压将所述料斗中的磨料从所述磨料入口送入所述两级旋转风道。

其中较优地，所述液体喷雾机构和所述旋转气流喷射磨料机构的相对位置可调，所述喷雾喷嘴的中心轴线和所述喷磨料喷嘴的中心轴线在水平面上的投影交叉角度在25°～28°之间。

其中较优地，所述第一级风道，由带有旋转沟槽的锥形芯体装入与其形状相配合的锥孔内构成；所述第一级风道和所述第二级风道的内径，从所述旋转气流进气口向所述喷磨料喷嘴的方向逐渐收缩。

其中较优地，所述散粉挡片外形呈浅弧形碗状，所述散粉挡片的凸面面向所述喷磨料喷嘴设置在所述喷雾喷嘴的前方，所述散粉挡片垂直于水平面，且平行于所述喷雾喷嘴的中心轴线设置。

其中较优地，在所述喷雾喷嘴的外部设有一个导流壳体，所述散粉挡片设置于所述导流壳体出口位置的中心，所述导流壳体靠近所述喷磨料喷嘴的一侧开设有大面积的开口，用于允许裹带着磨料的旋转气流从此进入并喷射到所述散粉挡板上。

其中较优地，所述电脑分道调控气压系统通过控制所述喷雾进气口的气压对所述液体喷雾机构的液体喷雾力度进行控制；

所述电脑分道调控气压系统通过控制所述控制磨料量进气口的气压对所述旋转气流喷射磨料机构的磨料供给量进行控制；

同时，所述电脑分道调控气压系统通过控制所述旋转气流进气口的气压对所述旋转气流喷射磨料机构的磨料喷射力度进行控制。

其中较优地，所述电脑分道调控气压系统包括监测模块、判断模块和控制模块，所述监测模块用于监测研磨盘上磨料的分布状态以及研磨盘上磨料切削力的变化；所述判断模块用于判断研磨盘上磨料是否形成足够切削力、是否饱和以及判断研磨盘上磨料切削力是否匮乏并存在大量残屑；所述控制模块用于根据所述判断模块的判断结果分别控制所述喷雾进气口、所述控制磨料量进气口和所述旋转气流进气口的气压；

当所述判断模块判断研磨盘上磨料分布未形成足够切削力时，所述控制模块控制所述控制磨料量进气口保持较大气压运行；

当所述判断模块判断研磨盘上磨料已形成足够切削力时，所述控制模块控制所述控制磨料量进气口保持较小气压运行；

当所述判断模块判断研磨盘上磨料分布饱和时，所述控制模块关闭所述控制磨料量进气口和所述旋转气流进气口；

当所述判断模块判断研磨盘上磨料的切削力匮乏且存在大量残屑时，所述控制模块关闭所述控制磨料量进气口和所述旋转气流进气口，并同时加大所述喷雾进气口的气压。

一种用于平面研磨设备的自动磨料供给方法，基于上述的自动磨料供给装置实现，包括如下步骤：

(1)首先打开所述液体喷雾机构的喷雾进气口阀门，使喷雾喷嘴喷出雾状液体；接着打开所述旋转气流喷射磨料机构中的旋转气流进气口阀门，形成旋转气流；最后接通所述旋转气流喷射磨料机构中的控制磨料量进气口阀门提供磨料；旋转气流裹带着磨料冲向所述散粉挡板中心，被撞散的磨料散布在雾状液体中均匀地洒向研磨区；

(2)开始加工时，研磨盘未形成切削能力，加大所述控制磨料量进气口的气压，使进入研磨区的磨料增多，提高磨料液浓度；

(3)当研磨盘已形成切削能力时，降低所述控制磨料量进气口的进气压力，减少进入研磨区的磨料数量，稀释磨料液浓度，对研磨区起到磨料补强的作用；

(4)当研磨盘上的磨料浓度接近饱和时，关闭控制磨料量进气口和旋转气流进气口的进气阀门；仅向研磨区喷洒纯雾状液体起润盘作用；

(5)当研磨盘上的磨料切削力已匮乏且研磨下来的残屑堆积严重影响研磨效率时，关闭控制磨料量进气口和旋转气流进气口的进气阀门，同时提高液体喷雾机构的进气口气压，使气/液分配器改变状态，向研磨盘喷洒具有较强压力的雾状气/液混合体，冲刷清理研磨盘上的废弃物；

(6)研磨结束后，先关闭控制磨料量进气口的阀门，再关闭旋转气流进气口的阀门，最后关闭液体喷雾机构的进气口阀门，结束操作。

本发明提供的自动磨料供给装置，通过液体喷雾机构与旋转气流喷射磨料机构的共同作用，使磨料均匀地混入雾状液体中抛洒于加工区；同时，该装置通过电脑分道调控气压系统根据研磨状态实时精确的控制磨料的供给量，减少或避免了由于磨料量的亏欠或过饱和对加工状态带来的损害，并且实现了在线清理研磨盘，为研磨加工提供了良好的环境，进一步节省了工时。该自动磨料供给装置及其供给方法有效解决了现有技术中在磨料量精密自动控制供给和在线清理研磨盘等环节存在的不足，节省磨料、降低成本、减少工时、并提高研磨效率。

附图说明

图1是本发明所提供的自动磨料供给装置的整体结构示意图；

图2是图1所示自动磨料供给装置中，旋转气流喷射磨料机构的剖视示意图；

图3是图1所示自动磨料供给装置的旋转气流喷射磨料机构中，带有旋转沟槽的锥形芯体的结构示意图；

图4是图1所示自动磨料供给装置中，散粉挡板的结构示意图；

图5是图1所示自动磨料供给装置实现磨料供给的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的技术内容详细说明。

为了有效解决现有技术中，在平面研磨金刚石超硬材料的工件时，贵重磨料的供给得不到精密控制，导致加工效率很低、贵重磨料浪费严重的问题。本发明提供了一种在对金刚石超硬材料平面研磨时，借助电脑分道调控气压系统，实现自动供给磨料的装置。

如图1所示，本发明提供的用于平面研磨设备的自动磨料供给装置，由液体喷雾机构1、旋转气流喷射磨料机构8和散粉挡片6组成。其中，液体喷雾机构1用于向研磨加工区喷出雾状液体；旋转气流喷射磨料机构8用于产生旋转气流，并裹带着磨料喷射到散粉挡片6的中心；散粉挡片6设置在液体喷雾机构1喷射雾状液体的路径上，散粉挡片6用于撞散由旋转气流喷射磨料机构8喷射的磨料，使其散布在雾状液体中均匀地洒向研磨加工区。同时，该自动磨料供给装置，还包括电脑分道调控气压系统，上述液体喷雾机构1的液体喷雾力度、旋转气流喷射磨料机构8的磨料喷射力度及磨料供给量分别由电脑分道调控气压系统通过控制上述机构中的进气阀门进行控制。下文将结合具体结构进行描述。

如图1所示，在该自动磨料供给装置中，液体喷雾机构1由储液容器2、喷雾进气口3、气/液分配器4、喷雾管道及喷雾喷嘴5组成。其中，气/液分配器4和喷雾喷嘴5分别设置于喷雾管道的两端；喷雾喷嘴5靠近研磨盘设置；并且，气/液分配器4的进液端与储液容器2连接，气/液分配器4的进气端与喷雾进气口3连接。液体喷雾机构1所用液体存储于储液容器2内，气体在电脑分道调控气压系统的作用下进入喷雾进气口3，通过气/液分配器4与液体形成“雾”，由喷雾喷嘴5按图1中所标注的密排箭头的方向喷出。电脑分道调控气压系统通过控制喷雾进气口3的进气气压对液体喷雾机构1的液体喷雾力度进行控制。

结合图1和图2可知，在该自动磨料供给装置中，旋转气流喷射磨料机构8由装有磨料的密闭容器，设置于密闭容器上的控制磨料量进气口9，旋转气流进气口10、两级旋转风道和喷磨料喷嘴7组成。

其中，两级旋转风道的一端设置有旋转气流进气口10，另一端设置有喷磨料喷嘴7。喷磨料喷嘴7与喷雾喷嘴5共同设置在研磨盘附近。液体喷雾机构1和旋转气流喷射磨料机构8的相对位置可调，具体而言，喷雾喷嘴5的中心轴线和喷磨料喷嘴7的中心轴线与水平线形成的角度可调，并且，喷雾喷嘴5的中心轴线和喷磨料喷嘴7的中心轴线在水平面上的投影交叉角度在25°～28°之间可调。通过对两者的位置、角度以及各进气口气压的调整、控制，可以使适量的磨料和液体喷雾形成均匀的磨料雾，并沿图1所示的密排箭头方向喷洒于研磨盘。

两级旋转风道包括第一级风道11和第二级风道16。第一级风道11和第二级风道16的内径，从旋转气流进气口10向喷磨料喷嘴7的方向逐渐收缩。并且，如图3所示，第一级风道11由带有旋转沟槽的锥形芯体11’装入与其形状相配合的锥孔内构成，第二级风道16内部设置为逐渐向喷磨料喷嘴7收缩的空腔。当气体从旋转气流进气口10进入第一级风道11后，在锥形芯体11’的作用下，形成旋转气体，并带动磨料在第二级风道16的作用下，从喷磨料喷嘴7喷出。其中，由于第一级风道11中的锥形芯体11’仅与气流接触，在使用过程中不会遭受磨料磨损等破坏，故可采用价格低廉的、易加工成型的金属或非金属材料制作，利于降低制作成本。而第二级风道16的内腔由于磨料在其内部旋转和加速，容易遭受磨料磨损，优选在其内壁制作高性能的耐磨涂层。

如图2所示，在第一级风道11和第二级风道16之间设置有磨料入口12；在磨料入口12的上方设置有密闭容器，密闭容器由带控制磨料量进气口9的可快速装卸的密封盖15、料斗14和出料嘴13构成，密闭容器用于装载磨料，密闭容器的出料嘴13设置在磨料入口12的位置；控制磨料量进气口9用于提供气压将料斗14中的磨料从磨料入口12(出料嘴13)送入两级旋转风道中。磨料在旋转气流的作用下均匀分散在旋转气流中并从喷磨料喷嘴7喷出。

电脑分道调控气压系统分别对控制磨料量进气口9和旋转气流进气口10的气压值进行调控，可以精确确定磨料供给量，并可以通过喷磨料喷嘴7得到合适的磨料喷射力度，使其按图1所标注箭头的方向喷出。磨料在控制磨料量进气口9气压的作用下通过出料口12进入两级旋转风道的腔体内部；气体通过旋转气流进气口10进入第一级风道11形成旋转气流，将两级旋转风道的腔体内部的磨料卷起来，再经过第二级风道16加强旋转力度，从喷磨料喷嘴7向液体喷雾机构1的雾区内喷射出。在旋转气流的作用下，磨料可靠地到达散粉挡板6，不至于偏离气流中心而中途散落。

散粉挡片6用于撞散由旋转气流喷射磨料机构8喷射的磨料，使其散布在雾状液体中均匀地洒向研磨加工区。在上述实施例中，散粉挡片6的结构如图4所示，散粉挡片6外形呈浅弧形碗状，厚度在0.2～0.5mm之间，直径在3～6 mm之间。散粉挡片6设置在液体喷雾机构1喷射雾状液体的路径上，散粉挡片6的凸面面向喷磨料喷嘴7设置，并且散粉挡片6设置在喷雾喷嘴5前方约10mm的位置。散粉挡片6垂直于水平面并且平行于喷雾喷嘴5的中心轴线设置，散粉挡板6的设置位置及角度均可微调，以出现最佳散粉状态，同时不出现落下液滴现象为准。具体来说，如图1所示，在喷雾喷嘴5的外部设有一个导流壳体，导流壳体沿喷雾喷嘴5的喷射路径向前延伸，散粉挡片6设置于导流壳体出口位置的中心，并且，在导流壳体靠近喷磨料喷嘴7的一侧开设有大面积的开口，用于允许裹带着磨料的旋转气流从此进入并喷射到散粉挡板6上。

本发明提供的自动磨料供给装置中，电脑分道调控气压系统通过控制喷雾进气口3的气压对液体喷雾机构1的液体喷雾力度进行控制；通过控制控制磨料量进气口9的气压对旋转气流喷射磨料机构8的磨料供给量进行控制；并通过控制旋转气流进气口10的气压对旋转气流喷射磨料机构8的磨料喷射力度进行控制。在实际使用中，电脑分道调控气压系统，可以通过对研磨盘上的加工状态进行实时监测实现磨料的精密自动供给；也可以由工作人员根据实际研磨状况预先编成程序输入电脑，由电脑通过调控对应的阀体分别对液体喷雾机构1的喷雾进气口3、旋转气流喷射磨料机构8的控制磨料量进气口9和旋转气流进气口10的气压，进行大小调节和开启、关闭等相应的控制。

下面对电脑分道调控气压系统对研磨盘上的加工状态进行实时监测并实现磨料的精密自动供给的过程进行说明。电脑分道调控气压系统包括监测模块、判断模块和控制模块，其中，监测模块用于监测研磨盘上磨料的分布状态以及研磨盘上磨料切削力的变化；判断模块用于判断研磨盘上磨料是否形成足够切削力、是否饱和以及判断研磨盘上磨料切削力是否匮乏并存在大量残屑；控制模块用于根据判断模块的判断结果分别控制喷雾进气口3、控制磨料量进气口9和旋转气流进气口10的气压。当判断模块判断研磨盘上磨料分布未形成足够切削力时，控制模块控制控制磨料量进气口9保持较大气压运行；当判断模块判断研磨盘上磨料已形成足够切削力时，控制模块控制控制磨料量进气口9保持较小气压运行。当判断模块判断研磨盘上磨料分布接近或处于饱和时，控制模块关闭控制磨料量进气口9和旋转气流进气口10的阀门；当判断模块判断研磨盘上磨料的切削力匮乏且存在大量残屑时，控制模块保持控制磨料量进气口9和旋转气流进气口10关闭，并同时加大喷雾进气口3的气压，对研磨盘进行冲洗。

本发明提供的用于平面研磨设备的自动磨料供给方法，基于上述自动磨料供给装置实现。下面，结合图5对图1所示的自动磨料供给装置在研磨加工过程中实时精确控制磨料量为研磨供给磨料液的方法进行详细的说明。具体来说，包括如下步骤：

预先对磨料供给装置(旋转气流喷射磨料机构8中的密闭容器)和储液容器2中加入足量的磨料和液体；适当调整液体喷雾机构1、旋转气流喷射磨料机构8和散粉挡片6的相对位置及角度；利用电脑分道调控气压系统对装置的各路气压实施全方位的控制。

首先开启液体喷雾机构1的进气口(喷雾进气口3)的阀门，使喷雾喷嘴5向研磨区喷出雾状液体；接着打开旋转气流喷射磨料机构8的进气阀门(旋转气流进气口10的阀门)，形成旋转气流，并由喷磨料喷嘴7喷出；然后再接通旋转气流喷射磨料机构8中的控制磨料量进气口9的阀门提供磨料，使磨料从料斗14进入两级旋转风道的腔体中并被旋转气流裹带着冲向散粉挡片6的中心；被散粉挡片6撞散的磨料散布在雾状液体中均匀地洒向研磨加工区，实现精密控制的磨料供给。

在加工的初始阶段，当研磨盘未形成切削能力时，要使研磨盘尽快形成研磨去除能力，需要施加高浓度的磨料液，使较多的磨料进入研磨区。通过电脑分道调控气压系统，加大控制磨料量进气口9的气压，使进入旋转气流喷射磨料机构8的两级旋转风道的腔体内部的磨料增多，从而使进入研磨区的磨料增多，可达到提高磨料液浓度的目的。

在加工的稳定阶段，当研磨盘已形成一定的切削能力时，降低控制磨料量进气口9的进气压力，减少进入旋转气流喷射磨料机构8的两级旋转风道的腔体内部的磨料数量，减少进入研磨区的磨料数量，稀释磨料液浓度，使进入研磨区的磨料对研磨区起到磨料补强的作用，从而在持续保持切削力的前提下，降低磨料使用量。

当研磨盘上的磨料浓度接近饱和时，关闭控制磨料量进气口9和旋转气流进气口10的进气阀门；仅向研磨区喷洒纯雾状液体起润盘作用，充分发挥研磨区已有磨料的作用，进一步节省磨料。也可以根据实际研磨状况采取磨料液或纯液体交替供给的方法，以延续持久的保持研磨的高效率。

当研磨盘上的磨料切削力已匮乏，且研磨下来的残屑堆积严重影响研磨效率时，需要对研磨盘进行清理。具体的方法是：关闭控制磨料量进气口9和旋转气流进气口10的进气阀门，同时提高液体喷雾机构1的进气口气压，提高气压，使气/液分配器改变状态，向研磨盘喷洒具有较强压力的雾状气/液混合体，冲刷清理研磨盘上的废弃物，实现在线清盘。

加工结束后关闭各个阀门：先关闭控制磨料量进气口9的阀门，再关闭旋转气流进气口10的阀门，最后关闭液体喷雾机构1的进气口阀门，结束操作。在此需要说明的是，当研磨盘在线清盘后，如果研磨加工并未结束，还可以重新回到最初的加工初始阶段，重新打开控制磨料量进气口9和旋转气流进气口10的阀门，重新向研磨盘施加高浓度的磨料液，使较多的磨料进入研磨区，从而继续加工。

综上所述，本发明提供的自动磨料供给装置，通过液体喷雾机构与旋转气流喷射磨料机构的共同作用，使磨料均匀地混入雾状液体中抛洒于加工区；并且，在该自动磨料供给装置中，电脑分道调控气压系统根据研磨状态实时精确的控制磨料的供给量，减少或避免了由于磨料量的亏欠或过饱和对加工状态带来的损害，从而提高了研磨效率，减少了贵重磨料的使用量；同时，在该自动磨料供给装置中，电脑分道调控气压系统通过对液体喷雾机构与旋转气流喷射磨料机构分别控制，实现了在线清理研磨盘，为研磨加工提供了良好的环境，进一步节省了工时。与现有技术相比较，本发明运用此项技术在平面研磨金刚石超硬材料时，能有效的节省贵重磨料、降低成本，节省工时、提高效率。

以上对本发明所提供的用于平面研磨设备的自动磨料供给装置及其供给方法进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种用于平面研磨设备的自动磨料供给装置，其特征在于包括液体喷雾机构、旋转气流喷射磨料机构、散粉挡片和电脑分道调控气压系统；

其中，所述液体喷雾机构用于向研磨加工区喷出雾状液体；所述旋转气流喷射磨料机构用于产生旋转气流，并裹带着磨料喷射到所述散粉挡片的中心；所述散粉挡片设置在所述液体喷雾机构喷射所述雾状液体的路径上，所述散粉挡片用于撞散由所述旋转气流喷射磨料机构喷射的磨料，使其散布在雾状液体中均匀地洒向研磨加工区；

同时，所述液体喷雾机构的液体喷雾力度、所述旋转气流喷射磨料机构的磨料喷射力度及磨料供给量分别由所述电脑分道调控气压系统进行控制。

2.如权利要求1所述的自动磨料供给装置，其特征在于：

所述液体喷雾机构由储液容器、喷雾进气口、气/液分配器、喷雾管道及喷雾喷嘴组成，所述气/液分配器和所述喷雾喷嘴分别设置于所述喷雾管道的两端；并且，所述气/液分配器的进液端与所述储液容器连接，所述气/液分配器的进气端与所述喷雾进气口连接。

3.如权利要求2所述的自动磨料供给装置，其特征在于：

所述旋转气流喷射磨料机构由装有磨料的密闭容器、设置于所述密闭容器上的控制磨料量进气口、旋转气流进气口、两级旋转风道和喷磨料喷嘴组成，

所述两级旋转风道的一端设置有所述旋转气流进气口，另一端设置有所述喷磨料喷嘴；所述两级旋转风道的第一级风道和第二级风道之间设置有磨料入口；在所述磨料入口的上方设置有所述密闭容器，所述密闭容器由带所述控制磨料量进气口的密封盖、料斗和出料嘴构成，所述密闭容器用于装载磨料，所述出料嘴设置在所述磨料入口的位置；所述控制磨料量进气口，用于提供气压将所述料斗中的磨料从所述磨料入口送入所述两级旋转风道。

4.如权利要求3所述的自动磨料供给装置，其特征在于：

所述液体喷雾机构和所述旋转气流喷射磨料机构的相对位置可调，所述喷雾喷嘴的中心轴线和所述喷磨料喷嘴的中心轴线在水平面上的投影交叉角度在25°～28°之间。

5.如权利要求3所述的自动磨料供给装置，其特征在于：

所述第一级风道，由带有旋转沟槽的锥形芯体装入与其形状相配合的锥孔内构成；所述第一级风道和所述第二级风道的内径，从所述旋转气流进气口向所述喷磨料喷嘴的方向逐渐收缩。

6.如权利要求3所述的自动磨料供给装置，其特征在于：

所述散粉挡片外形呈浅弧形碗状，所述散粉挡片的凸面面向所述喷磨料喷嘴设置在所述喷雾喷嘴的前方，所述散粉挡片垂直于水平面，且平行于所述喷雾喷嘴的中心轴线设置。

7.如权利要求6所述的自动磨料供给装置，其特征在于：

在所述喷雾喷嘴的外部设有一个导流壳体，所述散粉挡片设置于所述导流壳体出口位置的中心，所述导流壳体靠近所述喷磨料喷嘴的一侧开设有大面积的开口，用于允许裹带着磨料的旋转气流从此进入并喷射到所述散粉挡板上。

8.如权利要求3所述的自动磨料供给装置，其特征在于：

所述电脑分道调控气压系统通过控制所述喷雾进气口的气压对所述液体喷雾机构的液体喷雾力度进行控制；

所述电脑分道调控气压系统通过控制所述控制磨料量进气口的气压对所述旋转气流喷射磨料机构的磨料供给量进行控制；

同时，所述电脑分道调控气压系统通过控制所述旋转气流进气口的气压对所述旋转气流喷射磨料机构的磨料喷射力度进行控制。

9.如权利要求8所述的自动磨料供给装置，其特征在于：

所述电脑分道调控气压系统包括监测模块、判断模块和控制模块，所述监测模块用于监测研磨盘上磨料的分布状态以及研磨盘上磨料切削力的变化；所述判断模块用于判断研磨盘上磨料是否形成足够切削力、是否饱和以及判断研磨盘上磨料切削力是否匮乏并存在大量残屑；所述控制模块用于根据所述判断模块的判断结果分别控制所述喷雾进气口、所述控制磨料量进气口和所述旋转气流进气口的气压；

当所述判断模块判断研磨盘上磨料分布未形成足够切削力时，所述控制模块控制所述控制磨料量进气口保持较大气压运行；

当所述判断模块判断研磨盘上磨料已形成足够切削力时，所述控制模块控制所述控制磨料量进气口保持较小气压运行；

当所述判断模块判断研磨盘上磨料分布饱和时，所述控制模块关闭所述控制磨料量进气口和所述旋转气流进气口；

当所述判断模块判断研磨盘上磨料的切削力匮乏且存在大量残屑时，所述控制模块关闭所述控制磨料量进气口和所述旋转气流进气口，并同时加大所述喷雾进气口的气压。

10.一种用于平面研磨设备的自动磨料供给方法，基于权利要求1所述的自动磨料供给装置实现，其特征在于包括如下步骤：

(1)首先打开所述液体喷雾机构的喷雾进气口阀门，使喷雾喷嘴喷出雾状液体；接着打开所述旋转气流喷射磨料机构中的旋转气流进气口阀门，形成旋转气流；最后接通所述旋转气流喷射磨料机构中的控制磨料量进气口阀门提供磨料；旋转气流裹带着磨料冲向所述散粉挡板中心，被撞散的磨料散布在雾状液体中均匀地洒向研磨区；

(2)开始加工时，研磨盘未形成切削能力，加大所述控制磨料量进气口的气压，使进入研磨区的磨料增多，提高磨料液浓度；

(3)当研磨盘已形成切削能力时，降低所述控制磨料量进气口的进气压力，减少进入研磨区的磨料数量，稀释磨料液浓度，对研磨区起到磨料补强的作用；

(4)当研磨盘上的磨料浓度接近饱和时，关闭控制磨料量进气口和旋转气流进气口的进气阀门；仅向研磨区喷洒纯雾状液体起润盘作用；

(5)当研磨盘上的磨料切削力已匮乏且研磨下来的残屑堆积严重影响研磨效率时，关闭控制磨料量进气口和旋转气流进气口的进气阀门，同时提高液体喷雾机构的进气口气压，使气/液分配器改变状态，向研磨盘喷洒具有较强压力的雾状气/液混合体，冲刷清理研磨盘上的废弃物；

(6)研磨结束后，先关闭控制磨料量进气口的阀门，再关闭旋转气流进气口的阀门，最后关闭液体喷雾机构的进气口阀门，结束操作。