CN104400623A - 用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘 - Google Patents

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李学磊
王有国
孙秀玲
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    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/12—Lapping plates for working plane surfaces
    • B24B37/16—Lapping plates for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping plate surface, e.g. grooved

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Abstract

本发明涉及一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，属于研磨盘结构技术领域。其特点是研磨盘上表面设有阿基米德螺旋纹，研磨盘背面设有定位孔，研磨盘中心位置开有通孔，通孔内壁上开有螺纹；该通孔的位置与研磨机上通孔位置相一致，固定螺丝通过该通孔将研磨盘与研磨机固定在一起。本发明由于采用阿基米德螺旋纹型纹路，在线速度相同的条件下，会对工件表面产生更加均匀连续的刮研，提高了工件合格率；研磨盘在进行研磨加工时可同时对一批工件进行加工，工件表面粗糙度较佳，工作效率高，且对机床的精度要求不高。

Description

用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘
技术领域
本发明涉及一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，属于研磨盘结构技术领域。 
背景技术
随着技术的不断发展，精密机械的应用也越来越多，精密机械领域对加工精度，表面质量要求也越来越高，研磨是精密加工的一种重要加工方法，其工件表面粗糙度和表面的完整度是影响工件性能的关键因素之一，任何微小的颗粒都会破坏表面的纹路和粗糙度，造成工件返修， 影响加工效率和产品的稳定性。传统研磨盘表面有光面、渔网状纹络、微凹槽和凹凸点等几种形式，大多存在以下缺点：一是磨料散落在研磨盘上，为了减少磨料飞溅，降低了转盘的转速，效率不高。二是磨料和工件上磨掉的碎屑混在一起，不能充分发挥作用，而且冲洗掉以后，浪费磨料。三是磨料在研磨盘上是随机分布，分布密度不均，造成工件表面精度不好，特别是工件旋转运动的随机性增加了工件表面精度的不确定性。四是大颗粒磨料起主要切削作用，易划伤表面，大颗粒磨料的去除没有渠道。五是磨料与杂质不能及时冲洗干净，无处可排，磨料没有起到应有的作用。六是混杂的磨料和杂质易嵌入工件表面，不能刮研出去。 
发明内容
本发明的目的在于解决已有技术存在的工效低、稳定性差的不足，提供一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，以提高精密机械在量产化时的加工效率及质量，避免生产过程中由于员工流动或者技术原因产生的产品质量问题。 
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 
一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，其特别之处在于研磨盘上表面设有阿基米德螺旋纹1，研磨盘背面设有定位孔2，研磨盘中心位置开有通孔3，通孔内壁上开有螺纹；该通孔的位置与研磨机上通孔位置相匹配，固定螺丝通过该通孔将研磨盘与研磨机固定在一起。
所述定位孔2的开孔位置与尺寸同研磨机上安装凸台位置尺寸相匹配，通过该定位孔将研磨盘与研磨机固定位置。 
所述阿基米德螺旋纹1中螺旋槽的宽度为3-5mm，深度为5-15mm，以保证研磨盘在工作过程中与工件的受力面积和接触面处于理想状态。 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
所述研磨盘上表面中心部位设有磨料收集槽4，以便及时收集磨料与杂质，防止磨料与杂质无法排除，造成工件表面划痕增加，影响成品精度。
所述研磨盘背面设有定位销孔5，该定位销孔与研磨机安装定位盘上的定位销配装。 
本发明工作原理： 
阿基米德螺旋线中当一点沿动射线以等速率运动的同时，该射线又以等角速度绕点旋转。阿基米德螺旋纹研磨盘在工作时两个工件中心和研磨环中心成一条直线，用AB位置表示；工件端面上的最外圆某点的切向线速度绕中心O点旋转与研磨盘上重合点的圆周速度相垂直的位置为C。为了计算方便，而且因工件直径很小而研磨盘中心R很大，故将工件取在工件中心与研磨环中心连线所在圆相切的位置，可近似认为工件径向研磨速度就是工件绕研磨环中心旋转的线速度。切向研磨速度是研磨盘线速度和研磨环公转线速度的向量和，所以可以认为工件在研磨盘上的线速度是均匀的。因此，研磨盘表面形状是决定工件表面质量的重要先决前提条件之一。阿基米德螺旋槽型纹路在线速度相同的条件下，对工件表面产生均匀连续的刮研。　 　 　 　 　 
本发明有益效果：由于研磨盘表面采用阿基米德螺旋纹型纹路，在线速度相同的条件下，对工件表面产生更加均匀连续的刮研,提高了工件合格率；再则研磨盘在进行研磨加工时，可同时对一批工件进行加工，且作用于磨粒的切削力方向经常发生变化，使磨粒破损的几率增加，自励作用显著。因此获得优于磨削加工的表面粗糙度，工作效率高，且对机床的精度要求不高。
附图说明
图1：为本发明结构示意图； 
图2：为图1的A向剖视图；
图3：为研磨盘研磨速度计算示意图；
图中：1、阿基米德螺旋纹， 2、定位孔，3、通孔，4、收集槽，5、定位销孔。
具体实施方式
以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的结构进行进一步说明。 
实施例1 
本实施例的阿基米德螺旋纹研磨盘，特点是研磨盘上表面设有阿基米德螺旋纹1，阿基米德螺旋纹中螺旋槽的宽度为4mm，深度为5mm，使研磨盘在工作过程中与工件的受力面积和接触面处于理想状态，研磨盘上表面中心部位还设有磨料与杂质收集槽4，以便及时收集磨料与杂质，防止磨料与杂质无法排除，造成工件表面划痕增加，影响成品精度。收集槽的内径为   160.0mm，深度为30.0mm。
研磨盘背面设有定位孔2，该定位孔开孔位置与尺寸同研磨机上安装凸台位置尺寸相匹配，通过该定位孔将研磨盘与研磨机固定位置；研磨盘中心位置开有通孔3，通孔内壁上开有螺纹；该通孔的位置与研磨机上通孔位置相匹配，固定螺丝通过该通孔将研磨盘与研磨机固定在一起。研磨盘背面设有定位销孔5，该定位销孔与研磨机安装定位盘上的定位销配装。 
为说明本实施例中阿基米德螺旋纹研磨盘的研磨效果，特对处于相同外在操作条件下，渔网纹络研磨盘与阿基米德螺旋纹研磨盘的不同研磨效果进行对比： 
操作条件：
（1）相同材质、相同热处理的工件；
（2）相同压力:均为15KG；
（3）相同的研磨剂；
（4）研磨机相同的转速：S＝60。 　 　 
 操作要求：
（1）减痕，减少划痕产生的几率。
（2）合理研磨时间，就是效率。 
（3）研磨剂能均匀分布在研磨盘上，参与研磨过程。
（4）工件被研磨面网纹。 　 　 　 　 　 
研磨对比结果如下： 　 　 　 　 　 　 　 　 
　 （1）渔网纹络研磨盘由于对研磨剂内的大颗粒或是杂质无法排除，造成工件的表面划痕增加，产生划痕几率增加，返修或是不合格的产品数量比阿基米德螺旋纹研磨盘多30％ 。　 　 　 　 　 　 
　 （2）渔网纹络研磨盘与工件的接触面比阿基米德螺旋纹研磨盘相对减少，在转动中工件各个点受到的研磨几率低于阿基米德螺旋纹研磨盘，研磨效率降低。 　 　 　 　 　 　 　 
　 （3）在压力增加的情况下，单位受力下，单位面积上受力增加，渔网纹络研磨盘会造成工件平面度效果欠佳。 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
　 （4）阿基米德螺旋纹研磨盘在研磨过程中，由于是连续的螺旋纹在研磨，均匀的线速度能产生均匀的研磨纹路。 　 　 　 　 　 　 　 　 
　 （5）阿基米德螺旋纹研磨盘由于螺旋状纹络的作用，颗粒大的杂质或研磨剂，能随着螺旋纹掉落在螺旋槽内，降低了划痕的产生和产生划痕的几率。 　 　 　 　 　 　 
　 （6）阿基米德螺旋纹研磨盘在单位面积上承载的受力面积大，研磨效率高。 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
　 （7）阿基米德螺旋纹研磨盘螺旋槽的宽度为4mm，深度为5mm，在受力面积和接触面是理想的状态。 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
（8）阿基米德螺旋纹研磨盘在修磨性能及反复修磨性好于渔网纹络研磨盘，使成品成本降低。 　
实施例2
本实施例的阿基米德螺旋纹研磨盘，特点是研磨盘上表面设有阿基米德螺旋纹1中螺旋槽的宽度为3mm，深度为10mm，使研磨盘在工作过程中与工件的受力面积和接触面处于理想状态，研磨盘上表面中心部位还设有磨料与杂质收集槽4，以便及时收集磨料与杂质，防止磨料与杂质无法排除，造成工件表面划痕增加，影响成品精度。收集槽的内径为150.0mm，深度为 30.0mm。
研磨盘背面设有定位孔2，该定位孔开孔位置与尺寸同研磨机上安装凸台位置尺寸相匹配，通过该定位孔将研磨盘与研磨机固定位置；研磨盘中心位置开有通孔3，通孔内壁上开有螺纹；该通孔的位置与研磨机上通孔位置相匹配，固定螺丝通过该通孔将研磨盘与研磨机固定在一起。研磨盘背面设有定位销孔5，该定位销孔与研磨机安装定位盘上的定位销配装。 
实施3 
本实施例的阿基米德螺旋纹研磨盘，研磨盘上表面阿基米德螺旋纹中螺旋槽的宽度为5mm，深度为15mm，研磨盘上表面中心部位还设有磨料与杂质收集槽4，以便及时收集磨料与杂质，防止磨料与杂质无法排除，造成工件表面划痕增加，影响成品精度。收集槽的内径为170.0mm，深度为 30.0mm。
研磨盘背面设有定位孔2，该定位孔开孔位置与尺寸同研磨机上安装凸台位置尺寸相匹配，通过该定位孔将研磨盘与研磨机固定位置；研磨盘中心位置开有通孔3，通孔内壁上开有螺纹；该通孔的位置与研磨机上通孔位置相匹配，固定螺丝通过该通孔将研磨盘与研磨机固定在一起。研磨盘背面设有定位销孔5，该定位销孔与研磨机安装定位盘上的定位销配装。 
本发明的保护范围并不限于以上所给出的实施例，凡是根据本发明的思路所能实现的所有的技术方案，均属于本发明的保护范围。 

Claims (7)

1.一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，其特征在于研磨盘上表面设有阿基米德螺旋纹（1），研磨盘背面设有定位孔（2）；研磨盘中心位置开有通孔（3），通孔内壁上开有螺纹；该通孔的位置与研磨机上通孔位置相匹配，固定螺丝通过该通孔将研磨盘与研磨机固定在一起。
2.按照权利要求1所述一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，其特征在于所述定位孔（2）的开孔位置与尺寸同研磨机上安装凸台位置尺寸相匹配，通过该定位孔将研磨盘与研磨机固定位置。
3.按照权利要求1或2所述一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，其特征在于所述阿基米德螺旋纹（1）中螺旋槽的宽度为3-5mm，深度为5-15mm。 　 　 　 　 　 　 　 
4.按照权利要求1或2所述一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，其特征在于所述研磨盘上表面中心部位设有磨料收集槽（4）。
5.按照权利要求3所述一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，其特征在于所述研磨盘上表面中心部位设有磨料收集槽（4）。
6.按照权利要求1或2所述一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，其特征在于所述研磨盘背面设有定位销孔（5），该定位销孔与研磨机安装定位盘上的定位销配装。
7.按照权利要求3所述一种用于超精密研磨加工的阿基米德螺旋纹研磨盘，其特征在于所述研磨盘背面设有定位销孔（5），该定位销孔与研磨机安装定位盘上的定位销配装。
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