CN105290957A - 一种夹具、研磨方法及研磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种夹具、研磨方法及研磨设备，夹具包括形成有夹持槽的本体，夹持槽的一个开口位于本体的一个端面上，夹持槽用于容纳待研磨工件，夹持槽的深度不小于待研磨工件的厚度，待研磨工件的上表面与本体的端面平齐，待研磨工件的待研磨面与本体的端面平齐。当研磨砂轮移动至工件边缘处时，一部分研磨砂轮作用于工件边缘处，未作用于工件的另一部分研磨砂轮作用于本体的侧壁上，使得夹具的本体侧壁也受到研磨砂轮的打磨，从而将研磨过程“延续”至夹具，避免在工件边缘出现砂轮的悬空的现象，进而避免工件产生亮线或亮边不良。

Description

一种夹具、研磨方法及研磨设备

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种夹具、研磨方法及研磨设备。

背景技术

导光板是背光模组的主要部件，目前，导光板的生产方式一般为注塑成型。注塑成型需要使用模具，模仁是模具中的核心部件，对于光学级的导光板而言，需要使用光学级的镜面模仁，才能制作出符合要求的导光板。镜面模仁的加工方式一般为研磨，研磨的品质决定了模仁的品质。

在研磨工艺过程中，通过研磨机和研磨夹具对待研磨工件进行研磨，其中，研磨夹具起到固定待研磨工件、以及调节加工条件的作用，将待研磨工件固定后再由研磨机对待研磨面进行研磨处理。

然而，现有的研磨夹具只夹持待研磨工件的底部或下部，研磨砂轮在对工件边缘进行研磨时，研磨砂轮的一部分作用于工件，研磨砂轮的另一部分悬于空中，使工件的边缘处与中心处受到的研磨条件略微不同，导致研磨后的工件边缘出现亮线或亮边，从而影响到模仁的粗糙度和亮度，当待研磨工件用于注塑导光板时，为导光板的品质带来隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题包括，针对现有技术中由于工件的边缘处与中心处受到的研磨条件不同，而导致研磨后的工件边缘出现亮线或亮边，影响到模仁的粗糙度和亮度的问题，本发明提供一种夹具、研磨方法及研磨设备。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种夹具，用于夹持待研磨工件，夹具包括形成有夹持槽的本体，夹持槽的一个开口位于本体的一个端面上，夹持槽用于容纳待研磨工件，夹持槽的深度不小于待研磨工件的厚度，且当待研磨工件固定设置在夹持槽中时，待研磨工件的待研磨面与本体的端面平齐。

具体地，夹持槽的深度等于待研磨工件的厚度。

具体地，夹持槽的横截面形状与待研磨工件的形状相一致。

具体地，夹持槽贯穿本体。

具体地，夹持槽包括侧壁和底壁。

具体地，待研磨工件通过过盈配合固定设置在夹持槽中。

具体地，本体和待研磨工件采用相同材料制成。

具体地，本体在沿研磨方向上的侧壁厚度大于研磨砂轮的直径。

具体地，本体在沿垂直于研磨方向上的侧壁厚度大于等于20mm。

作为本发明的另一方面，本发明还提供了一种研磨方法，采用如上述任一夹具，包括以下步骤：

将待研磨工件固定设置于夹持槽中，使待研磨工件的待研磨面与本体的端面平齐；

将夹具与待研磨工件的组合件固定在磨床的加工平台上，待研磨工件的待研磨面朝上。

作为本发明的又一方面，本发明还提供了一种研磨设备，包括磨床及夹具，夹具采用上述任一夹具，夹具能够固定在磨床的加工平台上。

本发明提供的夹具包括形成有夹持槽的本体，夹持槽的一个开口位于本体的一个端面上，夹持槽用于容纳待研磨工件，夹持槽的深度不小于待研磨工件的厚度，待研磨工件的上表面与本体的端面平齐，待研磨工件的待研磨面与本体的端面平齐，在研磨工艺过程中，当研磨砂轮移动至工件边缘处时，一部分研磨砂轮作用于工件边缘处，未作用于工件的另一部分研磨砂轮作用于本体的侧壁上，使得夹具的本体的侧壁上端面也受到研磨砂轮的打磨，从而将研磨过程“延续”至夹具，避免在工件边缘出现砂轮的悬空的现象，进而避免亮线或亮边的产生，提高工件的光洁度，从而提高研磨质量。当待研磨工件用于注塑导光板时，本发明能够提高导光板的品质。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的夹具的剖视图；

图2为本发明第一实施例提供的夹具与待研磨工件装配后的剖视图；

图3为应用本发明第一实施例提供的夹具进行研磨工艺的示意图；

图4为本发明第一实施例提供的夹具与待研磨工件装配后的剖视图；

图5为本发明第二实施例提供的夹具的剖视图。

其中附图标记为：1-本体；2-夹持槽；3-待研磨工件；4-研磨砂轮。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明第一实施例提供的夹具的剖视图，图2为本发明第一实施例提供的夹具与待研磨工件装配后的剖视图，图2中，夹具的夹持槽深度与待研磨工件厚度相同。

如图1和图2所示，夹具用于夹持待研磨工件3，夹具包括形成有夹持槽2的本体1，夹持槽2具有两个开口，夹持槽2用于容纳待研磨工件3，夹持槽2的深度不小于待研磨工件3的厚度，当待研磨工件3固定设置在夹持槽2中时，待研磨工件3的待研磨面与本体1的端面平齐。

图3为应用本发明第一实施例提供的夹具进行研磨工艺的示意图，借助本实施例提供的夹具，待研磨工件3的待研磨面与本体1的端面平齐，在研磨工艺过程中，当研磨砂轮4移动至工件边缘处时，一部分研磨砂轮4作用于工件边缘处，未作用于工件的另一部分研磨砂轮4作用于本体1的侧壁上，使得夹具的本体1的侧壁上端面也受到研磨砂轮4的打磨，从而将研磨过程“延续”至夹具，避免在工件边缘出现研磨砂轮4悬空的现象，进而避免亮线或亮边的产生，提高工件的光洁度，从而提高研磨质量。

具体地，在本实施例中，夹持槽2具有两个开口，此时，夹持槽2为贯穿本体1厚度的通孔，也就是说，夹具为环形结构。

进一步地，夹持槽2的深度等于待研磨工件3的厚度。如图2所示，当待研磨工件3固定于夹持槽2中时，本体1的两个端面与待研磨工件3的两个相应表面均平齐。这样，在将装配后的夹具与待研磨工件3放置在加工平台上吸附时，待研磨工件3与加工平台相接触，使得加工平台的吸附力可直接作用于待研磨工件3上，从而实现将待研磨工件3紧密地固定。

夹持槽2的深度也可以大于待研磨工件3的厚度。图4为本发明第一实施例提供的夹具与待研磨工件装配后的剖视图，其中，夹具的夹持槽深度大于待研磨工件厚度，容易理解的是，只要确保装配后的待研磨工件3的待研磨面与本体1的端面平齐即可，此时，在将装配后的夹具与待研磨工件3放置在加工平台上吸附时，虽然待研磨工件3未与加工平台相接触，但由于本体1对待研磨工件3的夹持力，仍可实现对待研磨工件3的固定。在这种情况中，可以在夹具的夹持槽2中增设垫块，以使得待研磨工件3的待研磨面与本体1的上端面平齐。

在本实施例中，夹持槽2的横截面形状与待研磨工件3的形状相一致，这样，待研磨工件3的侧壁与夹持槽2的内侧壁全面接触，进而对待研磨工件3施加均匀的夹持力。当然，夹持槽2的横截面形状与待研磨工件3的形状也可以不一致，只需确保当待研磨工件3设置在夹持槽2中时，与本体1之间不发生移动即可，此时，一个夹具可以适配多种形状的待研磨工件3，进而扩大单一夹具的适用范围，降低工艺成本。

待研磨工件3通过过盈配合的方式固定设置在夹持槽2中，装配后本体1和待研磨工件3的径向变形使配合面间产生足够的夹持力，在本实施例中，配合面为圆柱面，容易理解的是，为便于待研磨工件3压入夹持槽2，配合面也可以为锥面，此时，需要注意的是，锥面的母线与旋转轴之间的夹角不宜过大，以避免在装配后的待研磨工件3与本体1之间产生缝隙。另外，过盈量不宜过大，若过盈量过大，配合表面易擦伤，对待研磨工件3造成损伤，同时也削弱连接的紧固性。

另外，为使夹具本体与待研磨工件3的受力状态一致，优选的，本体1和待研磨工件3采用相同材料制成，此时，本体1和待研磨工件3对温度的反应、对力的反应等一系列物理性质更为接近，使本体1作为待研磨工件3的“延续”环绕在待研磨工件3的周围，这样，当研磨砂轮4位于本体1和待研磨工件3的交界处时，未作用于工件的那一部分研磨砂轮4受到与作用于工件的那一部分研磨砂轮4相同的力，从而使工件边缘处与中心处受到相同的研磨条件，进一步提高工件的光滑度。

在本发明中，待研磨工件3可以是用于形成导光板的模具中的模仁，模仁的材料可以为S136、M333或M330，相应的，本体1的材料也可以为S136、M333或M330。

还需要说明的是，优选的，本体1在沿研磨方向上的侧壁厚度大于研磨砂轮4的直径，使研磨砂轮4可以完全作用在本体1的侧壁上。本体1在沿垂直于研磨方向上的侧壁厚度大于等于20mm。

此外，在本体1上还可以设置固定部，用以通过机械方式固定于加工平台上。

反复的测量数据表明，采用本发明提供的夹具夹持待研磨工件的，研磨后的工件表面研磨均匀，表面粗糙度在Ra0.01以内，达到亚镜面效果。

图5为本发明第二实施例提供的夹具的剖视图，与图2和图4所示的夹具不同，本实施例中，夹持槽2只具有一个开口，也就是说，夹持槽2为沉槽，此时，夹持槽2不仅包括侧壁，还包括底壁。虽然在将装配后的夹具与待研磨工件3放置在加工平台上吸附时，待研磨工件3与加工平台之间间隔有本体1的底壁，但由于本体1的侧壁对待研磨工件3的夹持力，仍可实现对待研磨工件3的固定。

与第一实施例相同，夹持槽2的深度可以等于待研磨工件3的厚度，也可以大于待研磨工件3的厚度，只要确保装配后的待研磨工件3的待研磨面与本体1的端面平齐即可。在夹持槽2的深度大于待研磨工件3的厚度时，可以在夹具的夹持槽2中增设垫块，以使得待研磨件3的待研磨表面与本体1的上端面平齐。

作为本发明的另一个方面，本发明第三实施例提供了一种研磨方法，采用第一实施例、第二实施例中提供的夹具，包括以下步骤：

将待研磨工件3固定设置于夹持槽2中，使待研磨工件3的待研磨面与本体1的端面平齐；

将夹具与待研磨工件3的组合件固定在磨床的加工平台上，使待研磨工件3的待研磨面朝上。

具体地，将待研磨工件3固定设置于夹持槽2中的方法可采用压入法、温差法或液压法，当配合面为圆柱面时，一般采用压入法或温差法装配，压入法工艺简单，适用于过盈量较小的场合，温差法能获得较高的摩擦力和夹持力，并且温差法不会像压入法那样会擦伤配合表面；当配合面为锥面时，可采用液压法，但需要高压液压泵等专用设备进行装配。在实际应用中，可根据设备条件、过盈量大小等来采用适合的方法对待研磨工件3和夹具进行装配，无论使用哪种方法装配，均需确保待研磨工件3的待研磨面与本体1的端面平齐。

具体地，将夹具与待研磨工件3的组合件放置在磨床的加工平台上，使待研磨工件3的待研磨面朝上，然后将夹具与待研磨工件3固定在加工平台上。

在实际应用中，将夹具与待研磨工件3固定在加工平台上的方法具体包括磁力吸附、机械固定，磁力吸附的固定方法可将吸附力直接作用在待研磨工件3上，特别是在采用第一实施例中所说的本体1的两个端面与待研磨工件3的两个相应表面均平齐的夹具时，待研磨工件3与加工平台接触，此时，对待研磨工件3的固定最为牢固；也可以采用机械固定，通过螺栓等方式将本体1上的固定部固定于加工平台上，机械固定方法不能直接对待研磨工件3进行固定，而是通过夹具对待研磨工件3的夹持力将待研磨工件3固定在加工平台上。

通常来说，磨床的加工平台大多是磁力吸附式加工平台，在这种情况中，制成夹具的材料可以为铁磁性材料。

考虑到装配成本、操作复杂程度、工艺的可靠性，本实施例在步骤1)中通过压入法将待研磨工件3固定设置于夹持槽2中，在步骤2)中以磁力吸附的方式固定待研磨工件3。具体地，先将夹具由上至下放置压入，压入过程中可辅以铜块轻微敲击夹具的本体1，以使本体1的端面与待研磨面齐平，再将装配好的夹具和待研磨工件3放置在加工平台上，待研磨工件3的待研磨面朝上，并且，待研磨工件3与加工平台标记(mark)线平行，而后，将加工平台充磁吸附，完成对夹具和待研磨工件3的固定，最后，操作研磨机对待研磨工件3进行研磨。

作为本发明的再一个方面，本发明第四实施例提供了一种研磨设备，包括磨床及夹具，其中，夹具采用本发明第一实施例或第二实施例提供的夹具，夹具能够固定在磨床的加工平台上。

在本发明中，待研磨件为用于形成导光板的模具中的模仁，但并不限于此，待研磨件也可以为其他需要研磨的工件，使用本发明提供的夹具可以提高工件的光洁度和研磨质量。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种夹具，用于夹持待研磨工件，其特征在于，所述夹具包括形成有夹持槽的本体，所述夹持槽的一个开口位于所述本体的一个端面上，所述夹持槽用于容纳所述待研磨工件，所述夹持槽的深度不小于所述待研磨工件的厚度，且当所述待研磨工件固定设置在所述夹持槽中时，所述待研磨工件的待研磨面与所述本体的端面平齐。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹持槽的深度等于所述待研磨工件的厚度。

3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹持槽的横截面形状与所述待研磨工件的形状相一致。

4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹持槽贯穿所述本体。

5.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹持槽包括侧壁和底壁。

6.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述待研磨工件通过过盈配合固定设置在所述夹持槽中。

7.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述本体和所述待研磨工件采用相同材料制成。

8.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述本体在沿研磨方向上的侧壁厚度大于研磨砂轮的直径。

9.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述本体在沿垂直于研磨方向上的侧壁厚度大于等于20mm。

10.一种研磨方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一所述夹具，包括以下步骤：

将所述待研磨工件固定设置于所述夹持槽中，使所述待研磨工件的待研磨面与所述本体的端面平齐；

将夹具与待研磨工件的组合件固定在磨床的加工平台上，所述待研磨工件的待研磨面朝上。

11.一种研磨设备，包括磨床及夹具，其特征在于，所述夹具采用如权利要求1-9中任一所述的夹具，所述夹具能够固定在所述磨床的加工平台上。