CN109590892A - 一种研抛装置 - Google Patents

Abstract

一种研抛装置，该装置由轴承、套筒、导流盘、半球基体、抛光垫和导流通道自锁组件等组成。套筒和导流盘之间安装有轴承，并由此实现套筒和导流盘之间的相对旋转。套筒下半部分开设有一个通孔，以便抛光液流入装置内部。导流盘开设有周向均匀分布的通孔和一个圆柱空腔。半球基体开设有一个半球空腔与周向均匀分布的流体通道。导流盘与半球基体通过螺纹连接。半球基体的导流通道出口端安装有自锁组件。抛光垫安装在半球基体表面，抛光垫表面设计并制备有织构。本发明实现了抛光液直接内部供给至抛光区，克服了大下压量下气囊工具出现的内凹现象，增强了抛光垫耐磨性能，适用于进动方式下的高效研抛加工。

Description

一种研抛装置

技术领域

本发明属于研磨与抛光技术领域，特别涉及一种研抛装置。

背景技术

目前，对光学元件的精加工主要采用研磨抛光的方式，在众多的抛光方式中，气囊抛光不仅可以保证抛光头与被抛光工件表面吻合性好，并且具有较高的抛光效率，因此，应用非常广泛。气囊抛光多采用进动抛光的方式，参照专利《一种气囊抛光进动机构》(公开号：CN104972380A)，运用该方式进行抛光，可在工件表面形成杂乱无章的表面纹理，得到良好的表面质量。

为了进一步提高气囊抛光效率，通常采用增加下压量的方式以提升抛光区界面压力。然而，高界面压力条件下会使气囊工具在抛光区发生内凹现象，造成去除函数不稳定；另外，高界面压力使得外部抛光液难以进入抛光区，抛光效率受到影响，抛光界面温度也不易消散；而且，高压工况下的抛光垫更易磨损，服役寿命减少。

综上，为了解决气囊抛光工具在高界面压力下的内凹缺陷，避免形成不稳定的去除函数，增加抛光区有效抛光液流量，合理降低抛光界面温度，同时，增强抛光垫的耐磨性能和服役寿命，获取更高效的研抛加工效果，急需要开发一种集流体通道与织构约束于一体的高效研抛工具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集流体通道与织构约束于一体的研抛装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于研磨抛光的基体，具有用于配置磨料层的半球状轮廓的配置面，所述基体包括容纳抛光液的蓄液槽、多条供抛光液自蓄液槽流动至所述配置的导流通道。所述导流通道的出液端配置有控制导流通道开启或闭合的自锁组件。

所述自锁组件包括卡簧、阀体和锥形塞，其中，所述阀体与半球基体螺纹连接，所述卡簧内置于所述阀体，通过卡簧的限位作用，使锥形塞的移动范围约束在导流通道的出液端口，所述阀体和所述卡簧开设有连通的过孔以供抛光液流动；所述阀体与所述锥形塞的形状相适配，所述锥形塞的锥形尖端向下布置，通过自重和抛光液的液压将阀口封闭，当所述锥形尖端被向上推开时抛光液流出，以此控制所述导流通道的开启与闭合。

所述基体为橡胶基体。

根据上述的基体，本发明提供了一种研抛装置，包含用于研磨抛光的基体和配置于所述基体的配置面的磨料层。

所述磨料层为抛光垫；所述抛光垫与所述配置面的轮廓相适配，且具有与多条所述导流通道的出液端相对应的多个通孔，以供抛光液流出。所述抛光垫的外表面配置有织构表面。所述织构表面包括沟槽织构和通孔织构，其中所述沟槽织构绕装置中心轴均匀分布，所述通孔织构位于每两列相邻的所述沟槽织构之间。

进一步改进地，所述磨料层也可以为砂纸或磨粒。

所述基体上配置有导流盘和套筒；其中，所述导流盘通过轴承与所述套筒安装在一起，且所述导流盘可相对所述套筒进行转动；所述导流盘与所述基体连接，并可带动所述基体一起转动；所述套筒具有供抛光液进入的进液通道，所述导流盘开设有连通所述进液通道和蓄液槽的连接通道。

与现有技术比较，本发明具有以下突出优点：

本发明在保留气囊进动抛光优势的基础上，以实体橡胶替换气囊作为抛光工具，进一步解决气囊抛光工具在高界面压力下的内凹缺陷，避免由于工具表面内凹造成研磨表面压力分布不稳定，避免形成不稳定的去除函数，通过本发明的织构表面以增强抛光垫耐磨性，进而提高抛光垫服役寿命。此外，本发明的自锁组件和多个导流通道的一一配合，在抛光区时，自锁组件通过与抛光面发生挤压接触，使所述自锁组件的锥形塞被顶开，而其他未与抛光面接触的锥形塞在内部的抛光液压力(由于导流盘的旋转带动基体一起旋转，内部的抛光液在离心作用下挤压锥形塞)和其自重的作用下将顶靠在导流通道的出液口处，使导流通道封闭。如此配置合理地增加了在高压情况下抛光区的有效抛光液流量，合理降低抛光界面温度，同时，织构约束增强了抛光垫的耐磨性能和服役寿命，协同实现更高效的研抛加工效果。

附图说明

图1为本发明实例的整体结构示意图。

图2为本发明实例中各结构拆分示意图。

图3为本发明实例的研抛装置的剖面图。

图4为本发明实例的研抛装置的仰视图。

图5为本发明实例中导流盘结构示意图。

图6为本发明实例中自锁组件结构示意图。

图中标号：1-套筒；2-导流盘；3-轴承；4-套筒通孔(即进液通道)；5-导流盘通孔(即连接通道)；6-圆柱空腔；7-半球基体；8-半球空腔(即蓄液槽)；9-导流通道；10-自锁组件；11-抛光垫；12-沟槽织构；13-通孔织构；14-卡簧；15-阀体；16-锥形塞。

具体实施方式

本发明提供了一种集流体通道与织构约束于一体的高效球形研抛工具，结合图1至图6，通过以下具体实施例对本发明进行进一步阐述，需要注意的是，所参考的附图以及所述实施例仅为本领域技术人员更好理解本发明，并非对本发明的限制。

参见图1，在本实施例中提供了一种研抛装置，包含用于研磨抛光的基体和配置于所述基体的配置面的磨料层。

参见图2-4，所述用于研磨抛光的基体7呈半球体，其中间具有容纳抛光液的蓄液槽8，其下端面为球面，所述磨料层就配置于所述球面轮廓上。所述基体7的在所述蓄液槽8和所述球面之间开设有多条供抛光液自蓄液槽8流动至外界的导流通道9。所述导流通道9的出液端配置有控制导流通道9开启或闭合的自锁组件10。所述蓄液槽8与半球基体7的表面的曲率半径相同，所述导流通道9与所述蓄液槽8的相交面是一个圆，如图3所示。

所述基体7的上端面为平面，在所述平面上配置有导流盘2和套筒1。其中，所述导流盘2通过轴承3与所述套筒1安装在一起，且所述导流盘2可依靠轴承3相对所述套筒1进行转动；所述导流盘2与所述基体7通过螺钉或螺栓穿过两者对应的螺纹孔相互连接，并可带动所述基体7一起转动；所述套筒1具有供抛光液进入的进液通道(即套筒通孔4)，所述导流盘2开设有连通所述进液管道4和蓄液槽8的连接通道(即导流盘通孔5)和圆柱空腔6。

具体地，如图5所示，所述导流盘2开设有6个绕装置中心线均匀分布的导流盘通孔5；如图3所示，所述导流通道9为圆柱形微流道，绕装置中心线均匀分布，共24×7个，每个导流通道9所在轴线均通过半球基体7的球心，所述导流通道9的个数可以根据工况合理调整。

参见图6，所述自锁组件10包括卡簧14、阀体15和锥形塞16，其中，所述阀体15放置在对应的所述导流通道9内，所述卡簧14内置于所述阀体15，通过卡簧14的限位作用，使锥形塞16的移动范围约束在导流通道9的出液端口，所述阀体15和所述卡簧14开设有连通的过孔以供抛光液流动；所述阀体15与所述锥形塞16的形状相适配，所述锥形塞16的锥形尖端向下布置，通过自重和抛光液的液压将阀口封闭，当所述锥形尖端被向上推开时抛光液流出，以此控制所述导流通道9的开启与闭合。

在本实施例中，所述基体为橡胶基体，但基体还可以是其他类型的弹性材料，并不限于本实施例。

在本实施例中，抛光液从套筒1的进液管道4进入下半部分开设的腔体中，再流经导流盘2的连接通道5进入所述基体7的蓄液槽8。在抛光区，半球基体7受到挤压作用，发生弹性变形，自锁组件10打开，抛光液流出；在非抛光区，半球基体7不发生弹性变形，在离心力作用和抛光液自身的液压作用下，自锁组件10关闭，抛光液不能流出。

在本实施例中，所述磨料层为抛光垫11；所述抛光垫11与所述配置面的轮廓相适配，且具有与多条所述导流通道9的出液端相对应的多个通孔，以供抛光液流出。所述抛光垫11的外表面配置有织构表面，如图4所示。所述织构表面包括沟槽织构12和通孔织构13，其中所述沟槽织构12绕装置中心轴均匀分布，所述通孔织构13位于每两列相邻的所述沟槽织构12之间。所述通孔织构13与所述导流通道9出口端一一对应，尺寸相同，抛光垫表面织构化设计可以根据工况合理调整。

在其他实施例中，所述磨料层还可以是砂纸或磨粒。半球基体的表面可覆盖上一层抛光垫或砂纸，也可以在半球工具上附着磨粒实现加工。

实际抛光作业中，半球基体7随着导流盘2旋转而绕轴线自转，导流通道9内的贮藏抛光液受到离心作用。在非抛光区，半球基体7与工件表面不接触，此时半球基体7不发生弹性变形，在离心力作用和抛光液本身的液压作用下，锥形塞16使导流通道9闭合，锥形塞16的塞杆顶部与半球基体7球面相切，抛光液不能流出；在抛光区，半球基体7与工件表面接触并受到挤压作用而发生弹性变形，此时锥形塞16的塞杆顶部被顶起，导流通道9开放，则抛光液流出。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于研磨抛光的基体，具有用于配置磨料层的半球状轮廓的配置面，其特征在于,所述基体(7)包括容纳抛光液的蓄液槽(8)、多条供抛光液自蓄液槽(8)流动至所述配置的导流通道(9)。

2.根据权利要求1所述的用于研磨抛光的基体，其特征在于，所述导流通道(9)的出液端配置有控制导流通道(9)开启或闭合的自锁组件(10)。

3.根据权利要求2所述的用于研磨抛光的基体，其特征在于，所述自锁元件(10)包括卡簧(14)、阀体(15)和锥形塞(16)，其中，所述阀体(15)放置在对应的所述导流通道内，所述卡簧(14)内置于所述阀体(15)，通过卡簧(14)的限位作用，使锥形塞(16)的移动范围约束在导流通道(9)的出液端口，所述阀体(15)和所述卡簧(14)开设有连通的过孔以供抛光液流动；所述阀体(15)与半球基体(7)螺纹连接；所述阀体(15)与所述锥形塞(16)的形状相适配，所述锥形塞(16)的锥形尖端向下布置，通过自重和抛光液的液压将阀口封闭，当所述锥形尖端被向上推开时抛光液流出，以此控制所述导流通道的开启与闭合。

4.根据权利要求1所述的用于研磨抛光的基体，其特征在于，所述基体(7)为橡胶基体。

5.一种研抛装置，包含用于研磨抛光的基体和配置于所述基体的配置面的磨料层；其特征在于，所述基体为权利要求1-4任一项所述的基体(7)。

6.根据权利要求5所述的研抛装置，其特征在于，所述磨料层为抛光垫(11)；所述抛光垫(11)与所述配置面的轮廓相适配，且具有与多条所述导流通道(9)的出液端相对应的多个通孔，以供抛光液流出。

7.根据权利要求6所述的研抛装置，其特征在于，所述抛光垫(11)的外表面配置有织构表面。

8.根据权利要求7所述的研抛装置，其特征在于，所述织构表面包括沟槽织构(12)和通孔织构(13)，其中所述沟槽织构(12)绕装置中心轴均匀分布，所述通孔织构(13)位于每两列相邻的所述沟槽织构(12)之间。

9.根据权利要求5所述的研抛装置，其特征在于，所述磨料层为砂纸或磨粒。

10.如权利要求5所述的研抛装置，其特征在于：所述基体上配置有导流盘(2)和套筒(1)；其中，所述导流盘(2)通过轴承(3)与所述套筒(1)安装在一起，且所述导流盘(2)可相对所述套筒(1)进行转动；所述导流盘(2)与所述基体(7)连接，并可带动所述基体(7)一起转动；所述套筒(1)具有供抛光液进入的进液通道(4)，所述导流盘(2)开设有连通所述进液通道(4)和蓄液槽(8)的连接通道(5)。