CN109894930B

CN109894930B - 一种缓释型柔性磨具及抛光方法

Info

Publication number: CN109894930B
Application number: CN201910221009.8A
Authority: CN
Inventors: 李敏; 宋方增; 董婷; 杨晓莹; 刘明辉; 黄振荣; 唐成
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: CN109894930A

Abstract

一种缓释型柔性磨具，磨具为多孔式硅胶，磨具微孔内含缓释型磨料颗粒，抛光过程中缓释型磨料颗粒在接触碱性水溶液时，缓慢释放出磨料颗粒参与到工件的抛光过程。以及提供一种缓释型柔性磨具实现的抛光方法。本发明提供了一种无/低表面损伤或亚表面损伤的缓释型柔性磨具及抛光方法。

Description

一种缓释型柔性磨具及抛光方法

技术领域

本发明属于超精密加工技术领域，具体涉及到一种缓释型柔性磨具及抛光方法。

背景技术

超精密加工技术在现代科学技术的重要组成部分，在众多领域中广泛应用。例如蓝宝石、单晶硅及各功能性陶瓷等硬脆难加工材料的加工方面；各种复杂曲面的高精度、低损伤、美观等方面。利用超精密加工技术，可以获得低表面粗糙度、低/无表面损伤或亚表面损伤的工件表面。

磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具。大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具，也有用天然矿岩直接加工成的天然磨具。磨具除在机械制造和其他金属加工工业中被广泛采用外，还用于粮食加工、造纸工业和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡胶、木材等非金属材料的加工。

硅胶主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，不燃烧。硅胶是一种非晶态二氧化硅，有很强的吸附能力。

缓释制剂是指通过延缓药物从该剂型中的释放速率，降低药物进入机体的吸收速率，从而起到更佳的治疗效果。但药物从制剂中的释放速率受外界环境如PH值等的影响。

已公开发明专利(CN 201811056573.0)，一种便于使用的金刚石磨具。本发明磨头组件为组合式，含有第一磨盘和第二磨盘，可同时对花岗岩或者大理石的两边进行打磨，大大提高了打磨的效率，且第一磨盘和第二磨盘间的距离可进行调节，可对同一高度不同厚度的花岗岩或者大理石板进行打磨，提高了装置的使用范围，本发明无需手持进行磨边，减轻了工人的劳动轻度，同时避免了受力不均而出现凹陷情况的发生，有利于提高打磨的质量。缺点在于金刚石磨具对工件磨削作用，会造成对工件表面较大的表面损伤或亚表面损伤。

发明内容

为了克服已有磨具容易造成对工件表面较大的表面损伤或亚表面损伤的不足，本发明提供了一种无/低表面损伤或亚表面损伤的缓释型柔性磨具及抛光方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种缓释型柔性磨具，磨具为多孔式硅胶，磨具微孔内含缓释型磨料颗粒，抛光过程中缓释型磨料颗粒在接触碱性水溶液时，缓慢释放出磨料颗粒参与到工件的抛光过程。

进一步，所述多孔式硅胶为多孔式柔性耐磨硅胶，内含微孔，直径在1-5μm，用于存放缓释型磨料颗粒。如图1所示，缓释型柔性磨具的内表面上存在许多的微孔。

再进一步，所述缓释型磨料颗粒，在磨料中加入了缓释剂，使得磨料在水(或水溶液)很难溶解。

所述缓释剂与磨料结合后，使得磨料难溶于水(或水溶液)，可通过改变水(或水溶液)的pH值，改善缓释型磨料的释放速率。

一种缓释型柔性磨具实现的抛光方法，所述方法包括以下步骤：

1)选用工件夹具；

2)将缓释型柔性磨具装夹在工件夹具上；

3)输入水溶液，浸入缓释型柔性磨具内；

4)启动中心轴，工件可以沿中心轴轴向抛光或绕中心轴旋转抛光；

5)抛光结束。

进一步，所述步骤2)中，所述缓释型柔性磨具中，磨具为多孔式硅胶，磨具微孔内含缓释型磨料颗粒。

所述步骤3)中，通过改变水溶液的pH值，改善缓释型磨料的释放速率。

所述缓释型磨料颗粒包括磨料和缓释剂，所述缓释剂包括水溶性树脂和固化粒子，缓释型磨料颗粒的各个组成成分：磨料25wt％-50wt％、水溶性树脂25wt％-62wt％、固化粒子10wt％-25wt％。

本发明抛光过程中，工件安装在中心旋转轴上，工件即可沿中心旋转轴抛光，也可以绕中心旋转轴抛光。使用缓释型柔性磨具，对工件是柔性抛光，能够很好的吻合工件表面(平面或曲面或复杂曲面)，又由于磨料的缓释效应，有足够的时间对工件抛光。

缓释型柔性磨具对于工件的柔性抛光、轴向与旋转抛光，能够获得无/低表面损伤或亚表面损伤、低表面粗糙度的工件。

本发明的有益效果主要表现在：

(1)抛光过程中，工件可以沿中心轴轴向抛光、绕中心轴旋转抛光，对工件表面全面抛光，获得低表面粗糙度的工件表面。

(2)本发明利用缓释型柔性磨具，使该抛光为柔性抛光，能够的到低/无表面损伤或亚表面损伤的工件。

附图说明

图1为缓释型柔性磨具剖视图。

图2为图1的A-A剖面图。

图3为抛光示意图.

附图中，1为磨具、2为微孔，3为中心旋转轴、4为工件、5为工件表面放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图1～图3，一种缓释型柔性磨具，磨具为多孔式硅胶，磨具微孔内含缓释型磨料颗粒，抛光过程中缓释型磨料颗粒在接触碱性水溶液时，缓慢释放出磨料颗粒参与到工件的抛光过程。

抛光过程中，工件4安装在中心旋转轴上，工件4即可沿中心旋转轴3抛光，也可以绕中心旋转轴3抛光。缓释型柔性磨具1对于工件4的柔性抛光、轴向与旋转抛光，能够获得无/低表面损伤或亚表面损伤、低表面粗糙度的工件。

所述多孔式硅胶为多孔式柔性耐磨硅胶，内含微孔2，直径在1-5μm，用于存放缓释型磨料。如图1所示，缓释型柔性磨具的内表面上存在许多的微孔。

所述缓释型磨料，在磨料中加入了缓释剂，使得磨料在水(或水溶液)很难溶解。

实施例2

如图3所示，本发明用于抛光圆柱型工件(轴承钢、硬质合金、金属陶瓷、光学玻璃以及难加工硬脆等材料)，包括如下步骤：

1)选用工件夹具；

2)将缓释型柔性磨具1装夹在工件夹具上；

3)输入特制水溶液，浸入缓释型柔性磨具1内；

4)启动中心旋转轴3，工件可以沿中心旋转轴3轴向抛光、绕中心轴3旋转抛光；

5)抛光结束。

所述步骤2)中，所述缓释型柔性磨具中，磨具为多孔式硅胶，磨具微孔内含缓释型磨料颗粒。

所述缓释型磨料颗粒包括磨料和缓释剂，所述缓释剂包括为水溶性树脂和固化粒子，缓释型磨料颗粒的各个组成成分：磨料25wt％-50wt％、水溶性树脂25wt％-62wt％、固化粒子10wt％-25wt％。

本实施例中，所述缓释型磨料颗粒的各个组成成分为：

磨料25wt％、水溶性树脂50wt％、固化粒子25wt％；

或者是：磨料28wt％、水溶性树脂62wt％、固化粒子10wt％；

再或者是：磨料48wt％、水溶性树脂30wt％、固化粒子22wt％；

又或者是：磨料50wt％、水溶性树脂25wt％、固化粒子25wt％。

Claims

1.一种缓释型柔性磨具，其特征在于，磨具为多孔式硅胶，磨具微孔内含缓释型磨料颗粒，抛光过程中缓释型磨料颗粒在接触碱性水溶液时，缓慢释放出磨料颗粒参与到工件的抛光过程；所述多孔式硅胶为多孔式柔性耐磨硅胶，内含微孔，直径在1-5μm，用于存放缓释型磨料颗粒；所述缓释型磨料颗粒，在磨料中加入了缓释剂，所述缓释剂包括水溶性树脂和固化粒子，缓释型磨料颗粒的各个组成成分：磨料25wt％-50wt％、水溶性树脂25wt％-62wt％、固化粒子10wt％-25wt％，使得磨料在水溶液很难溶解；所述缓释剂与磨料结合后，使得磨料难溶于水溶液，通过改变水溶液的pH值，改善缓释型磨料的释放速率。

2.一种如权利要求1所述的缓释型柔性磨具实现的抛光方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)选用工件夹具；

2)将缓释型柔性磨具装夹在工件夹具上；

3)输入水溶液，浸入缓释型柔性磨具内；

5)抛光结束。

3.如权利要求2所述的抛光方法，其特征在于，所述步骤3)中，通过改变水溶液的pH值，改善缓释型磨料的释放速率。

4.如权利要求3所述的抛光方法，其特征在于，所述缓释型磨料颗粒包括磨料和缓释剂，所述缓释剂包括水溶性树脂和固化粒子，缓释型磨料颗粒的各个组成成分：磨料25wt％-50wt％、水溶性树脂25wt％-62wt％、固化粒子10wt％-25wt％。