CN203343871U - 大单晶研磨装置 - Google Patents

Abstract

一种大单晶研磨装置，包括机架，在机架上设有操作台，操作台上一侧设有磨头装置，磨头装置包括电机，电机通过传动装置带动研磨盘旋转，操作台上另一侧设有大单晶夹具进给机构。采用上述技术方案的本实用新型，磨削出的大单晶成品平面出厂检测平面度控制在0.02毫米以内，采用前后进给电机驱动齿轮齿条式的前后进给方式，磨削速度均匀，使得研磨盘使用寿命成倍增加；另外，定位气缸所提供的磨削压力恒定可调，并可以自动控制，经试验对比磨削效率提高二倍，同时提高了产品质量。通过上述技术方案，本实用新型实现了大单晶磨削快速、精准、自动控制等目的，并大大延长了研磨盘的使用寿命。

Description

大单晶研磨装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于超硬材料深加工的设备领域，具体涉及一种大单晶研磨专用装置。

背景技术

    目前，在超硬工具如金刚石大单晶研磨加工中，研磨方式只有一种，即：人工通过夹具夹取金刚石大单晶放于研磨盘上，并通过人工做前后往复运动进行磨削，该方法存在以下缺点：①磨削压力的稳定性和前后进给速度的均匀性对于大单晶磨削平面影响很大，首先，人工拿夹具磨削大单晶时，由于人工压力不均造成研磨效率低下，其次，人工拿夹具做前后进给运动的速度不匀且前后进给量误差较大造成研磨盘出现阶梯划痕，急剧缩短研磨盘寿命；②以往大单晶研磨时，大单晶固定于夹具下部人工做前后往复运动，大单晶平面质量受影响，如果换角度磨削需将大单晶取下再次定位，费事费工，且多次定位降低研磨平面质量；③在磨削进给过程中，采用手动进给，每次进给量和磨削压力误差很大，磨削过程无法控制磨削精度，从而会大大增加废品率。

实用新型内容

针对现有技术中人工加工大单晶过程中磨削压力和速度不均匀造成的进给量误差较大、研磨平面质量低、研磨盘寿命短、磨削精度不高和产品的废品率高等问题，本实用新型提供一种能够快速、精准的磨削大单晶的研磨装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种大单晶研磨装置，包括机架，在机架上设有操作台，操作台上一侧设有磨头装置，磨头装置包括电机，电机通过传动装置带动研磨盘旋转，操作台上另一侧设有大单晶夹具进给机构。

所述进给机构包括上下进给机构和前后进给机构。

所述上下进给机构包括上下滑动装置，上下滑动装置的一侧与大单晶夹头相连，其另一侧与气缸相连，气缸的电控输出端和电控系统相连接。

所述大单晶夹头的旋转范围为360度。

所述气缸为定位气缸，定位气缸上设有控制压力的气动比例阀。

所述定位气缸内设有位置传感器。

所述前后进给机构包括前后进给电机，前后进给电机输出轴端齿轮与齿条相啮合，前后进给电机上设有定位传感器，定位传感器将采集的信号输入电控系统。

所述前后进给电机前端和后端均设有定位传感器。

所述传动装置包括研磨主轴和传动带，在研磨主轴上固定有研磨盘，研磨主轴通过传动带与电机相连。

采用上述技术方案的本实用新型，磨削出的大单晶成品平面出厂检测平面度控制在0.02毫米以内，采用前后进给电机驱动齿轮齿条式的前后进给方式，磨削速度均匀，使得研磨盘使用寿命成倍增加；另外，定位气缸所提供的磨削压力恒定可调，并可以自动控制，经试验对比磨削效率提高二倍，同时提高了产品质量。通过上述技术方案，本实用新型实现了大单晶磨削快速、精准、自动控制等目的，并大大延长了研磨盘的使用寿命。

附图说明

图1 为本实用新型的等轴侧视图；

图2 为本实用新型图1中A区域的放大视图。

附图标记如下：1、电机；2、研磨主轴；3、研磨盘；4、大单晶夹头；5、上下滑动装置；6、气缸；7、前后进给电机；8、齿轮；9、齿条；10、电控系统；11、定位传感器；12、机架；13、操作台。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种大单晶研磨装置，包括机架12，在机架12上设有操作台13，操作台13上一侧设有磨头装置，磨头装置包括电机1，电机1通过传动装置带动研磨盘3旋转，操作台13上另一侧设有大单晶夹具进给机构。

本实用新型中进给机构包括上下进给机构和前后进给机构。

进一步限制，上下进给机构包括上下滑动装置5，上下滑动装置5的一侧与大单晶夹头4相连，其另一侧与气缸6相连，气缸6的电控输出端和电控系统10相连接。

再进一步，大单晶夹头4的旋转范围为360度，360度可旋转的磨削方式使大单晶平面度更高；气缸6为定位气缸，本实用新型定位气缸是指：高精度位置气缸，用高精度位置气缸能实现大单晶磨削量的精准控制，磨削量精度不大于0.02毫米，因此大大提高了磨削效率；定位气缸上设有控制压力的气动比例阀，定位气缸的压力采用气动比例阀进行控制，可自定义定位气缸压力的大小，实现磨削力可调节且恒定输出，而且可根据高精度位置气缸提供的数据实现自动磨削；另外，定位气缸内设有位置传感器，对磨削量进行实时监控。

本实用新型中前后进给机构包括前后进给电机7，前后进给电机7输出轴端齿轮8与齿条9相啮合，采用齿轮8驱动齿条9的前后进给方式消除了因人工磨削进给速度不匀对研磨盘3的平面造成阶梯划痕的损害；前后进给电机7上设有定位传感器11，定位传感器11的设置实现了前后进给磨削量可调节，且进给量恒定更提高了研磨盘的使用寿命，定位传感器11将采集的信号输入电控系统10，从而实现磨削量的自动控制。 

进一步地，前后进给电机7前端和后端均设有定位传感器11。

本实用新型中传动装置包括研磨主轴2和传动带，在研磨主轴2上固定有研磨盘3，研磨主轴2通过传动带与电机1相连。

本实用新型工作原理如下：

电机1通过传动带经研磨主轴2带动研磨盘3做高速旋转，转速高达1200rpm, 气缸6带动大单晶夹头4在上下滑动装置5的基础上做上下运动，气缸6 提供恒定的压力使大单晶和研磨盘3摩擦磨削，压力可调范围20-80N，同时，气缸6内设有位置传感器对磨削量进行实时监控，监控精度为0.02毫米，前后进给电机7驱动齿轮8和齿条9使上下滑动装置5带动大单晶夹头4做前后往复进给运动，其移动量通过定位传感器11控制且移动量可根据所需量调整，调整范围60-80mm,前后进给速度为15mm/s,当磨削达到所设定的磨削量后电控系统自动停止，完成整个磨削过程。

Claims (9)

1.一种大单晶研磨装置，包括机架（12），其特征在于：在机架（12）上设有操作台（13），操作台（13）上一侧设有磨头装置，磨头装置包括电机（1），电机（1）通过传动装置带动研磨盘（3）旋转，操作台（13）上另一侧设有大单晶夹具进给机构。

2.根据权利要求1所述的大单晶研磨装置，其特征在于：所述进给机构包括上下进给机构和前后进给机构。

3.根据权利要求2所述的大单晶研磨装置，其特征在于：所述上下进给机构包括上下滑动装置（5），上下滑动装置（5）的一侧与大单晶夹头（4）相连，其另一侧与气缸（6）相连，气缸（6）的电控输出端和电控系统（10）相连接。

4.根据权利要求3所述的大单晶研磨装置，其特征在于：所述大单晶夹头（4）的旋转范围为360度。

5.根据权利要求3或4所述的大单晶研磨装置，其特征在于：所述气缸（6）为定位气缸，定位气缸上设有控制压力的气动比例阀。

6.根据权利要求5所述的大单晶研磨装置，其特征在于：所述定位气缸内设有位置传感器。

7.根据权利要求2或3或4所述的大单晶研磨装置，其特征在于：所述前后进给机构包括前后进给电机（7），前后进给电机（7）输出轴端齿轮（8）与齿条（9）相啮合，前后进给电机（7）上设有定位传感器（11），定位传感器（11）将采集的信号输入电控系统（10）。

8.根据权利要求7所述的大单晶研磨装置，其特征在于：所述前后进给电机（7）前端和后端均设有定位传感器（11）。

9.根据权利要求1所述的大单晶研磨装置，其特征在于：所述传动装置包括研磨主轴（2）和传动带，在研磨主轴（2）上固定有研磨盘（3），研磨主轴（2）通过传动带与电机（1）相连。

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