[发明专利]一种变粒度螺旋形磨盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种变粒度螺旋形磨盘，适用于光学元件、非晶薄膜衬底等工件表面的研磨与抛光加工。

背景技术

研磨是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工（如切削加工）。研磨可用于加工各种金属和非金属材料，加工的表面形状有平面，内、外圆柱面和圆锥面，凸、凹球面，螺纹，齿面及其他型面。加工精度可达IT5～01，表面粗糙度可达Ra0.63～0.01微米。

抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。

当我们需要对代加工工件进行光整加工，用以改善工件表面粗糙度或强化其表面的加工过程，通常同时采用研磨和抛光。传统的利用研磨盘或者抛光盘的光整系统将研磨与抛光工序分开，使得由研磨过度到抛光时系统需要将研磨盘更换为抛光盘，很难提升加工效率。即使是单一的研磨加工，单一磨粒粒度的研磨盘也并不能使工件完全达到所需的表面粗糙度或者需要很长的加工时间。且传统的研磨和抛光系统，加工时需要人为添加砝码或由工件和承托工件的器件本身的重力来决定施加于工件表面与研磨盘（或抛光盘）表面的压力，这使得所是施加的压力不能根据加工需求得到动态调节而且无法得到低于工件和承托工件的器件本身的重力的压力，在更换研磨盘或抛光盘后需添加或者更换砝码，由于砝码的质量固定，很难实现施加压力的连续变化，从而影响了加工质量，并且受人为因素影响大，很难实现自动化。

发明内容

为了克服现有技术加工中存在的加工效率低、自动化程度不高、抛光和研磨加工需要分开等缺点，本发明提供一种可以集粗磨、精磨、粗抛、精抛为一体的一种变粒度螺旋形磨盘。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种变粒度螺旋形磨盘，包括研磨盘和工件进给机构，研磨盘表面上装有螺旋形挡板,研磨盘的表面粒度随着螺旋形挡板梯度式变化；研磨盘固定在底座上，底座内装有驱动研磨盘的驱动电机，底座侧面固接旋转座，旋转座上设有旋转臂，所述旋转臂连接工件进给机构；工件进给机构包括工件安装头、支撑座、气缸、工件电机、转轴和工件电机固定板，支撑座上装有气缸，气缸的活塞杆通过螺母固接工件电机固定板，工件电机固定板上固定工件电机，工件电机通过联轴器连接竖直放置的转轴；支撑座上设有竖直向下的轴孔，转轴和支撑座通过圆锥滚子轴承连接，转轴底部连接工件安装头；工件电机固定板水平放置并设有两个竖直向下的导向杆孔，导向杆孔内穿过两根导向杆，两根导向杆的底部固定在支撑座上；工件电机、减速器、转轴、工件安装头、工件电机固定板组成的系统在气缸的作用下上下运动。

进一步的，研磨盘的盘面粒度随着螺旋形挡板变化，越靠近螺旋形中心，研磨盘的盘面粒度越高。

本发明的技术构思为：利用螺旋形研磨盘对工件进行连续加工，研磨盘的盘面粒度随着螺旋形挡板变化，越靠近螺旋形中心，研磨盘的盘面粒度越高，工件在研磨盘上加工时，因为磨料粒度不断变化，同时研磨线速度随着越靠近研磨盘中心越慢，从而实现不同精度的研磨加工；研磨盘上设有螺旋形挡板，可以防止加工的时候磨屑溅落到相邻的区域；研磨盘的底座侧面上装有旋转座，旋转座上的旋转臂可以带动工件进给机构以旋转座为中心自由转动。

工件安装头在进入研磨盘后与研磨盘上的挡板接触。工作时，在驱动电机的驱动下研磨盘转动，此时通过挡板能给工件安装头一个径向力，从而带动整个工件进给系统绕旋转座旋转，实现工件安装头从螺旋形研磨盘外圈到内圈的运动；同时工件安装头在电机的驱动下自转实现待加工表面的加工纹理无序化。

工件安装头、转轴、联轴器、工件电机、工件电机固定板组成的系统本身的重力已经足够提供工件研磨时所需的压力，因此无需再配重提供额外的压力。上述系统在气缸座的作用下上下运动，从而实现工件安装头进入研磨盘与离开研磨盘。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明结构简单紧凑，成本较低，自动化程度高，通过螺旋形研磨盘的磨料粒度梯度化设计，可以对工件分别进行从粗磨到精抛的不同程度的加工；研磨抛光盘转动的时候工件也会跟着自转运动，二者的共同作用下可实现待加工表面的加工纹理无序化从而提高了加工效率与质量。

附图说明

图1是本发明一种变粒度螺旋形研磨盘的结构示意图。

图2是本发明一种变粒度螺旋形研磨盘的结构示意图俯视图。