一種基于研磨盤表面自生長(zhǎng)的連續(xù)研磨機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及研磨/拋光領(lǐng)域，尤其是超精密研磨加工領(lǐng)域。
[0002]發(fā)明背景
[0003]超精密研磨拋光是超精密加工領(lǐng)域的一種主要加工方法，近年來發(fā)展起來的超精密研磨拋光是一種可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)材料工件高精度、高質(zhì)量加工的方法。一般的研磨拋光方法采用的加工方式是:在表面平整均勻的研磨盤上鋪設(shè)固著磨粒，加工工件安裝于研磨盤上方的工件安裝頭上，研磨時(shí)，在工件安裝頭上施加壓力，研磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件與固著磨粒間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行磨削從而完成研磨加工。另一方面，一般所用的研磨盤表面附著著大量的磨粒，并由于研磨盤制作工藝的局限，研磨盤表面會(huì)出現(xiàn)磨粒分布不均造成的凹槽，同時(shí)在加工過程中，由于壓力等外部因素，使得研磨盤表面不同部位磨粒與工件間磨削程度不同，會(huì)造成局部磨粒磨損加劇，進(jìn)一步造成研磨盤表面的局部凹陷及研磨盤表面的不平整，使得工件安裝頭和工件在與研磨盤接觸的過程中，產(chǎn)生振動(dòng)和跳動(dòng)，危害工件加工質(zhì)量和精度。
[0004]目前常用的研磨盤修復(fù)保養(yǎng)方法是:利用硬脂和硫?yàn)榛A(chǔ)的各種浸漬劑來處理磨盤，即將研磨盤拆下來然后放入被加熱到130-135?的浸漬劑溶融物中，將研磨盤從浸漬劑溶融物中抽出來以后甩掉多余的浸漬劑溶融物，再利用電鍍金剛石的修正輪修整，整個(gè)修復(fù)工作需要幾個(gè)小時(shí)。
[0005]使用常規(guī)方法修復(fù)研磨盤，需要將磨盤拆卸下來，而根據(jù)研磨盤的磨損速度一般需要5天對(duì)研磨盤修復(fù)一次，采用傳統(tǒng)修復(fù)方法，修復(fù)繁瑣麻煩耗費(fèi)人力同時(shí)耗費(fèi)時(shí)間，而所用修復(fù)材料對(duì)環(huán)境有污染，且修復(fù)效果不佳，更為重要的是，研磨盤在修復(fù)時(shí)需要拆卸，這樣工件無法繼續(xù)加工，影響了工件加工進(jìn)度，降低了生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種既能夠進(jìn)行工件研磨加工又能快速對(duì)研磨盤進(jìn)行修復(fù)、同時(shí)修復(fù)效果好修復(fù)原理簡(jiǎn)單、且能實(shí)現(xiàn)工件加工與研磨盤表面修復(fù)同步進(jìn)行的研磨機(jī)構(gòu)。
[0007]為了解決這一問題，本發(fā)明提出了一種基于研磨盤表面自生長(zhǎng)的連續(xù)研磨機(jī)構(gòu)，主要包括研磨盤、扇形噴頭、磨粒噴射頭、UV光燈管、吸盤、工件安裝頭，在所述研磨盤上方，沿逆時(shí)針方向依次安裝有所述扇形噴頭、所述磨粒噴射頭、所述UV光燈管、所述吸盤、所述工件安裝頭，所述研磨盤沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所述扇形噴頭噴灑UV光固化涂料在所述研磨盤表面，然后進(jìn)行所述研磨盤表面自生長(zhǎng)，所述磨粒噴射頭將磨粒以一定速度噴射到UV光固化涂料表面，所述工件安裝頭可以通過雙向氣缸調(diào)節(jié)高度且始終保持工件被所述研磨盤加工直至加工結(jié)束。
[0008]所述研磨盤表面自生長(zhǎng)是將一種UV光固化涂料均勻噴灑覆蓋在研磨盤表面后，照射UV光引發(fā)UV光固化涂料固化，從而在研磨盤表面生長(zhǎng)出一層均勻平整的研磨層，其具體操作是:研磨盤沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，首先將UV光固化涂料均勻噴灑于研磨盤表面，然后均勻噴射磨粒于UV光固化涂料上，最后照射UV光，引發(fā)UV光固化涂料固化生長(zhǎng)成一層硬質(zhì)平整面，同時(shí)使磨粒借助于UV光固化涂料固著于研磨盤表面，這樣，利用UV光固化涂料修復(fù)了研磨盤表面的凹坑及刮痕的同時(shí)形成了新的更加均勻平整的研磨層。
[0009]所述的UV光固化涂料是一種新型環(huán)保型節(jié)能涂料，在UV光(紫外線)的照射下，液態(tài)涂料中的光引發(fā)劑受激發(fā)變?yōu)樽杂苫蜿?yáng)離子，從而引發(fā)UV光固化涂料中具有反應(yīng)活性的物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終導(dǎo)致體型結(jié)構(gòu)的形成，從而使UV光固化涂料固化，其固化時(shí)間根據(jù)厚度不同而改變，具體固化時(shí)間可以控制在I分鐘內(nèi)。本發(fā)明利用UV光固化涂料的這種特性，將其噴灑在研磨盤表面，然后引發(fā)UV光固化涂料固化，即相當(dāng)于讓研磨盤表面生長(zhǎng)出一層新的研磨層，形成的研磨層的硬度大、厚度可控，故稱這種方法為研磨盤表面自生長(zhǎng)技術(shù)。由于UV光固化涂料的固化時(shí)間很短且無需拆卸研磨盤，所以這種方法快捷簡(jiǎn)單。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)研磨機(jī)構(gòu)的研磨盤表面自生長(zhǎng)與工件加工同時(shí)進(jìn)行，將研磨機(jī)構(gòu)分為兩個(gè)部分:一部分稱之為修復(fù)區(qū)，主要進(jìn)行研磨盤表面自生長(zhǎng)工作；另一部分稱之為工作區(qū)，主要進(jìn)行工件的加工工作。這樣，控制研磨盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度以及UV光固化涂料的固化時(shí)間，可以保證當(dāng)研磨盤某一區(qū)域的UV光固化涂料固化和磨粒固著工作(即修補(bǔ)工作)完成時(shí)，該區(qū)域正好轉(zhuǎn)動(dòng)至工作區(qū)，使得固著好的磨粒能夠正常研磨工件，而所述工件安裝頭夾持工件，使工件一直被研磨盤加工，直至整批工件加工結(jié)束。
[0011]進(jìn)一步的，由于研磨盤在進(jìn)行修復(fù)時(shí)需要一定時(shí)間，需調(diào)整研磨盤低速轉(zhuǎn)動(dòng)，如此會(huì)導(dǎo)致工件在研磨加工時(shí)由于研磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度不夠引起的研磨效率降低、磨削度不夠等問題，因此，本發(fā)明在工件安裝頭上安裝了旋轉(zhuǎn)電機(jī)，增加工件自轉(zhuǎn)速度，加劇工件與研磨盤之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0012]由于研磨盤在研磨工件時(shí)一般會(huì)在研磨盤表面添加研磨液，所謂研磨液即磨粒的混合液，其作用是使磨粒與工件磨削，增加研磨盤對(duì)工件的磨削速度，因此，本發(fā)明在研磨盤表面自生長(zhǎng)時(shí)，所述磨粒噴射頭將磨粒以一定速度噴射出去并鑲嵌于UV光固化涂料表面，這樣使更多的磨粒暴露在UV光固化涂料表面上，保證研磨時(shí)的磨削速度及工件加工效率。
[0013]進(jìn)一步的，為了保證磨粒在噴射過程中更加均勻的鑲嵌于UV光固化涂料中，磨粒噴射頭的形狀為扇形，其噴口面積不變而分布原則為:近研磨盤圓心處分布少而遠(yuǎn)研磨盤圓心處分布多。
[0014]進(jìn)一步的，考慮到在UV光固化涂料的噴灑過程中，研磨盤保持旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生向心力，同時(shí)基于圓盤的特性:圓盤不同直徑處線速度不同，離圓心遠(yuǎn)處圓環(huán)線速度大、被噴灑的時(shí)間短而近圓心處圓環(huán)線速度小、被噴灑的時(shí)間長(zhǎng)，若用同等噴灑量噴灑整個(gè)圓盤，會(huì)導(dǎo)致中心盤厚度較外環(huán)厚。因此，采用了所述的扇形噴頭，所述扇形噴頭的噴口的面積變化原則是近研磨盤圓心處面積小且分布少，遠(yuǎn)圓心處面積大且分布多，這樣使UV光固化涂料涂料在近圓心環(huán)內(nèi)噴灑的范圍小、量少而在遠(yuǎn)研磨盤圓心處噴灑的范圍大、量多，保證UV光固化涂料更加均勻的噴灑于研磨盤上。
[0015]進(jìn)一步的，為了保證UV光的固化時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)研磨盤表面自生長(zhǎng)與工件加工同步進(jìn)行，需要對(duì)UV光的照射進(jìn)行改進(jìn)，在保證固化時(shí)間達(dá)到要求的同時(shí)保證UV光固化涂料的固化一致性。所述的UV光燈管共有3排，3排UV光燈管呈弧形排列，其照射的UV光跨度為研磨盤半徑，所述UV光燈管采用線光源，每排UV光燈管有燈罩罩住，避免UV光發(fā)散并保證每排燈管的UV光照射區(qū)域正好相連而又不交叉，這樣保證UV光固化涂料固化的一致性，同時(shí)可以通過提高燈管功率減少固化時(shí)間。
[0016]由于磨粒是在噴灑UV光固化涂料之后噴射到UV光固化涂料上面的，考慮到有些磨粒由于沒有完全固著而脫落，同時(shí)工件加工后被磨削掉的磨粒脫落后再研磨盤表面，使用了一種吸盤，通過吸盤能夠把脫落的磨粒吸走，避免其影響工件的研磨工作。
[0017]進(jìn)一步的，由于整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理是:所述研磨盤一邊進(jìn)行自生長(zhǎng)修復(fù)，一邊進(jìn)行工件的加工。這樣，會(huì)導(dǎo)致所述研磨盤表面研磨層的厚度不斷增加，從而使工件與研磨帶之間的貼合壓力增加影響工件的加工量，所述工件安裝頭上方安裝有雙向氣缸，所述雙向氣缸控制所述工件安裝頭的升降以及工件與所述研磨帶之間的貼合壓力，保證工件與所述研磨盤之間的貼合壓力在合適范圍內(nèi)，所述工件安裝頭夾持工件，保持工件在所述研磨盤進(jìn)行表面自生長(zhǎng)時(shí)始終被所述研磨盤加工，直至工件加工完成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工生產(chǎn)和操作；(2)對(duì)研磨盤修復(fù)更加簡(jiǎn)單快捷且無需拆卸；(3)實(shí)現(xiàn)研磨盤修復(fù)與工件加工同步進(jìn)行，極大提高了工件加工效率；(4)采用UV光固化涂料，固化速度快，保證了加工效率，且污染??；(5)采用UV光固化涂料與磨粒分開噴灑的方式，保證了 UV光固化涂料與磨粒噴灑的均勻性與平整性，同時(shí)使更多的磨粒能夠磨削工件，保證了工件磨削速度；(6)研磨盤表面生長(zhǎng)出的研磨層平整度及精度更高，修復(fù)后研磨盤表面更加平整。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明研磨機(jī)構(gòu)整體剖視圖。
[0020]圖2為本發(fā)明研磨機(jī)構(gòu)去除頂蓋俯視圖。
[0021]圖3為本發(fā)明扇形噴頭噴口結(jié)構(gòu)圖。