专利名称：研磨机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及研磨技术领域，特别涉及一种对处于非常温工作状态下 的工件进行研磨的研磨机构。
背景技术：
在机械加工中，由于研磨技术具有加工精度高、加工效率高等其它加工 工艺无法比拟的特点，在现代加工行业中得到广泛的运用。
现在一般的的研磨机构是在常温下，以磨床直接对工一牛进行加工。研磨 是以砂轮或其他磨具(如油石、砂瓦、磨头、砂带和研磨膏等)对工件进行 加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的研磨过程实际上是磨粒对工件表面的 切削、犁沟和滑擦三种作用的综合效应。
在一般研磨过程中，比压和摩擦较大，产生的研磨区温度较高。并且， 研磨消耗的能量几乎全部转变为研磨热，根据研磨条件的不同，研磨热约有
60~85%进入工件，10 30%进入砂轮，0.5~30%进入磨屑，另有少部分以传导、 对流和辐射形式散出，磨粒经过研磨区的时间极短， 一般在0.01-0.1豪秒以 内，在这期间以极大的加热速度使工件表面局部温度迅速上升，形成瞬时热 聚集现象，由此影响工件表层材料的性能。工件表面常常因热塑性变形而产 生残余拉应力。对此，有针对性地降低研磨表面的温度，减少由此产生的塑 性变形，就能抑制残余拉应力的产生，甚至会产生残余压应力。在普通平面 研磨过程中不断在工件表面喷冷却液，以达到将工件加工表面温度降低，保 证研磨热不会在工件表面聚集，以保证工件表面加工精度。
申请号为200610035742.3的发明专利"一种橡胶研磨机冷却系统"，公开 了一种橡胶研磨机冷却系统，包括静磨盘冷却系统和动磨盘冷却系统，静磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统或热管、水冷复合冷却系统或热管、 水冷、风冷复合冷却系统。动磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统。该 发明对静磨盘采用以热管传热技术为核心的组合冷却技术，对动磨盘采用以 热管传热技术为核心的热管、风冷冷却技术，不需要附加复杂的水循环系统。 该发明能够有效提高制取胶粉的精细度与产量，不仅结构紧凑、冷却效果好， 而且换热效率高，可应用在立式或卧式橡胶研磨机中。
但是，上述研磨^L术还存在以下缺点
1、 现有的普通平面研磨技术可以保证处于常温下工作的工件工作精度要 求，但对于在非常温下工作的工件由于受温度影响，各个位置热变形量不一 致，无法保证工件在工作状态时精度要求。
2、 工件在研磨时很高的瞬时研磨温度在研磨过程和冷却过程中造成工件 表面层与工件母体很大的温度差，形成很大的热应力。如果热应力超过材料 的强度，就会使工件产生研磨裂紋，特别是在工件冷却过程中，如果表面层 与工件母体有较大的温度差，那么表面层就会形成很大的拉应力，并保持位
伸残余应力，甚至产生表面裂紋。裂紋的存在，哪怕是十分细小的微裂紋， 也会极大地降低工件的疲劳强度，大大缩短工件的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型提供一种研磨机构，以解决现有研磨技术无法保证工件在非 常温工作状态时精度要求。
热研磨技术是以普通平面研磨加工技术为基础，辅以温控装置，并对普 通平面研磨手法加以改进，消除工件在工作状态下热变形的一种新技术，它 主要用于处于非常温下工作的工件表面的研磨加工。
本实用新型研磨机构主要由普通平面磨床和温控装置组成。平面磨床用 于放置研磨工件；温控装置用于控制工件在研磨时的温度。
其中，温控装置包括加热器、电压提供装置、温控器和感温器，用于使 工件尽可能的保持恒定的温度；加热器与所要加工的工件连接，用于对工件 进行加热；电压提供装置与加热器连接，用于为加热器提供电压；温控器与
电压提供装置连接，用于向电压提供装置发送信号；温控器与感温器连接， 感温器与所要加工的工件连接，感温器用于测量工件的温度并将温度信号传 送给温控器。
电压提供装置还可以包括电源和继电器；继电器分别与温控器和加热器 连接，用于接收温控器的信号并闭合加热器所在的回路，对工件进行加热； 电源用于为加热器提供电压。
电压提供装置还可以包括漏电断路器，漏电断路器与加热器串接，用于 保护电路的安全，当电路中出现短路电流时，漏电断路器立即自动断开电路， 保护负载安全。
另外，温控装置还包括电开关，电开关与温控器连接，用于控制温控器 的工作状态。
在进行热研磨过程中，因为工件始终保持较高的温度，需将工件底部加 装隔热装置，避免工件与其它部件之间有热传递，影响工件加工精度。普通 平面研磨技术采用在研磨过程中使用冷却液来降低工件表面温度，而热研磨 需要保持工具在设定的恒定温度下进行研磨，所以不采用普通研磨中喷冷却 液进行冷却的方法。
在研磨过程中首先打开电开关接通电源，此时感温器对工件的温度进行 测量，若工件处于常温状态，则温控器导通加热器的回路，使加热器开始对 工件进行加热；当工件的温度达到某一预先设定的温度时，温控器断开加热 器的回路，停止对工件加热，此时妙、轮以X方向进4于研磨，并以一个来回为 一个研磨周期，完成一次研磨以后，将工件迅速退回研磨起始位置，等待工 件降温，工件重新稳定在设定温度后，开始第二次研磨；在研磨时感温器始 终保持对工件温度的测量，当工件的温度低于设定的温度时便对工件进行加 热。
在热研磨中，工件始终保持在较高温度的状态，砂轮旋转引起空气流动 可以将工件局部温度降低，引起工件各个位置变形不一致，导致工件精度不 高。因此采用在工件四周设置研磨保护罩，并在研磨过程中，在工件上方设 置一块挡板，在进行X轴研磨时，将挡板迅速除去，完成X轴研磨后，将挡
板迅速盖上，保证在研磨过程中工件整体温度稳定。
本实用新型的有益效果是
1、 在热研磨过程中，工件始终基本保持在恒定的温度下，且工件各部分 的温度相同，克服了工件需在非常温下工作时热变问题。图7为工件经过普 通研磨后在275。 C的工作环境中的平面度变形测量图，由图中可以看出工件 的变形量较大；图8为工件经过本实用新型的研磨机构的研磨后，在275° C 的工作环境中的平面度测量图，由图中可以看出工件基本没有变形；因此可 以得出的结论是本实用新型的研磨机构可以很好地保证工件在非常温的工 作温度下的精度要求。
2、 温控装置使整个工件都处于较高温度的状态，工件表面和工件母体的 温度相一致，不会形成热应力。因此也不会产生研磨裂紋，提高了工件的使 用寿命。
图1为研磨机构结构示意图2为温控装置与工件连接关系示意图3为温控装置的第一实例电路图4为温控装置的第二实例电路图5为工件保护措施示意图6为工件研磨位置实施例示意图7为工件普通研磨后平面度曲线示意图8为工件在本实用新型研磨机构的研磨下的平面度曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明。
本实用新型提供一种研磨机构，该研磨机构突破性地将热研磨技术运用 到研磨中，热研磨技术是以普通平面研磨加工技术为基础，辅以温控装置，
并对普通平面研磨手法加以改进，消除工件在非常温的工作状态下热变形的 一种新技术，它主要用于处于非常温下工作的工件表面的研磨加工。
如图1所示，研磨机构11由普通平面磨床12和温控装置13组成。平面 磨床12用于研磨工件；温控装置13用于控制工件在研磨时的温度。
如图2所示，温控装置13包括加热器22、电压提供装置23、温控器24 和感温器25。所需加工的工件21放置于平面磨床12上；加热器22与所要加 工的工件21连接，用于对工件21进行加热；电压提供装置23与加热器22 连接，用于为加热器22提供电压；温控器24分别与电压提供装置23、感温 器25连接，用于接收感温器25测量的温度信号以及向电压提供装置23发送 信号；感温器25与所要加工的工件21连接，用于测量工件21的温度并将温 度信号传送给温控器24。
感温器25可以为热电偶，热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件。 热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合 回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势。闭合回路中产生的 热电势有两种电势组成，温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两 端因温度不同而产生的电势,不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生 的电势也不相同。而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因 为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定的平衡后 所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接 触点的温度。温控器24可以根据热电偶测得的热电势控制加热器是否导通。
加热器22可以由加热棒或其他一些发热器件构成。
电压提供装置23可以包括电源和继电器31，电源用于为加热器提供电压， 继电器31分别与温控器24和加热器22连接，用于接收温控器24的信号并 闭合加热器22所在的回路，对工件21进行加热。
继电器31可为交流固态继电器，交流固态继电器ssr (solid state releys) 是一种无触点通断电子开关，为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端,另 外两端为输出受控端，中间采用光电隔离，作为输入输出之间电气隔离(浮 空)。在输入端加上直流或脉冲信号，输出端就能从关断状态转变成导通状态，
无信号时呈阻断状态。因此，当温控器24向继电器31发送信号时，继电器 31变为导通状态；当温控器24停止向继电器31发送信号时，继电器31变为 断开状态。
如图3为本实用新型的温控装置第一实施例示意图，温控装置13包括加 热器22、温控器24、感温器25和继电器31，用于偵j寺加工的工件21尽可能 的保持恒定的温度；温控器24具有多个端口，每两个端口组成一组，用于根 据感温器25测量到的工件21温度判断是否要对工件21加热；继电器31具 有一组或多组端口，加热器22与继电器的一组端口串接后连接到电源，形成 第一个回路，且继电器31的一组端口与温控器24的一组端口连接，用于接 受温控器24发送来的信号，并对工件21进行加热；温控器24的一组端口与 电源连接，形成第二回路，用于提供温控器24工作的电压；感温器25两端 与温控器24上一组端口连接，形成第三个回^各，用于测量工件21的温度。
温控装置13工作时，继电器31处于断开状态，将加热器22、感温器25 与待研磨工件21连接，感温器25测量工件21的温度，并把测量到的温度传 输给温控器24，开始工作时，工件21的温度一般为常温，因此温控器24向 继电器31发送信号，继电器31闭合并导通加热器22的回路，加热器22对 工件21进行加热。当工件21超过某一预先设定的温度时，感温器25将工件 21的温度信息传输给温控器24，温控器24停止向继电器31发送信号，继电 器31断开加热器22所在的回路，并停止对工件21加热。
当工件21达到预先设定的温度时，砂轮开始对工件21进行研磨，普通 平面研磨技术采用在研磨过程中使用冷却液来降低工件21表面温度，而热研 磨需要保持工件21在设定温度下进行研磨，所以不采用普通研磨中喷冷却液 进行冷却的方法。在研磨过程中以X方向一个来回为一个研磨周期，完成一 次研磨以后，将工件21迅速退回研磨起始位置，等工件重新稳定在设定温度 后，开始第二次研磨，在研磨时感温器25始终保持对工件21温度的测量， 当工件21的温度低于设定的温度时便对工件21进行加热。
电压提供装置还可以包括漏电断路器41,漏电断路器41与加热器22串 接，用于保护电路的安全。
温控装置13还可以包括电开关42，电开关42与温控器24连接，用于控 制温控器24的工作状态。
图4为本实用新型的温控装置第二实施例示意图，温控装置13包括加热 器22、温控器24、感温器25、漏电断路器41、继电器31和电开关42，用于 使待加工的工件21尽可能的保持恒定的温度；温控器24具有多个端口 ，每 两个端口组成一组，用于根据感温器25测量到的工件21温度判断是否要对 工件21加热；继电器31具有一组或多组端口，加热器22与继电器31的一 组端口串接后连接到电源，形成第一个回路，且继电器31的一组端口与温控 器24的一组端口连接，用于接受温控器24发送来的信号，并对工件21进行 加热；电开关42与温控器24的一组端口串接后连接到电源，形成第二个回 路，用于控制温控装置13的工作状态；感温器25两端与温控器24上一组端 口连接，形成第三个回路，用于测量工件21的温度。温控装置13可以在第 一回路与第二回路的公共电源总线处设置漏电断路器41以确保电路安全，当 电路中出现短路电流时，立即断开电路，保护负载安全。
温控装置13工作时，继电器31处于断开状态，将加热器22、感温器25 与待研磨工件连接，合上温控装置13的电开关42,感温器25测量工件21的 温度，并把测量到的温度传输给温控器24，开始工作时，工件21的温度一般 为常温，因此温控器24向继电器31发送信号，继电器31闭合并导通加热器 22的回路，加热器22对工件21进行加热。当工件21超过某一预先设定的温 度时，感温器25将工件21的温度信息传输给温控器24，温控器24停止向继 电器31发送信号，继电器31断开加热器22所在的回路，并停止对工件21 力口热。
当工件21达到预先设定的温度时，砂轮开始对工件21进行研磨，普通 平面研磨技术采用在研磨过程中使用冷却液来降低工件表面温度，而热研磨 需要保持工件21在设定温度下进行研磨，所以不采用普通研磨中喷冷却液进 行冷却的方法。在研磨过程中以X方向一个来回为一个研磨周期，完成一次 研磨以后，将工件21迅速退回研磨起始位置，等工件重新稳定在设定温度后， 开始第二次研磨，在研磨时感温器25始终保持对工件21温度的测量，当工 件21的温度低于设定的温度时便对工件21进行加热。
如图5所示，研磨机构11工作前，先需将工件21底部加装隔热装置51, 避免工件21和其它部件之间有热传递，影响工件21加工精度，隔热装置51 可以是隔热陶瓷。
在热研磨过程中，工件21始终保持在较高温度的状态下，砂轮旋转引起 空气流动可以将工件21局部温度降低，引起工件21各个位置变形不一致， 导致工件21加工精度不高。因此采用在工件21四周增加研磨保护罩52，并 在研磨过程中，在工件21上方增加一块挡板53，以减少空气流动对工件21 温度的影响，在进行X轴进给时，将挡板53迅速除去，完成X轴研磨后， 将挡板53迅速盖上，保证在研磨过程中工件整体温度稳定。
图6为工件21的研磨位置实施例，工件21经工件固定块67固定，连接 隔热陶瓷63隔热陶瓷固定块62后，放置于电磁吸盘61上。其中，电磁吸盘 61用于吸附工件21，隔热陶瓷作用是使工件的热量不会传递到电磁吸盘上。 另外，加热器22连接于工件21上，用于加热工件21;感温器连接于工件上， 用于测量工件温度。
本实用新型的热研磨过程中，工件始终基本保持在恒定的温度下，且工 件各部分的温度相同，克服了工件需在非常温下工作时热变问题，保证工件 在非常温的工作温度下的精度要求，解决了现有研磨技术无法解决的问题， 并且，温控装置使整个工件都处于较高温度的状态，工件表面和工件母体的 温度相一致，不会形成热应力。因此也不会产生研磨裂紋，提高了工件的使 用寿命。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任 何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。
权利要求1、一种研磨机构，包括平面磨床，其特征在于，所述研磨机构还包括温控装置，所述温控装置包括加热器、电压提供装置、温控器和感温器，其中，加热器，连接所要加工的工件，用于对工件进行加热；电压提供装置，连接加热器，用于为加热器提供电压；感温器，连接所述工件，用于将测量到的工件温度传送给温控器；温控器，分别连接电压提供装置和感温器，用于将接收到的感温器发送的温度与预先设定的温度做比对，控制电压提供装置的开关来控制加热器是否加热。
2、 如权利要求1所述的研磨机构，其特征在于，所述电压提供装置包括 继电器和电源，继电器分别连接电源、加热器和温控器，其用于接收温控器 的控制信号打开或闭合加热器和电源之间的连接。
3、 如权利要求2所述的研磨机构，其特征在于，还包括漏电断路器，所 述漏电断路器设置在电源与继电器之间。
4、 如权利要求1所述的研磨机构，其特征在于，还包括电开关，电开关 设置在电源与温控器之间，用于控制温控器的工作状态。
5、 如权利要求1所述的研磨机构，其特征在于，所述研磨机构还包括研 磨保护罩，研磨保护罩设置在工件的四周。
6、 如权利要求1或2所述的研磨机构，其特征在于，所述感温器为热电偶。
7、 如权利要求1或2所述的研磨机构，其特征在于，所述加热器为若干 力口热棒。
8、 如权利要求1或2的研磨机构，其特征在于，所述研磨机构还包括隔 热装置，隔热装置设置在工件底部。
专利摘要本实用新型公开了一种研磨机构，包括平面磨床和温控装置，温控装置用于控制所需加工的工件的温度。温控装置包括加热器、电压提供装置、温控器和感温器，加热器，连接所要加工的工件，用于对工件进行加热；电压提供装置，连接加热器，用于为加热器提供电压；感温器，连接所述工件，用于将测量到的工件温度传送给温控器；温控器，分别连接电压提供装置和感温器，用于将接收到的感温器发送的温度与预先设定的温度做比对，控制电压提供装置的开关来控制加热器是否加热。本实用新型优点在于可以保证对处于非常温工作状态下的工件研磨后的精度要求。
文档编号B24B7/10GK201061859SQ20072007232
公开日2008年5月21日 申请日期2007年7月10日 优先权日2007年7月10日
发明者钱 周, 朱卫卫, 潘轩林 申请人:华映视讯(吴江)有限公司