专利名称：一种磁控砂轮的生产方法
技术领域：
本发明涉及精密光整加工技术领域，尤其是一种磁控砂轮的生产方法，适用于微 小非球面光学零部件及其模具的精密磨削加工。
背景技术：
高精度光学系统中广泛使用高质量的非球面镜。问题在于，这些光学零部件及其 模具的加工和制造的要求非常高。在硬脆材料的微小非球面透镜及其光学模具的制造技术 中，最为有效的保持高形状精度和高表面质量创成的手段是采用微小直径的微粉质砂轮进 行斜轴透镜纳米磨削。为适应微小非球面等微结构产品的磨削要求，微结构斜轴镜面磨削 工艺对砂轮有以下要求1)为获得表面质量均勻的超光滑表面，必须保证构成砂轮磨料层 的磨粒的粒径均勻，且磨粒的分布也尽可能均勻；2)砂轮直径必须足够小，不易变形，其刚 性必须满足pv-lOOnm以下高面型精度的要求；3)必须采用微粉结构从而可使被加工件达 到纳米级的表面粗糙度和低亚表面损伤。而传统的砂轮显然存在一个缺陷，那就是构成其磨料层的磨粒分布不均勻，由于 这一缺陷造成了砂轮的磨料层表面粗糙度不均勻，从而无法获得精确的磨削效果。因此，如 何获得磨料层磨粒有序分布的技术手段，是微细砂轮生产中必须考虑的问题。日本名古屋 大学的梅原德次教授与和中国西安交通大学的朱永生教授合作，共同研究开发出了一种固 态磁性复合抛光体。这种抛光体实际上是一种可固化的磁流变液，它由磁性颗粒、磨粒以 及高分子聚合物，如树脂，按照一定比例混合而成。高温状态下该高分子聚合物融化，使得 MAGIC(英文Magnetic Intelligent Compounds的缩写，中文译文为磁性智能复合材料) 成为一种磁流体或磁流变液，这种磁流体或磁流变液在外加磁场的作用下经冷却固化即可 作为研磨体或抛光体的材料。上述MAGIC磨石材料的制备过程是将搅拌均勻的MAGIC流体 倒入所需要抛光的工件，然后外加固定磁场，在磁场的作用下冷却形成MAGIC磨石。这种磨 石可用于复杂型面及狭小型面的内表面的机械化抛光，但是没有利用旋转磁场的控制。中 国北京清华大学的王先奎教授针对其镜面程度的表面粗糙度和高形状精度的超精密镜面 磨削加工的要求，提出了采用电解调整后的树脂-金属复合结合剂金刚石微分砂轮的方法 来解决这一问题。但他也仅仅只对直径为C 200mm的SD1500 (中文译文为1500#人造金刚 石。)砂轮进行了实验，没有提出最终解决方案，更没有针对直径小于0 IOmm的砂轮提出解 决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种磁控砂轮的生 产方法，使用这种方法能够制造出其磨料层的磨粒粒径均勻、磨粒分布均勻、小巧而不易变 形的微粉级磁控金刚石砂轮。本发明的技术解决方案是，所述磁控砂轮的生产方法是采用如下原料和工艺步骤 制得磁控砂轮产品
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一、备料。依次按70 95 30 40 30 50重量比取用金刚石微粉磨粒、羟 基铁粉、树脂混合并均勻搅拌得混合物备用；二、加热。将步骤一所得均勻搅拌的混合物进行常规加热处理，加热温度范围为 70°C 120°C，为防止气泡产生，可添加适量消泡剂；三、浇注。将步骤二所得经过加热处理的混合物浇注入依据订单要求预设之磁控 砂轮模具内，同时向模具内浇注物常规方法施加通过固定磁体或速度可调的旋转磁体获得 的磁场，或者常规方法施加电磁场，使模具内浇注物的磁性物质即上述羟基铁粉在磁场作 用下规则排列，进而使得浇注物内的金刚石微粉磨粒也规则排列，然后冷却10 60min，待 模具内浇注物凝固成型即可脱模得成品。本发明的有益效果是，使用这种方法生产的磁控砂轮产品，其磨料层的磨粒粒径 均勻、磨粒分布亦均勻，且体形小巧而不易变形，在超精密磨削加工时可以使被磨削表面质 量均勻，由于成本降低而质量提高故同时也是一种符合绿色环保要求的加工工艺。
具体实施例方式实施例1 一、取金刚石微粉磨粒70克、羟基铁粉30克、树脂30克混合并均勻搅拌；二、将步骤一所得混合物进行常规加热处理，温度范围为70°C 120°C，为防止气 泡产生，加热处理时加入消泡剂5克；三、将步骤二所得混合物浇注入预设之磁控砂轮模具内，同时向模具内浇注物常 规方法施加通过固定磁体或速度可调的旋转磁体获得的磁场，使模具内浇注物的上述羟 基铁粉在磁场作用下规则排列，使浇注物内的金刚石微粉磨粒也规则排列，然后冷却10 60min，待模具内浇注物凝固成型脱模得成品。实施例2:一、取金刚石微粉磨粒95克，羟基铁粉40克、树脂50克混合并均勻搅拌；二、将步骤一所得混合物进行常规加热处理，温度范围为70°C 120°C ；三、将步骤二所得混合物浇注入预设之磁控砂轮模具内，同时向模具内浇注物常 规方法施加电磁场，使模具内浇注物的上述羟基铁粉在磁场作用下规则排列，使浇注物内 的金刚石微粉磨粒也规则排列，然后冷却10 60min，待模具内浇注物凝固成型脱模得成品。
权利要求
1. 一种磁控砂轮的生产方法，该方法是采用如下原料和工艺步骤一、备料，依次按70 95 30 40 30 50重量比取用金刚石微粉磨粒、羟基铁 粉、树脂混合并均勻搅拌得混合物备用；二、加热，将步骤一所得混合物进行常规加热处理，加热温度范围为70°C 120°C；三、浇注，将步骤二所得混合物浇注入预设磁控砂轮模具内，同时向模具内浇注物常规 方法施加通过固定磁体或速度可调的旋转磁体获得的磁场，或常规方法施加电磁场，使模 具内浇注物的上述羟基铁粉在磁场作用下规则排列，使浇注物内的金刚石微粉磨粒也规则 排列，冷却10 60min，脱模得成品。
全文摘要
一种磁控砂轮的生产方法，该方法采用如下原料和工艺步骤1.依次按70～95∶30～40∶30～50重量比取用金刚石微粉磨粒、羟基铁粉、树脂混合搅拌；2.常规加热处理，温度范围为70℃～120℃；3.注入磁控砂轮模具，施加电磁场，使浇注物的羟基铁粉与金刚石微粉磨粒规则排列，冷却，脱模得成品。使用这种方法生产的磁控砂轮产品，其磨料层的磨粒粒径均匀、磨粒分布亦均匀，且体形小巧不易变形，超精密磨削加工时可使被表面质量均匀，成本降低而质量提高，是一种符合绿色环保要求的加工工艺。
文档编号B24D18/00GK102085645SQ20101054741
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者余剑武, 尹韶辉, 王宇, 王明, 胡天, 贺建波, 陈逢军 申请人:湖南大学