双面研磨机及研磨工艺的制作方法

本发明涉及研磨技术领域，尤其是涉及一种双面研磨机及研磨工艺。

背景技术：

研磨机是用涂上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的磨床。主要用于研磨工件中的高精度平面、内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹面和其他型面。其中，单面研磨机的工作原理就是利用涂敷或者压嵌在磨盘上的磨料颗粒，通过研磨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，在加工时将被磨的工件固定于平整的工装研磨治具中，研磨盘逆时针转动，陶瓷圈带动装有工件的治具自转，重力加压或其他方式对工件施压，工件与研磨盘相对运动磨擦，来达到研磨抛光的目的。

在现有的单面研磨机中，工装研磨治具上设置有用于定位工件的定位槽，定位槽的开口处设置有装夹结构，定位槽沿工装研磨治具的周向分布有一周，装夹结构的设置使进行研磨时工装时工件装取不方便，且装载量小，从而影响研磨效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双面研磨机，以缓解现有技术中单面研磨机效率低的技术问题。

本发明提供的双面研磨机包括：驱动机构、上研磨盘、下研磨盘、太阳轮、外齿轮和用于装夹工件的游星轮，所述上研磨盘、所述下研磨盘和所述太阳轮均与所述驱动机构连接；

所述太阳轮和所述外齿轮均位于所述上研磨盘与所述下研磨盘之间，所述太阳轮的外周和所述游星轮的外周均设有轮齿，所述外齿轮呈环形且内壁设有轮齿，所述太阳轮位于所述外齿轮的内部区域，研磨过程中，所述游星轮位于所述太阳轮与所述外齿轮之间，且分别与所述太阳轮和所述外齿轮啮合，所述游星轮的端面上设置有多周定位槽。

进一步地，所述上研磨盘和所述下研磨盘的平面度均小于0.05mm。

进一步地，还包括控制机构，所述上研磨盘上设置有压力感应机构，所述压力感应机构与所述控制机构信号连接，所述控制机构与所述驱动机构信号连接。

优选地，所述外齿轮处设有光栅尺，所述光栅尺与所述控制机构信号连接。

优选地，还包括用于计数所述下研磨盘转动圈数的计数器，所述计数器与所述控制机构信号连接。

优选地，还包括时间继电器，所述时间继电器分别与所述驱动机构和所述控制机构信号连接。

进一步地，还包括修正轮，所述修正轮呈圆柱形，所述修正轮的圆周面上设有与所述太阳轮和所述外齿轮啮合的轮齿。

进一步地，所述驱动机构包括电机和直线驱动件，所述电机与所述太阳轮连接，所述直线驱动件与所述上研磨盘连接。

进一步的，所述直线驱动件包括气缸，所述气缸的活塞杆与所述上研磨盘连接。

本发明提供的包括：驱动机构、上研磨盘、下研磨盘、太阳轮、外齿轮和用于装夹工件的游星轮，上研磨盘和太阳轮均与驱动机构连接；太阳轮和外齿轮均位于上研磨盘与下研磨盘之间，太阳轮的外周和游星轮的外周均设有轮齿，外齿轮呈环形且内壁设有轮齿，太阳轮位于外齿轮的内部区域，研磨过程中，游星轮位于太阳轮与外齿轮之间，且分别与太阳轮和外齿轮啮合，游星轮的端面上设置有多周定位槽。

在使用本发明提供的双面研磨机时，使工件通过游星轮上的定位槽定位与游星轮上，游星轮上设有多周定位槽，可增加游星轮定位的工件的数量，将定位有工件的游星轮放于太阳轮与外齿轮之间，并分别与太阳轮和外齿轮啮合，太阳轮与外齿轮之间可放置多个游星轮，驱动机构驱动上研磨盘向靠近下研磨盘的方向运动，使上研磨盘与工件的上端面接触，驱动机构驱动太阳轮绕自身的轴线转动，太阳轮与游星轮啮合使太阳轮绕自身的轴线自传和绕太阳轮的轴线公转，同时驱动机构驱动上研磨盘和下研磨盘向相反的方向转动，工具与上研磨盘产生相对运动，使上研磨盘对工件进行研磨操作。

与现有的单面研磨机相比，本发明提供的双面研磨机中的游星轮可定位的工件数量增加，同时，太阳轮与外齿轮之间可放置多个游星轮，使上研磨盘同时研磨的工件的数量增加，从而提高了研磨效率。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述技术方案所述的双面研磨机研磨工件单面的研磨工艺，以缓解现有技术中单面研磨机效率低的技术问题。

本发明提供的研磨工艺包括：

将工件装夹于所述双面研磨机中的游星轮上；

将游星轮放置于所述双面研磨机中的太阳轮和外齿轮之间；

启动所述双面研磨机中的驱动机构，对所述工件进行研磨。

进一步地，对所述工件的研磨步骤包括：

在所述双面研磨机中的上研磨盘粘贴油石盘做粗磨作业，所述油石盘颗的粒度范围为6um－8um；

在所述上研磨盘上粘贴聚氨酯皮和利用氧化铝中抛液做中抛作业，所述中抛液的颗粒度范围为2um－3um；

在所述上研磨盘上粘贴阻尼布和二氧化硅，并利用精抛液做抛光作业，所述精抛液的颗粒度范围为80nm－100nm。

进一步地，在所述粗磨作业中，所述上研磨盘的转速范围为8－15r/min，所述下研磨盘的转速范围为10－20r/min，加工时间为390s，加工压力范围为25－65kg。

进一步地，在所述中抛作业中，所述上研磨盘的转速范围为10－20r/min，所述下研磨盘的转速范围为12－25r/min，加工时间为690s，加工压力范围为35－80kg。

进一步地，在所述抛光作业中，所述上研磨盘的转速范围为8－12r/min，所述下研磨盘的转速范围为10－15r/min，加工时间为450s，加工压力范围为25－45kg。

所述的研磨工艺与上述的双面研磨机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的双面研磨机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的双面研磨机中修正轮的结构示意图。

图标：100－上研磨盘；200－下研磨盘；300－太阳轮；400－外齿轮；500－压力感应机构；600－修正轮；700－气缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例提供的双面研磨机的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的双面研磨机包括：驱动机构、上研磨盘100、下研磨盘200、太阳轮300、外齿轮400和用于装夹工件的游星轮，上研磨盘100、下研磨盘200和太阳轮300均与驱动机构连接；太阳轮300和外齿轮400均位于上研磨盘100与下研磨盘200之间，太阳轮300的外周和游星轮的外周均设有轮齿，外齿轮400呈环形且内壁设有轮齿，太阳轮300位于外齿轮400的内部区域，研磨过程中，游星轮位于太阳轮300与外齿轮400之间，且分别与太阳轮300和外齿轮400啮合，游星轮的端面上设置有多周定位槽。

具体地，上研磨盘100的直径与下研磨盘200的直径相等，并且上研磨盘100的轴线方向与下研磨盘200的轴线方向相同；太阳轮300和外齿轮400均位于上研磨盘100和下研磨盘200之间，太阳轮300的轴线方向和外齿轮400的轴线方向均与下研磨盘200的轴线方向相同；太阳轮300位于外齿轮400的内部区域，游星轮的直径等于太阳轮300与外齿轮400的直径差，研磨过程中，游星轮分别与太阳轮300和外齿轮400啮合，太阳轮300带动游星轮绕太阳轮300的轴线公转，同时，游星轮绕自身的轴线自传，带动工件相对于上磨盘运动，实现对工件的研磨。游星轮的同一端面上设置有多周定位槽，每周上的定位槽均沿其所在的圆周均匀分布，多周定位槽的设置，能够增加游星轮定位工件的数量。

进一步地，上研磨盘100和下研磨盘200的平面度均小于0.05mm。

具体地，上研磨盘100和下研磨盘200的平面度可为0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm或者0.05mm等，通过控制上研磨盘100和下研磨盘200的平面度来使零件在研磨作业过程减少跳动幅度，从而提升零件抛光良率。

进一步地，还包括控制机构，上研磨盘100上设置有压力感应机构500，压力感应机构500与控制机构信号连接，控制机构与驱动机构信号连接。

控制机构用于控制驱动机构的开启和关闭，如图1所示，上研磨盘100通过支撑架设置于双面研磨机上，压力感应机构500包括压力传感器，压力传感器设置于上研磨盘100的上侧，当上研磨盘100与工件接触时，用于感应上研磨盘100与工件之间的压力。压力感应机构500与控制机构信号连接，用于将感应到的压力值传送给控制机构。

在研磨工件之前，驱动机构驱动上研磨盘100向靠近工件的方向运动，当工件与上研磨盘100接触后，压力传感器感应上研磨盘100与工件之间的压力，并将测得的压力传送至控制机构，当检测到的压力值达到极限值时，控制机构控制驱动机构停止驱动上研磨盘100继续向下运动，防止上研磨盘100对工件的压力过大而使工件产生破碎。

优选地，外齿轮400处设有光栅尺，光栅尺与控制机构信号连接。

具体地，光栅尺沿竖直方向设置用于测量被研磨工件的厚度，光栅尺与控制机构信号连接，将测量到的工件厚度传送至控制机构。

在研磨工件的过程中，光栅尺实时检测被研磨工件的剩余厚度，并将检测的数值传送至控制机构，当光栅尺检测到的工件的剩余厚度达到预设置时，控制机构控制驱动机构停止对太阳轮300的驱动，完成对工件的研磨。光栅尺的设置，实现了对研磨工件的剩余厚度的实时检测。

作为另一种实施方式，还包括用于计数太阳轮300转动圈数的计数器，计数器与控制机构信号连接。

计数器与太阳轮300连接，用于检测太阳轮300的转动圈数并件检测的圈数传送至控制机构。

在研磨工件的过程中启动太阳轮300后，计数器实时检测太阳轮300转动的圈数，并将检测的圈数值传送至控制机构，当太阳轮300的转动圈数达到预设值时，控制机构控制驱动机构停止对太阳轮300的驱动，完成对工件的研磨，计数器与控制机构的配合，实现了对研磨操作的自动化操作。

作为另一种实施方式，还包括时间继电器，时间继电器分别与驱动机构和控制机构信号连接。

时间继电器与驱动机构信号连接，用于计数驱动机构的开启时间，时间继电器与控制机构信号连接，用于将计数的驱动机构的开启时间传送至控制机构。

在研磨工件的过程中，时间继电器统计驱动机构的开启时间，并将统计的开启时间传送至控制机构，当时间继电器统计的开启时间达到预设值时，控制机构控制驱动机构对太阳轮300的驱动，完成对工件的研磨。时间继电器的设置，实现了对驱动机构的开启时间的统计。

在研磨过程中，上研磨盘100或下研磨盘200的不同位置会受到不同程度的磨损，从而影响上研磨盘100与下研磨盘200之间的平行度，进而影响对工件的研磨质量，为减少上研磨盘100和下研磨盘200之间的平行度对工件研磨质量的影响，在本实施例中，还包括修正轮600，修正轮600呈圆柱形，修正轮600的圆周面上设有与太阳轮300和外齿轮400啮合的轮齿。

如图2所示，修正轮600呈环形，修正轮600的圆周面上设置有与太阳轮300的轮齿和外齿轮400上的轮换配合的轮齿，修正轮600的上端面和下端面均设置有研磨料，用于修改上研磨盘100和下研磨盘200的端面。

在研磨过程中，修正轮600放于太阳轮300与外齿轮400之间，修正轮600的上端面与上研磨盘100的下端面接触，修正轮600的下端面与下研磨盘200的上端面接触，修正轮600上的轮齿分别与太阳轮300的轮齿和外齿轮400上的轮齿啮合，在太阳轮300的带动下，修正轮600绕太阳轮300的轴线公转，并绕自身的轴线自传，修正轮600的端面分布与上研磨盘100和下研磨盘200的端面摩擦，对上研磨盘100和下研磨盘200的端面进行修复，提高上研磨盘100端面和下研磨盘200端面的平整度，从而提高上研磨盘100与下研磨盘200之间的平行度，防止上研磨盘100与下研磨盘200之间的平行度降低而影响研磨精度。

进一步地，驱动机构包括电机和直线驱动件，电机与太阳轮300连接，直线驱动件与上研磨盘100连接。

具体地，电机与太阳轮300连接，用于驱动太阳轮300绕太阳轮300的轴线转动，进一步地，电机为伺服电机，伺服电机可实现正方两个方向的转动，从而实现驱动太阳轮300绕太阳轮300的轴线顺时针和逆时针转动；直线驱动件设置于支撑架上，直线驱动件的驱动端与上研磨盘100连接，用于驱动上研磨盘100沿设置方向运动。

研磨工件时，将装夹有工件的游星轮放置于太阳轮300与外齿轮400之间时，直线驱动件驱动上研磨盘100向靠近下研磨盘200的方向运动，上研磨盘100与工件接触后，电机驱动太阳转动，太阳轮300带动游星轮公转和自转，工件相对上研磨盘100和下研磨盘200做平面运动，能使工件上各点具有相同或相近的研磨行程，电机驱动太阳轮300正转或反转，使游星轮带动工件沿正反两个方向自转和公转，使工件上任意一点，尽量避免出现运动轨迹的周期性重复，从而保证工件走遍整个上研磨盘100和下研磨盘200的表面，使上研磨盘100和下研磨盘200均得到均匀磨损，保证工件表面的平面度。

进一步地，驱动机构包括多个电机，上研磨盘100、下研磨盘200和太阳轮300均通过一个电机驱动其绕自身的轴线转动。

直线驱动件可包括气缸700或液压缸等，在本实施例中，直线驱动件包括气缸700，气缸700的活塞杆与上研磨盘100连接。

如图1所示，气缸700沿竖直方向设置，气缸700的缸体与支撑架连接，气缸700的活塞杆与上研磨盘100的上端面连接。在研磨过程中，气缸700驱动上研磨盘100沿竖直方向运动，实现上研磨盘100与工件的接触和分离。

本发明实施例提供的双面研磨机包括：驱动机构、上研磨盘100、下研磨盘200、太阳轮300、外齿轮400和用于装夹工件的游星轮，上研磨盘100和太阳轮300均与驱动机构连接；太阳轮300和外齿轮400均位于上研磨盘100与下研磨盘200之间，太阳轮300的外周和游星轮的外周均设有轮齿，外齿轮400呈环形且内壁设有轮齿，太阳轮300位于外齿轮400的内部区域，研磨过程中，游星轮位于太阳轮300与外齿轮400之间，且分别与太阳轮300和外齿轮400啮合，游星轮的端面上设置有多周定位槽。

在使用本发明实施例提供的双面研磨机时，使工件通过游星轮上的定位槽定位于游星轮上，游星轮上设有多周定位槽，可增加游星轮定位的工件的数量，将定位有工件的游星轮放于太阳轮300与外齿轮400之间，并分别与太阳轮300和外齿轮400啮合，太阳轮300与外齿轮400之间可放置多个游星轮，驱动机构驱动上研磨盘100向靠近下研磨盘200的方向运动，使上研磨盘100与工件的上端面接触，驱动机构驱动太阳轮300绕自身的轴线转动，太阳轮300与游星轮啮合使太阳轮300绕自身的轴线自传和绕太阳轮300的轴线公转，工具与上研磨盘100产生相对运动，使上研磨盘100对工件进行研磨操作。

与现有的单面研磨机相比，本发明实施例提供的双面研磨机中的游星轮可定位的工件数量增加，同时，太阳轮300与外齿轮400之间可放置多个游星轮，使上研磨盘100同时研磨的工件的数量增加，从而提高了研磨效率。

实施例二

本实施例二的目的在于提供一种利用实施例一提供的双面研磨机研磨工件单面的研磨工艺，以缓解现有技术中单面研磨机效率低的技术问题。

本实施例二提供的研磨系统包括：将工件装夹于双面研磨机中的游星轮上；将游星轮放置于双面研磨机中的太阳轮300和外齿轮400之间；启动双面研磨机中的驱动机构，对工件进行研磨。

具体地，在游星轮上装夹有多周工件，在太阳轮300与外齿轮400之间放置多个装夹有工件的游星轮，以提高研磨效率，进一步地，可在太阳轮300与外齿轮400之间放置5－7个装夹有工件的游星轮；在研磨过程中，利用上研磨盘100对工件的单面进行研磨。

进一步地，对工件的研磨步骤包括：在双面研磨机中的上研磨盘100粘贴油石盘做粗磨作业，油石盘颗的粒度范围为6um－8um；在上研磨盘100上粘贴聚氨酯皮和利用氧化铝中抛液做中抛作业，中抛液的颗粒度范围为2um－3um；在上研磨盘100上粘贴阻尼布和二氧化硅，并利用精抛液做抛光作业，精抛液的颗粒度范围为80nm－100nm。

具体地，可利用三台双面研磨机完成对工件的研磨操作，其中，第一台双面研磨机中的上研磨盘100上粘贴有油石盘，油石盘颗的粒度可为6um、7um或者8um等，第二台双面研磨机中的上研磨盘100上粘贴有聚氨酯皮，第三台双面研磨机中的上研磨盘100上粘贴有阻尼布和二氧化硅。利用第一台双面研磨机对工件进行粗磨作业，利用第二双面研磨机对工件进行研磨，并在研磨过程中加入氧化铝中抛液，实现对工件的中抛作业，中抛液的颗粒度可为2um、2.5um或3um等，利用第三台研磨机对工件进行研磨，并在研磨过程中加入精抛液，实现对工件的抛光作业，精抛液的颗粒度可为80nm、85nm、90nm、95nm或100nm等。

进一步地，在粗磨作业中，上研磨盘100的转速范围为8－15r/min，下研磨盘200的转速范围为10－20r/min，加工时间为390s，加工压力范围为25－65kg。

具体地，粗磨作业分为五个阶段，在五个阶段中，上研磨盘100转速依次为8r/min、12r/min、15r/min、12r/min和8r/min，下研磨盘200的转速依次为10r/min、15r/min、20r/min、15r/min和10r/min，加工时间依次为30s、30s、300s、20s和10s，对工件的加工压力依次为25kg、45kg、65kg、45kg和15kg。

进一步地，在中抛作业中，上研磨盘100的转速范围为10－20r/min，下研磨盘200的转速范围为12－25r/min，加工时间为690s，加工压力范围为35－80kg。

具体地，中抛作业分为五个阶段，在五个阶段中，上研磨盘100转速依次为10r/min、12r/min、20r/min、12r/min和10r/min，下研磨盘200的转速依次为12r/min、15r/min、25r/min、15r/min和12r/min，加工时间依次为30s、30s、600s、20s和10s，对工件的加工压力依次为35kg、45kg、80kg、45kg和35kg。

进一步地，在抛光作业中，上研磨盘100的转速范围为8－12r/min，下研磨盘200的转速范围为10－15r/min，加工时间为450s，加工压力范围为25－45kg。

具体地，中抛作业分为五个阶段，在五个阶段中，上研磨盘100转速依次为8r/min、10r/min、12r/min、10r/min和8r/min，下研磨盘200的转速依次为10r/min、12r/min、15r/min、12r/min和10r/min，加工时间依次为30s、30s、360s、20s和10s，对工件的加工压力依次为25kg、30kg、45kg、30kg和25kg。

利用实施例一提供的双面研磨机对工件进行单面研磨操作，当游星轮上装夹的工件量和可同时放置的游星轮的数量均增加，提高了研磨效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。