一种斜面研磨抛光用工装夹具和系统及斜面研磨抛光方法与流程

本发明涉及抛光研磨技术领域，尤其涉及一种斜面研磨抛光用工装夹具和系统及斜面研磨抛光方法。

背景技术：

随着社会的发展及新产品的研发，传统的产品主平面的研磨、抛光已经无法满足社会的需求，斜面研抛新工艺研究逐渐在光学行业内开展进行。对于产品的常规主平面研磨、抛光来说，现有的研磨、抛光设备均采用上盘面施压磨削原理，但是对于产品一侧的斜面研抛(研磨、抛光)来说，上盘面的自重过大，且侧斜面在加工过程中难以固定，会导致斜面角破损和角度难以控制，从而使产品良率大大降低。

专利申请号为cn20172124540851的“一种双面研磨机”，包括机架，其特征在于：所述机架的上端设置有研磨平台，研磨平台固定安装在机架的上端；所述研磨平台的上端设置有研磨装置，研磨装置包括上研盘和下研盘，上研盘的上端设置有第一电机，第一电机的输出端与上研盘的上端中央固定连接；所述上研盘和下研盘间设置有太阳轮、游星轮和齿圈，太阳轮固定安装在上研盘和下研盘的中央，太阳轮的下端设置有传动轴，传动轴的下端设置有第二电机，第二电机固定安装在研磨平台的上端中央，传动轴的底端与第二电机的输出端固定连接；所述游星轮的数量为三个，三个游星轮均与太阳轮和齿圈啮合；所述游星轮的底端设置有游星轮架，游星轮架通过滑轮活动安装在研磨平台上，三个游星轮均安装在游星轮架上，下研盘固定安装在游星轮架的上端；所述齿圈的下端设置有支撑架，支撑架的侧端固定安装在研磨平台上，支撑架的下端中央设置有升降杆，升降杆的底端设置有内螺纹槽，内螺纹槽内设置有内螺纹；所述机架的上端安装有第三电机，第三电机的上端设置有螺杆，螺杆的底端与第三电机的输出端固定连接，螺杆的上端活动旋接在升降杆底端的内螺纹槽内。上述专利所述技术方案虽然能够对基片产品的双面进行快速研磨，效率高，但是其结构复杂，操作不便。

另外，基片研抛的现有工艺中，通常会使用多种研抛设备：对基片平面(包括正、反面)进行研抛时，会用到双面研磨机或单面研磨机，对斜面进行研磨时，还要用到斜面研磨机。对研抛设备的投资大，占用设备多。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种斜面研磨抛光用工装夹具和系统及斜面研磨抛光方法，通过设计此夹具来固定待加工基片，实现基片斜面的研磨、抛光，既可以解决因上研盘自重过大产生的斜面角破损现象，又可以保证在加工过程中斜面的稳定性，从而提高斜面研抛基片的良率，结构简单、操作方便。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种斜面研磨抛光用工装夹具，包括夹具本体，所述夹具本体下端开设有若干豁口槽，所述豁口槽的至少一侧为倾斜向下的平整的贴合面，所述贴合面的顶部固定有相应的顶部挡板。

优选地，所述贴合面上设有用于粘合待研磨、抛光基片的粘合剂或双面胶。

优选地，每个所述的贴合面上都至少开设有一个中间槽。

优选地，所述贴合板与所述顶部挡板垂直，所述贴合面与相应所述顶部挡板的连接处开设有预留槽。

优选地，所述贴合面与底部水平方向的夹角θ范围为0°＜θ＜90°。

优选地，还包括用于对所述夹具本体增加向下压力的配重块，所述配重块为金属配重块，所述配重块设有若干个，且其重量各有不同。

优选地，所述夹具本体为长方体状，所述豁口槽包括直角三角形豁口槽、锐角三角形豁口槽和钝角三角形豁口槽。

本发明还提供一种斜面研磨抛光用工装系统，包括所述的斜面研磨抛光用工装夹具，还包括研磨机，所述研磨机包括下研盘和若干游星轮，所述下研盘上过盈套接有带动其转动的中心轴，所述中心轴的底端连接有带动其转动的第一电机；所述下研盘上表面一侧的所述中心轴上套接有内齿圈，所述下研盘的外侧设有外齿圈；所述的若干游星轮设于所述内齿圈和外齿圈之间的下研盘上，且分别与所述内齿圈和所述外齿圈相啮合，并通过所述外齿圈或/和所述内齿圈的转动带动所述游星轮转动；所述夹具本体固定放置在所述游星轮的单元腔内。

优选地，所述外齿圈通过主动齿轮或齿轮组带动，所述主动齿轮或齿轮组的动力来源可以为第一电机或其它电机。

本发明还提供一种斜面研磨抛光的方法，此方法是利用上述的工装夹具来实现的，所述的方法包括以下操作步骤：

s1：粘片：将平面研磨抛光后的基片粘贴到夹具本体的贴合面上，并使基片待研磨斜面一端位于夹具本体的底端，基片另一端抵触在顶部挡板上；

s2：粗研磨：将粘贴有基片的夹具本体置于游星轮内，在研磨机中进行粗研磨，达到基片斜面需求尺寸；

s3：细研磨：将经粗研磨后的基片的斜面进行清洗，然后将粘贴有基片的夹具本体置于游星轮内，在研磨机中对基板斜面进行细研磨；

s4：抛光：将经细研磨后的基片的斜面进行清洗，然后再次将粘贴有基片的夹具本体置于游星轮内，在抛光机中对基板斜面进行抛光；

s5：卸片：将基片从夹具本体上卸下并清洗。

本发明的有益效果是：本方案通过将待研磨基片贴附在工装夹具贴合面上，无需利用上研盘施加压力，仅靠工装夹具自重提供压力支持，基片下端的侧斜面即可在下研盘上进行研磨；通过粘贴将待加工基片固定于夹具上，保证其在加工过程中不发生打滑现象，加工过程可见、易控制；通过金属配重块对夹具施加压力，压力大小容易调整，有效避免压力过大损坏基片，提升基片良率；由于对基片研磨过程中无需像传统研磨机一样用上研盘研磨和施压，故而无需升盘，节约了升盘、降盘的时间，同时避免了升盘、降盘造成的基片掉落现象，大大提高了工作效率，对实际生产提供了有力的帮助。而且，工装夹具系统结构简单、操作方便，值得推广应用。

通过本专利所述方法进行基片斜面的研抛(研磨、抛光)，不需要用到斜面研磨机(或抛光机)，利用对基片进行平面研抛时的单面研磨机(抛光机)或双面研磨机(或抛光机)即可做出斜面研磨机(或斜面抛光机)的抛光效果，节省设备成本；其次，本方法提供的斜面研磨抛光工艺是在基片经平面研磨抛光之后进行的，采用先平面研抛再斜面研抛的加工顺序，可有效保护斜面角，使其不容易崩裂；最后，通过选择不同大小θ角的工装夹具，可以在基片一端做出任意角度的斜面，实用性强。

附图说明

图1是本发明夹具本体及基片的结构示意图。

图2是本发明图1中a处的放大图。

图3是本发明工装系统的侧面结构示意图。

图4是本发明工装系统的俯视结构示意图。

其中：1-夹具本体，2-豁口槽，3-贴合面，301-中间槽，4-顶部挡板，5-预留槽，6-配重块，7-下研盘，8-游星轮，9-中心轴，10-内齿圈，11-外齿圈，12-单元腔，13-第一电机，100-基片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种斜面研磨抛光用工装夹具，如图1到图4所示，包括呈长方体状的夹具本体1，所述夹具本体1下端开设有若干豁口槽2，所述的豁口槽2可以为直角三角形豁口槽、锐角三角形豁口槽或者钝角三角形豁口槽中的一种或多种，或者也可以为其它不规则形状的豁口槽；所述豁口槽2的至少一侧为倾斜向下的平整的贴合面3，所述贴合面3的顶部固定有相应的顶部挡板4。将待研磨的基片100贴附在所述贴合面3的表面，能够保证基片100的倾斜度，使其在加工过程中，保证基片100的待加工斜面相对于固定夹具在垂直方向和水平方向上均不发生位移，从而确保基片100下端的待研磨斜面经研磨后其倾斜角度在工艺要求的范围内。而顶部挡板4的设置，能够防止待加工基片100沿所述斜面3滑动。

在本实施例中，所述贴合面3上设有用于粘合待研磨、抛光基片100的粘合剂或双面胶。通过这样的设置，能够使待研磨的基片100紧密粘贴在所述的贴合面3上，固定更加牢固、不容易发生晃动，从而使研磨更加精确。

在本实施例中，每个所述的贴合面3上都至少开设有一个中间槽301。中间槽301的设置，有助于粘贴在贴合面3上的研磨基片100的脱胶，使基片100研抛完成后更方便与夹具本体1分离。

在本实施例中，如图2所示，所述贴合板3与所述顶部挡板4垂直，所述贴合面3与相应所述顶部挡板4的连接处开设有预留槽5。预留槽5的设置能够增加基片100与贴合面3的贴合度。

在本实施例中，所述贴合面3与底部水平方向的夹角θ范围为0°＜θ＜90°。设置具有不同夹角的贴合面3，以便适应各基片100对研磨斜面不同倾角的要求。

在本实施例中，还包括用于对所述夹具本体1增加向下压力的配重块6，所述配重块6为金属配重块，所述配重块6设有若干个，且其重量各有不同。配重块6的作用是对夹具本体1施压，如果夹具本体1质量过轻或者待研磨的基片100材质较硬，则需要适当增加配重，来提高加工效率。

一种斜面研磨抛光用工装系统，包括上述的工装夹具，还包括研磨机，所述研磨机包括下研盘7和若干游星轮8，所述下研盘7上过盈套接有带动其转动的中心轴9，所述中心轴9的底端连接有带动其转动的第一电机13；所述下研盘7上表面一侧的所述中心轴9上套接有内齿圈10，所述下研盘7的外侧设有外齿圈11；所述的若干游星轮8设于所述内齿圈10和外齿圈11之间的下研盘7上，且分别与所述内齿圈10和所述外齿圈11相啮合，并通过所述外齿圈11或/和所述内齿圈10的转动带动所述游星轮8转动；所述夹具本体1固定放置在所述游星轮8的单元腔12内。

在本实施例中，所述外齿圈11通过主动齿轮或齿轮组带动，所述主动齿轮或齿轮组的动力来源可以为第一电机13或其它电机，主动齿轮或齿轮组带动另一齿轮转动的结构以及电机带动齿轮转动的结构均为现有技术，此处不在详述。

工作方式及原理：如图3、图4所示，工作时，首先需要将待研磨的基片100粘贴到贴合面3上，且保证基片100的待研磨斜面一端位于夹具本体1的底部，待研磨基片100的另一端抵触在顶部挡板4上，待研磨基片100粘贴过程中要确保与夹具本体1的贴合面3贴合紧密且牢固，防止滑动。

然后将粘贴有基片100的工装夹具置于游星轮8的单元腔12内，同时根据需求在夹具本体1上增加配重块6。打开设备电源使第一电机13转动，即可实现基片100斜面的研磨、抛光，研抛完成后研抛处的斜面与水平面的夹角与θ角相等。具体地，中心轴9带动下研盘7和内齿圈10转动，主动齿轮或齿轮组带动外齿圈11转动，通过外齿圈11或/和内齿圈10带动游星轮8转动，从而游行轮8带动夹具本体1转动，进而使待研磨基片100的待研磨斜面端与下研盘7产生摩擦，实现研磨。更具体的：外齿圈11带动游星轮8以中心轴9为圆心，以速度v1转动，同时外齿圈11自身以v2速度转动，下盘面以中心轴9为圆心，以v3速度转动，且v1≠v2≠v3，因为v1与v3存在速度差，使待加工件与下盘面产生相对摩擦，从而实现对待加工斜面的磨削加工。

一种斜面研磨抛光方法，包括以下操作步骤：

s1：粘片：选择合适的工装夹具，将平面研磨抛光后的基片100通过粘合剂或双面胶粘贴到夹具本体1的贴合面3上，并使基片100待研磨斜面一端位于夹具本体1的底端，基片100另一端抵触在顶部挡板4上；

s2：粗研磨：将粘贴有基片100的夹具本体1置于游星轮内，然后在研磨机中进行粗研磨，达到基片100斜面需求尺寸；其中的研磨机选择双面研磨机或单面研磨机均可，选择双面研磨机时，需将上研盘升起后，将游星轮放置在下研盘上，且使基片100待研磨斜面的一端与下研盘上表面相接触；为了加快研磨速度，可在夹具本体1上放置适当重量的配重块6；

s3：细研磨：将经粗研磨后的基片100的斜面进行清洗，然后将粘贴有基片100的夹具本体1置于游星轮8内，在双面研磨机或单面研磨机中对基板100斜面进行细研磨；

s4：抛光：将经细研磨后的基片100的斜面进行清洗，然后再次将粘贴有基片100的夹具本体1置于游星轮8内，在双面抛光机或单面抛光机中对基板100的斜面进行抛光；

s5：卸片：将基片100从夹具本体1上卸下并清洗；

s6：检验：对加工好的基片100进行检验，合格基片100标记入库或者进行下一道工序。

其中，粗研磨时，研磨机的磨料可采用1200#绿碳化硅；细研磨时，研磨机的磨料可采用3000#绿碳化硅；抛光时，抛光机中的磨料可采用8000#氧化铈抛光粉。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属本发明的范畴，本发明专利保护范围应由权利要求限定。