一种实现端面超声辅助研磨和抛光的磨头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一磨盘装置，尤其涉及一种实现端面超声辅助研磨和抛光的磨头。
【背景技术】
[0002]近年来，对功能陶瓷、石英晶片、平面或多面体晶体和光学器件等硬脆材料的精密加工提出了很高要求，不仅要求这些材料有极小的平面度、极小的表面粗糙度、超平滑的表面，还要求材料两端面严格平行、无晶向误差、表面无变质层等，有的甚至要求达到纳米级或更高的加工精度和无损伤的表面加工质量。研磨是一种精整和光整加工方法。它是利用附着和压嵌在研具表面上的游离磨料磨粒，借助于研具与工件在一定压力下的相对运动，从工件表面上去除极小的切肩，以使工件获得较高的尺寸精度和几何形状精度及极低的表面粗糙度值的表面。抛光和研磨相似，是利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。研磨、抛光技术作为机械加工技术中的重要技术之一，在机械加工中应用越来越广泛。但是传统的研磨、抛光存在加工效率低、加工成本高、加工精度低和加工质量不稳定等缺点，这使得传统研磨、抛光的应用受到了一定限制。
[0003]超声振动辅助研磨和抛光是近几十年发展和应用的一种新型加工方法，大量的理论和实验研究表明，超声振动辅助研磨和抛光在加工硬脆性难加工材料时具有普通研磨、抛光无法比拟的工艺效果，具有加工效率高，加工损伤小，零件表面质量好等优点。因此，将超声辅助研磨和抛光加工技术用于对硬脆材料端面研磨、抛光加工，对减小零件加工损伤、提高加工效率和表面加工质量具有重要意义。
【发明内容】
[0004]发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种实现端面超声辅助研磨和抛光的磨头，能够实现端面超声辅助研磨和抛光的磨头可用于超声辅助端面磨削、研磨和抛光，大大提高零件的加工效率和加工精度。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种实现端面超声辅助研磨和抛光的磨头，包括:法兰、基座、磁力支承座、变幅杆支撑座和超声振动块；
[0006]所述超声振动块由超声换能器、变幅杆、磁力杆和磨块组成；所述法兰与基座相固定；所述超声振动块一端通过变幅杆零振幅处固定于基座上，另一端则通过安装在基座上的磁力支撑座对超声振动块末端的磁力杆通过磁力进行支撑；所述法兰装接于电机上，通过电机带动所述磨块旋转以磨削工艺产品；超声信号通过电刷和线圈传递给超声变幅杆，通过超声变幅杆的轴向振动带动磨块实现端面超声振动，从而实现超声辅助端面磨削加工。
[0007]优选的，所述超声换能器包括压电振子；所述压电振子推动磨块产生一定频率和振幅的超声振动；所述磁力杆上两个第一环形磁铁与磁力支撑座上两个第二环形磁铁的位置相匹配且连接处的极性相同，使磁力杆在磁力支撑座上实现无接触的支撑作用。
[0008]优选的，所述磨块包括振动块和磨块基座；所述振动块与磨块基座远离变幅杆的一端为楔形配合，另一端为直角配合；所述振动块与磨块基座通过弹性垫圈与螺栓固定。
[0009]优选的，工件通过热熔或石蜡方式黏贴在振动块表面，并随振动块一起振动；工件部分替换成磨盘、研磨片或抛光片，则可实现对工件的单端面超声辅助磨削、研磨和抛光。
[0010]优选的，所述法兰底端分布有圆形线圈，超声电源通过圆形线圈传递给超声换能器中的压电振子。
[0011]优选的，本发明的端面超声辅助研磨/抛光头可与现有的各类研磨/抛光机相连使用，使用便捷，且拆卸方便。
[0012]一种实现端面超声辅助研磨和抛光的磨头的方法，包括如下步骤:
[0013]Al、将端面超声辅助研磨和抛光的磨头装接在电机上，电机带动该端面超声辅助研磨和抛光的磨头旋转；
[0014]A2、超声电源通过电刷和线圈传递给超声变幅杆，超声变幅杆带动磨块产生一定频率和振幅的超声振动。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]1、工件可以是通过热溶胶或石蜡等方式黏贴在振动块表面，并随振动块一起振动；或者也可以将工件部分替换成磨盘、研磨片或抛光片，则可实现对工件的单端面超声辅助磨削、研磨和抛光。可以根据使用者的需要而选择不同的方案。
[0017]2、磨块是由振动块、磨块基座组成，通并采用螺钉夹紧；振动块、磨块基座远离超声变幅杆的一端为楔形配合，另一端为直角配合。这种结构既有利于超声振动的传递及减少超声振动能量在其他方向的损失，又有利于磨料块更换的装卸。
[0018]3、磨块通过压电振子推动其产生一定频率和振幅的超声振动，同时在变幅杆零振幅位置与基座连接固定，磁力杆一端与磨块螺接，另一端两个第一环形磁铁与两个第二环形磁铁同性相斥的作用使其与磁力支撑座在径向上实现无接触的支承作用，提高了超声波振动系统的稳定性和磨头的刚度，进而提高加工精度，且不会影响其轴向超声振动波的传递，也不会引起超声能量的损失和系统发热。通过磁力对其进行支承，以提高磨块的刚度。
[0019]4、本发明能实现在研磨头或抛光头的端面施加平行于端面的超声振动，辅助研磨或抛光加工，且振动频率和振幅可根据需要来设计。
[0020]5、本发明的端面超声辅助研磨/抛光头可与现有的各类研磨/抛光机相连使用，使用便捷，且拆卸方便。
[0021]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种实现端面超声辅助研磨和抛光的磨头不局限于实施例。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的端面超声辅助研磨和抛光的磨头的整体示意图；
[0023]图2是本发明的端面超声辅助研磨和抛光的磨头的端面超声辅助研磨和抛光的磨头的整体爆炸图；
[0024]图3是本发明的端面超声辅助研磨和抛光的磨头的超声振动块的爆炸图；
[0025]图4是本发明的端面超声辅助研磨和抛光的磨头的磨块的爆炸图；
[0026]图5是本发明的端面超声辅助研磨和抛光的磨头的超声换能器的爆炸图；
[0027]图6是本发明的端面超声辅助研磨和抛光的磨头的磁力杆的爆炸图；
[0028]图7是本发明的端面超声辅助研磨和抛光的磨头的磁力