一种可在线修锐金刚石丸片的装置、研磨机及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种可在线修锐金刚石丸片的装置，所述装置应用于加工平面的研磨机，该装置包括：固定于所述研磨机上的刷板以及所述刷板上设置的若干根刷丝，研磨工件时所述刷丝与研磨盘上粘结的金刚石丸片相接触。本发明还同时公开了一种研磨机以及所述可在线修锐金刚石丸片装置的使用方法，可实现实时清理金刚石丸片的容屑空间，保证金刚石丸片具备持续切削性，提高了产品的合格率及金刚石丸片的使用寿命。
【专利说明】一种可在线修锐金刚石丸片的装置、研磨机及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超精密加工领域中的金刚石丸片修锐技术，尤其涉及一种可在线修锐金刚石丸片的装置、研磨机及其使用方法。
【背景技术】
[0002]金刚石丸片作为一种高效精密的研磨加工工具，在脆性材质工件如光学镜片的精密加工中的应用越来越广，金刚石丸片的加工对象可以是平面或球面等多种形状。金刚石丸片主要由金刚石磨料、结合剂及添加剂等组成。根据加工对象及工序的不同，金刚石丸片的结合剂可采用金属结合剂、树脂结合剂以及前两种结合剂共同组成的复合结合剂。
[0003]采用金刚石丸片研磨工件是一种固着磨料的加工方式。在传统的采用金刚石丸片加工工件时，工件被金刚石丸片切削下来的切屑散布在金刚石丸片表面的磨粒间。其中，部分切屑可被切削液冲走，但残留下的切屑在加工时所产生热量的作用下，粘结甚至熔融在金刚石丸片的表面，会导致金刚石丸片的表面釉化；这将堵塞金刚石丸片的容屑空间，降低金刚石丸片的切削性，使被加工工件表面的质量恶化。
[0004]因此，需定期采用修整器，如:金刚石修整轮或金刚石笔，对金刚石丸片进行修锐，以剔除粘结在金刚石丸片磨粒之间的切屑，保证合理的容屑空间和适当的出刃高度。另外，修锐的目的在于去除金刚石丸片表面部分的结合剂，以使表面磨钝的磨粒脱落，露出新的金刚石磨粒，但这种在位的修锐方式是在被加工工件的表面出现问题后才进行的，此时，金刚石丸片已经发生堵塞、散热效果差等问题，如此，会导致加工效率降低，工件表面质量变差；并且，工件表面很容易发生烧伤，限制了产品的合格率。
【发明内容】
[0005]为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种可在线修锐金刚石丸片的装置、研磨机及其使用方法。
[0006]本发明实施例提供了一种可在线修锐金刚石丸片的装置，所述装置应用于加工平面的研磨机，该装置包括:固定于所述研磨机上的刷板以及所述刷板上设置的若干根刷丝，所述刷丝与研磨盘上粘结的金刚石丸片相接触。
[0007]其中，所述刷板设置于所述研磨盘的半径方向上。
[0008]其中，所述刷板面向所述研磨盘的一面设置有若干个小孔，每个所述小孔中设置有由若干根所述刷丝组成的刷丝束。
[0009]其中，所述不同小孔间的间距为10_20mm，和/或所述刷丝的直径为0.05?0.5mmο
[0010]其中，所述刷丝由如下任一种或几种材料组成:聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龙(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、铜。
[0011]其中，所述刷板通过刷柄、支架、螺栓紧固件、螺母以及螺钉固定在研磨机的支撑杆上，其中，
[0012]所述刷板通过所述螺栓紧固件固定在所述刷柄上，所述的刷柄用所述螺钉固定在所述支架上，所述支架通过所述螺母固定在研磨机的支撑杆上。
[0013]其中，所述刷柄由弹性材料组成。
[0014]优选的，所述装置还包括勾杆，所述勾杆的一端通过所述螺栓紧固件固定在所述刷柄上，所述勾杆的另一端勾在研磨机的立杆上。
[0015]优选的，所述刷板上还设置有压力调节砝码，所述压力调节砝码通过所述螺栓紧固件与所述刷柄和所述勾杆固定在一起。
[0016]本发明实施例还提供了一种研磨机，所述研磨机包括上文所述的可在线修锐金刚石丸片的装置。
[0017]本发明实施例还提供了一种可在线修锐金刚石丸片装置的使用方法，所述方法采用上文所述的可在线修锐金刚石丸片的装置，所述方法包括:
[0018]在设置有金刚石丸片的研磨盘转动进行工件加工的同时，通过研磨机上设置的刷板上的刷丝对研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理。
[0019]其中，所述刷丝对研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理为:
[0020]所述刷丝在可调的压力下对所述研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理。
[0021]本发明实施例提供的可在线修锐金刚石丸片的装置、研磨机及其使用方法，在原有研磨机上设置可在线修锐金刚石丸片的装置，所述装置包括:固定于研磨机上的刷板以及所述刷板上设置的若干根刷丝，所述刷丝与研磨盘上粘结的金刚石丸片相接触。本发明实施例中，研磨盘转动时，所述刷丝可对金刚石丸片表面进行修锐，从而可实时清理金刚石丸片的容屑空间，保证金刚石丸片具备持续切削性，提高了工件表面质量和产品的合格率；并且，实时的修锐方式可避免金刚石丸片温度过高导致的工件表面烧伤的问题，提高了产品的合格率。
[0022]另外，本发明实施例主要是通过在线清理金刚石丸片的容屑空间来提高表层磨粒的有效加工时间，而非像金刚石修整轮去除表层金刚石磨粒，因此提高了金刚石丸片的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为设置有本发明实施例所述安装在研磨机上的可在线修锐金刚石丸片装置的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]本发明实施例中，在原有研磨机上设置可在线修锐金刚石丸片的装置，所述装置包括:固定于研磨机上的刷板以及所述刷板上设置的若干根刷丝，所述刷丝与所述研磨机的研磨盘上粘结的金刚石丸片相接触。在研磨盘转动时，所述刷丝可实现对金刚石丸片表面进行在线清理。
[0025]这里，所述在线修锐是指:在加工工件的同时实现对金刚石丸片的清理。
[0026]下面以超精密研磨机nanopol1-100为例对本发明实施例所述装置作进一步详细说明。
[0027]图1为设置有本发明实施例所述安装在研磨机上的可在线修锐金刚石丸片装置的整体结构示意图，如图1所示，本发明实施例的可在线修锐金刚石丸片装置包括:固定于研磨机15上的刷板2以及所述刷板2上设置的若干根刷丝I，所述刷丝I与研磨盘13上粘结的金刚石丸片14相接触。
[0028]在实际应用过程中，当研磨盘13转动时，S卩:在利用金刚石丸片加工工件时，所述刷丝I可对金刚石丸片14表面进行修锐，从而可实时清理金刚石丸片的容屑空间，保证金刚石丸片具备持续切削性，提高了工件表面质量和产品的合格率；并且，实时的修锐方式可避免金刚石丸片温度过高导致的工件表面烧伤的问题，提高了产品的合格率。
[0029]另外，本发明实施例主要是通过在线清理金刚石丸片的容屑空间来提高表层磨粒的有效加工时间，而非像金刚石修整轮去除表层金刚石磨粒，因此，能提高金刚石丸片的使用寿命。
[0030]优选的，如图1所示，在本发明的一个实施例中，所述刷板2沿研磨盘13的半径方向设置，所述刷板2的长度与研磨盘13的半径相关。例如:对于超精密研磨机nanopol1-100来说,所述刷板2的长度可为150-170mm,主要目的是保证所有金刚石丸片均能被清理到。
[0031]优选的，如图1所示，在本发明的一个实施例中，所述刷板2面向研磨盘13的一面设置有若干个小孔，每个小孔中设置有若干根刷丝I组成的刷丝束，如:将10?50根所述刷丝I组成的刷丝束植入所述每个小孔中。其中，所述不同小孔间的间距，即圆心间的距离可为10-20mm ;所述刷丝I的直径可在0.05?0.5mm。这里，所述刷丝I的直径可根据金刚石丸片14中的金刚石磨粒的粒度和浓度来决定，粒度细且浓度高时，一般采用直径较细的刷丝，反之采用直径较粗的刷丝。
[0032]其中，所述的刷丝I可根据加工工件12及金刚石丸片14结合剂的不同，如:根据被加工工件材料的物理特性(硬度、强度)及与金刚石丸片粘结的结合剂的亲和性来决定选用如下一种或几种材料:聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龙(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、铜等。
[0033]优选的，如图1所示，在本发明的一个实施例中，所述刷板2通过刷柄7、支架4、螺栓紧固件10、螺母5以及螺钉6固定在研磨机15原有的支撑杆3上，其中，所述刷板2通过所述螺栓紧固件10固定在所述刷柄7上，所述的刷柄7用所述螺钉6固定在所述支架4上，所述支架4通过所述螺母5固定在研磨机15的支撑杆3上。
[0034]其中，所述刷柄7采用硬塑料高分子材料或弹性金属等弹性材料，使所述刷柄7在修锐时可在一定范围内浮动，这是因为:金刚石丸片14之间有缝隙，弹性材料的刷柄7易于保护金刚石丸片14及本发明实施例所述修锐装置的使用持久性。
[0035]优选的，如图1所示，在本发明的一个实施例中，所述装置还包括一个固定装置，即图1中所述勾杆9，所述勾杆9的一端，即:固定端通过螺栓紧固件10固定在所述刷柄7上，所述勾杆9的另一端，即:挂钩端勾在研磨机15原有的立杆8上，避免本发明实施例所述修锐装置在修锐时发生转动。
[0036]优选的，如图1所示，在本发明的一个实施例中，所述刷板2上还设置有压力调节砝码11，具体的，所述压力调节砝码11通过所述螺栓紧固件10与所述刷柄7和所述勾杆9固定在一起，进行在线修锐时，调节所述刷丝I对金刚石丸片14的修锐压力。
[0037]在实际应用过程中，通过更换不同的砝码实现压力的调节。压力调节的目的在于:不同的加工工件的材料及不同的金刚石丸片结合剂需采用不同的压力进行清理，以取得更好的修锐效果。
[0038]综上可见，本发明实施例所述可在线修锐金刚石丸片的装置所用材料大部分为尼龙、塑料等，相较于现有的金刚石修整轮或是金刚石笔来说，其成本大幅降低。
[0039]本发明实施例还提供了一种研磨机，所述研磨机包括上文所述的可在线修锐金刚石丸片的装置。
[0040]本发明实施例还提供了一种所述可在线修锐金刚石丸片的装置的使用方法，该方法包括:在设置有金刚石丸片的研磨盘转动进行工件加工的同时，通过研磨机上设置的刷板上的刷丝对研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理。
[0041]优选的，所述刷丝对研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理为:所述刷丝在可调的压力下对所述研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理。这里，可通过更换不同的压力调节砝码实现压力的调节。
[0042]可见，本发明实施例可实时清理金刚石丸片的容屑空间，保证金刚石丸片具备持续切削性，提高了工件表面质量和产品的合格率；并且，实时的修锐方式可避免金刚石丸片温度过高导致的工件表面烧伤的问题，提高了产品的合格率。
[0043]下面结合一个具体应用场景对本发明实施例的优势进行阐述。
[0044]这里，所述的加工工件选用F⑶I光学玻璃(即具有色散系数Vd81.6的光学玻璃)，工件的初始表面粗糙度为Ra300nm，加工工件时的压强为9.40kPa，研磨盘转速设为80转/分，分别采用本发明实施例所述的装置以及不采用本发明实施例的装置各研磨5分钟。对于没有采用本发明实施例的装置对工件研磨后，工件的表面粗糙度为Ra235nm ;采用本发明实施例的装置在线修锐金刚石丸片后，工件的表面粗糙度为Ra163nm，且工件表面无划痕，均匀分布凹坑，因此，可有效减少后序抛光加工时间，相应提高了加工效率。
[0045]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种可在线修锐金刚石丸片的装置，其特征在于，所述装置应用于加工平面的研磨机，该装置包括:固定于所述研磨机上的刷板以及所述刷板上设置的若干根刷丝，所述刷丝与研磨盘上粘结的金刚石丸片相接触。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述刷板设置于所述研磨盘的半径方向上。
3.根据权利要求1或2所述的任一装置，其特征在于，所述刷板面向所述研磨盘的一面设置有若干个小孔，每个所述小孔中设置有由若干根所述刷丝组成的刷丝束。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述不同小孔间的间距为10-20mm，和/或所述刷丝的直径为0.05?0.5mm。
5.根据权利要求1或2所述的任一装置，其特征在于，所述刷丝由如下任一种或几种材料组成:聚丙烯PP、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、尼龙PA、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、铜。
6.根据权利要求1或2所述的任一装置，其特征在于，所述刷板通过刷柄、支架、螺栓紧固件、螺母以及螺钉固定在研磨机的支撑杆上，其中， 所述刷板通过所述螺栓紧固件固定在所述刷柄上，所述的刷柄用所述螺钉固定在所述支架上，所述支架通过所述螺母固定在研磨机的支撑杆上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述刷柄由弹性材料组成。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括勾杆，所述勾杆的一端通过所述螺栓紧固件固定在所述刷柄上，所述勾杆的另一端勾在研磨机的立杆上。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述刷板上还设置有压力调节砝码，所述压力调节砝码通过所述螺栓紧固件与所述刷柄和所述勾杆固定在一起。
10.一种研磨机，其特征在于，所述研磨机包括权利要求1-9中任一项所述的可在线修锐金刚石丸片的装置。
11.一种可在线修锐金刚石丸片装置的使用方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-9中任一项所述的可在线修锐金刚石丸片的装置，所述方法包括: 在设置有金刚石丸片的研磨盘转动进行工件加工的同时，通过研磨机上设置的刷板上的刷丝对研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述刷丝对研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理为: 所述刷丝在可调的压力下对所述研磨盘上粘结的金刚石丸片进行实时清理。
【文档编号】B24B37/34GK104369104SQ201410476058
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】吕迅, 马科, 张国贤, 吴俊 , 梅德庆, 郑熠科 申请人:浙江舜宇光学有限公司