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一种环抛机用超硬磨盘和修正盘

阅读：0发布：2021-11-10

专利汇可以提供一种环抛机用超硬磨盘和修正盘专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于精密加工技术领域，涉及一种环抛机用超硬磨盘和修正盘。为解决现有研抛机的磨盘和修正盘存在的问题，本发明提供了一种由圆盘形大理石基体和正六棱柱超硬油石组成的环抛机用超硬磨盘和修正盘；用同规格的正六棱柱超硬油石通过拼接和直线切割成大面积蜂窝状近圆形盘体，并用胶粘于具有较低热膨胀系数的圆盘形大理石基体上，制成超硬磨盘和修正盘；可用于金属、非金属平面零件的超精密研抛加工，具有制作工艺简单、加工成本较低、使用范围广、磨盘和修正盘精度保持性好、加工精度高等优点，可代替现有的环抛机用大理石或铸铁磨盘及修正盘，具有广阔的市场应用前景。，下面是一种环抛机用超硬磨盘和修正盘专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种环抛机用超硬磨盘和修正盘，其特征在于，磨盘和修正盘分别包含由超硬油石组成的近圆盘形蜂窝状盘体和圆形大理石基体；超硬油石用同规格的正六棱柱超硬油石通过直线切割与拼接制成大面积近圆形蜂窝状盘体，并用胶粘于具有较低热膨胀系数的圆盘形大理石基体上。
2.根据权利要求1所述的一种环抛机用超硬磨盘和修正盘，其特征在于，修正盘直径不小于磨盘直径的1/2；正六棱柱超硬油石底面正六边形的内接圆直径为磨盘直径的1/6。
3.根据权利要求1或2所述的一种环抛机用超硬磨盘和修正盘，其特征在于，磨盘和修正盘上的近圆形蜂窝状盘体由A型油石(3)、B型油石(4)、C型油石(5)、D型油石(6)和E型油石(7)拼接制成；完整的正六棱柱油石为A型油石，其它类型的油石均由A型油石通过直线切割工艺获得：沿A型油石底面一个顶点与其相邻侧边的中点连线切割，剩余部两部分中面积较大的为B型油石；面积较小的部分为截取一个底面顶角为120°的最大等腰三角形的三棱柱为C型油石；一件A型油石沿对角线对称切割得到两个D型油石；一件A型油石沿底面相间隔1个顶点的两顶点连线切割可得到3件E型油石。
4.根据权利要求3所述的超硬磨盘和修正盘，其特征在于，一个磨盘需要A型油石(3)18件，正中间的一个A型油石(3)的位置空缺；需要B型油石(4)12件，C型油石(5)和D型油石(6)各6件；一个修正盘需要A型油石(3)7件，需要E型油石(7)6件；
一台环抛机需要一个磨盘和一个修正盘，共需要下料烧结正六棱柱超硬油石总数为42件，其中A型油石(3)25件，剩余的18件油石切割成12件B型油石(4)、6件C型油石(5)、6件D型油石(6)和6件E型油石(7)。
5.根据权利要求1或2所述的超硬磨盘和修正盘，其特征在于，正六棱柱超硬油石采用碳化硼微粉通过高温烧结制成，或采用金刚石或立方氮化硼微粉通过树脂或金属结合剂烧结制成。
6.根据权利要求1或2所述的超硬磨盘和修正盘，其特征在于，所用正六棱柱超硬油石用同一个模具进行烧结成型，确保所有油石的尺寸一致性。

说明书全文

一种环抛机用超硬磨盘和修正盘

技术领域

[0001] 本发明属于精密加工技术领域，涉及一种环抛机用超硬磨盘和修正盘。

背景技术

[0002] 环抛机是一种采用环抛工艺加工超精密平面的设备，主要用于光学玻璃、硅、KDP晶体、超精密金属模具等平面的研磨抛光，广泛应用于航空航天、国防及精密机械领域。采用环抛工艺可实现用作平面测量基准的标准圆平晶(直径为150mm)的超精密加工，1级平晶平面度可达50nm。环抛机的磨盘和修正盘主要有两种，一种是大理石磨盘，一种是铸铁磨盘。加工光学玻璃、硅、KDP晶体等非金属材料时，常用大理石磨盘作为刚性支撑盘，然后在大理石磨盘上加抛光垫或浇注沥青，形成抛光盘；加工金属零件时，常用铸铁磨盘作为研磨盘。修正盘的材料一般和磨盘的材料一致。

[0003] 由于铸铁材料热膨胀系数较高、材料偏软、硬度不均匀等缺陷，研磨过程中自身的磨损也较为严重且磨损不均匀，从而致铸铁磨盘和修正盘的精度保持性差，研磨精度没有大理石磨盘的精度高。然而，大理石磨盘由于吸油吸水易变性、且硬度不高，也不适合直接加工金属零件。因此，开发出同时适用于金属和非金属研抛加工的超硬磨盘和修正盘，成为当务之急。

[0004] 超硬磨料中的金刚石(摩氏硬度为10)，立方氮化硼(摩氏硬度为9.7)和碳化硼(摩氏硬度为9.3)是已知世界上最坚硬的三种材料之一。碳化硼具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点，主要用于坦克车的装甲、避弹衣和很多工业应用品中。另外，碳化硼与金刚石和立方氮化硼相比，制造容易、成本低廉，因而使用更加广泛。在某些方面可以取代价格昂贵的金刚石，在磨削、车削、钻孔、研磨等方面的应用。

[0005] 相对于其他超硬磨料而言，碳化硼高温烧结后粒间可形成类似砂轮的空隙，这对于高效加工、储存研磨液和容削非常有利，特别适合用于制作精密研磨用的油石。然而由于模具制作成本高、烧结空间有限、加工困难等因素的制约，市面上的碳化硼油石多为尺寸不大于300mm的矩形油石。常见的有200mm×200mm×20mm的方形油石，200mm×50mm×25mm及100mm×25mm×5mm长条矩形油石。市面上的碳化硼油石不能直接用来制造圆形的磨盘和修正盘。

发明内容

[0006] 为解决现有研抛机的磨盘和修正盘存在的问题，本发明提供了一种环抛机用超硬磨盘和修正盘，磨盘和修正盘分别包含由超硬油石组成的近圆盘形蜂窝状盘体和圆形大理石基体；超硬油石用同规格的正六棱柱超硬油石通过直线切割与拼接制成大面积近圆形蜂窝状盘体，并用胶粘于具有较低热膨胀系数的圆盘形大理石基体上。

[0007] 修正盘直径不小于磨盘直径的1/2；正六棱柱超硬油石底面正六边形的内接圆直径为磨盘直径的1/6。

[0008] 磨盘和修正盘上的近圆形蜂窝状盘体由A型油石、B型油石、C型油石、D型油石和E型油石拼接制成；完整的正六棱柱油石为A型油石，其它类型的油石均由A型油石通过直线切割工艺获得：沿A型油石底面一个顶点与其相邻侧边的中点连线切割，剩余部两部分中面积较大的为B型油石；面积较小的部分为截取一个底面顶角为120°的最大等腰三角形的三棱柱为C型油石；一件A型油石沿对角线对称切割得到两个D型油石；一件A型油石沿底面相间隔1个顶点的两顶点连线切割可得到3件E型油石。

[0009] 所用正六棱柱超硬油石用同一个模具进行烧结成型，确保所有油石的尺寸一致性。

[0010] 一个磨盘需要A型油石(3)18件，正中间的一个A型油石的位置空缺；需要B型油石12件，C型油石和D型油石各6件；一个修正盘需要A型油石7件，需要E型油石6件；

[0011] 一台环抛机需要一个磨盘和一个修正盘，共需要下料烧结正六棱柱超硬油石总数为42件，其中A型油石25件，剩余的18件油石切割成12件B型油石、6件C型油石、6件D型油石和6件E型油石。

[0012] 进一步，正六棱柱超硬油石采用碳化硼微粉通过高温烧结制成，或采用金刚石或立方氮化硼微粉通过树脂或金属结合剂烧结制成。

[0013] 对油石或基体的材料、油石的数量及非完整油石的制作方式作的任何改动，仍在本发明的保护范围之内。

[0014] 本发明的有益效果在于，提供了一种由圆盘形大理石基体和正六棱柱超硬油石组成的环抛机用超硬磨盘和修正盘；用同规格的正六棱柱超硬油石通过拼接和直线切割成大面积蜂窝状近圆形盘体，并用胶粘于具有较低热膨胀系数的圆盘形大理石基体上，制成超硬磨盘和修正盘；可用于金属、非金属平面零件的超精密研抛加工，具有制作工艺简单、加工成本较低、使用范围广、磨盘和修正盘精度保持性好、加工精度高等优点，可代替现有的环抛机用大理石或铸铁磨盘及修正盘，具有广阔的市场应用前景。附图说明

[0015] 图1超硬磨盘和修正盘工作状态图。

[0016] 图2超硬磨盘模型图。

[0017] 图3超硬修正盘模型图。

[0018] 图4 A型油石底面结构图。

[0019] 图5 B型油石底面结构图。

[0020] 图6 C型油石底面结构图。

[0021] 图7 D型油石底面结构图。

[0022] 图8 E型油石底面结构图。

[0023] 图中：1修正盘基体；2磨盘基体；3 A型油石；4 B型油石；5 C型油石；6 D型油石；7 E型油石。

具体实施方式

[0024] 以PL12型环抛机为例，阐述碳化硼超硬磨盘和修正盘的结构及尺寸。

[0025] PL12型环抛机磨盘直径为1200mm，根据正六棱柱油石底面正六边形的内接圆直径为磨盘直径的1/6的要求，正六棱柱底面正六边形的内接圆直径为200mm。考虑到碳化硼微粉的成本，所有油石的设计高度为20mm。根据正六棱柱油石的尺寸，制造烧结模具，同时考虑加热后油石收缩及切割时金刚石刀片的厚度等因素的影响。

[0026] 选用粒度为2000目的碳化硼磨料至少烧结42件正六棱柱油石，其中A型油石3共25件，取12件A型油石3通过切割加工成12件B型油石4和6件C型油石5，取3件A型油石3沿对角线切割成6件D型油石6；取两件A型油石3沿底面相间隔1个顶点的三条连线切割可到6件E型油石7。

[0027] 用18件A型油石3、12件B型油石4、6件C型油石5和6件D型油石6拼接成直径约为1200mm的近圆形盘体，然后粘于直径为1200mm、厚度为150mm圆盘形的大理石磨盘基体2上，制成超硬磨盘。由于磨盘中心点区域的线速度较低，应避免使用该区域加工，因此磨盘正中间的一个A型油石的位置空缺。

[0028] 用7件A型油石和6件E型油石拼接成直径约为600mm的近圆形盘体，然后粘于直径为610mm、厚度为80mm的圆盘形的大理石修正盘基体1上，制成超硬修正盘。尽量修正盘避免超硬油石盘体尺寸大于修正盘大理石基体尺寸。

[0029] 超硬磨盘修整时，为提高磨盘和修正盘的修整效率，可采用粒经偏大一点的金刚石、立方氮化硼或碳化硼研磨剂进行对研修整，然后逐渐降低磨料的粒径，以提高磨盘和修正盘的平面精度；刚修整完的超硬油石中固结磨料较为锋利，可直接采用干研或只加液体的湿研，也可以用配有硬度不大于油石硬度的氧化铝、氧化锆、氧化铈、氧化铬等微粉磨料的研磨剂进行研抛加工。使用硬度低于磨盘油石烧结磨料硬度的研磨剂，有利于减少超硬磨盘和修正盘的磨损，这对于提高超硬磨盘和修正盘的精度保持性非常有利。

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