[发明专利]研磨机构和研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种研磨技术，特别是涉及在非常温下对工件表面进行研磨的机构和方法。

背景技术

现有的研磨技术主要基于普通平面磨床，而磨床通常由床身、工作台、液压系统、工作台两侧的主轴箱、主轴箱滑座、电机、磨盘等组成，电机通过皮带轮连接主轴，主轴连接磨盘。磨盘主要为砂轮或其他磨具(如油石、砂瓦、磨头、砂带和研磨膏等)。砂轮由磨料、结合剂和气孔构成，起研磨作用。磨料具有硬度高、耐磨性好、耐热性好、韧性好的特点，并且有锋利的形状。砂轮的研磨过程实际上是磨粒对工件表面的切削、犁沟和滑擦三种作用的综合效应。

研磨技术分为粗糙、精磨、细磨及镜面磨削。其特点是由于刀刃很多，所以加工平稳、精度高，可以对淬硬的金属材料进行加工，常用于淬硬钢、耐热钢及特殊合金材料等坚硬材料的加工。

现有的研磨方法包括以下步骤：首先设置研磨基本参量；然后，在研磨过程中，电机带动主轴进而带动磨盘具旋转；随后，磨具在工件上进行磨削，从工件的起始位置到达工件的另一端，反复几次。同时，在研磨的过程中，液压系统打开，在工件上喷洒冷却液，直到工件成为所需形状即结束研磨过程。

国家知识产权局申请号为03119809.0的发明“研磨方法及装置”公开了一种研磨方法及装置，可将冷却液供给到砂轮表面且导引到砂轮表面的研磨点，并大幅度地削减冷却液的供给量。在供给冷却液且通过旋转的砂轮(1)来研磨工件(W)的研磨方法及装置中，在上述砂轮(1)的外周面(10)上的上述研磨点(11)的上流侧，配设喷出相对于沿着上述砂轮(1)的外周面(10)连续环绕的空气的流动的空气层(12)从该空气层(12)的宽度方向的其中一侧横切到另一侧的喷射流体的流体喷嘴(2)，在通过从上述流体喷嘴(2)所喷出的喷射流体将上述空气层(12)吹散来排除遮断上述连续环绕的空气层(12)的遮断位置(13)与上述研磨点(11)之间配设有供给冷却液的研磨液喷嘴，使从上述研磨液喷嘴所供给的冷却液到达砂轮表面的研磨点。

在上述的研磨过程中，研磨消耗的能量几乎全部转化为热能，称为磨削热。根据研磨条件的不同，磨削热约有60～85％进入工件，10～30％进入磨轮，0.5～30％进入磨屑，另有少部分以传导、对流和辐射形式散出。磨盘上的磨粒经过研磨区的时间很短，一般在0.01～0.1毫秒以内，这期间内，极大的摩擦产生的热量使得工件表面局部温度迅速上升，形成瞬时热聚集现象，使得工件在研磨时会产生很高的瞬时磨削温度，然而在研磨后的冷却过程就会造成工件表面层与工件的母体之间存在较大的温度差，形成较大的热应力。如果热应力超过材料的强度，就会使工件产生磨削裂纹。例如对于精度为μm级的较高精度的工件，会导致工件的寿命减少，降低了产品的质量。

综上所述，现有的磨床技术存在以下缺点：

第一、现有的普通平面研磨技术可以保证处于常温下工作的工件工作精度要求，但对于在非常温下工作的工件由于受温度影响，各个位置热变形量不一致，无法保证工件在工作状态时精度要求。

第二、工件在研磨时很高的瞬时研磨温度在研磨过程和冷却过程中造成工件表面层与工件母体很大的温度差，形成很大的热应力。如果热应力超过材料的强度，就会使工件产生研磨裂纹，特别是在工件冷却过程中，如果表面层与工件母体有较大的温度差，那么表面层就会形成很大的拉应力，并保持位伸残余应力，甚至产生表面裂纹。裂纹的存在，哪怕是十分细小的微裂纹，也会极大地降低工件的疲劳强度，大大缩短工件的使用寿命。

第三、现有的磨削技术在研磨后，对于工件表面的精度影响很大。参照图1，其为在现有研磨技术研磨后若干种工件在工作温度275℃时测量的平面度曲线示意图。由图可知，当需要精密度为几十微米的工件时，现有的磨床不可能完成。并且，使用现有的磨床，其研磨后的压痕在中间位置偏重，同工件凸出部位吻合。另外，采用现有的磨床研磨后的压痕有间断，表面不光滑，影响精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种研磨方法，以解决现有技术中工件通过研磨后在非常温下工作时精度低和生产成本高的缺点。

本发明的另一个目的在于提供一种研磨机构，以解决现有技术中工件通过研磨后在非常温下工作时精度低和生产成本高的缺点。

为达到上述目的，本发明提供的一种研磨机构，用于在非常温下对工件进行研磨，包括平面磨床，所述研磨机构还包括温控装置，所述温控装置包括加热器、电压提供装置、温控器和感温器，其中，

加热器，连接所要加工的工件，用于对工件进行加热；