[发明专利]冰冻固结磨料抛光垫承载装置及其抛光垫

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密加工装置，尤其是冰冻固结磨料抛光垫的承载装置及其抛光垫，具体地说是一种既能够为冰冻固结磨料抛光垫提供足够的刚度，又能使得冰冻固结磨料抛光垫融化速率得到均匀控制的冰冻固结磨料抛光垫承载装置及其抛光垫。

背景技术

冰冻固结磨料抛光盘是使用冰作为结合剂，将抛光磨料制备成胶体冻结，属于低温抛光技术。在低温环境中，可以减少已加工表面的残余应力、微观裂纹和表面损伤等。由于冰冻固结磨料的特殊性质，不能直接将冰冻磨料置于抛光机上直接对材料进行加工。因此需要一个承载装置将冰冻固结磨料抛光盘冻制在其之上。承载装置主要有两种形式，一种为由铸铁制成，另一种为聚四氟乙烯。而这两种承载装置都有着自己不可避免的缺陷。铸铁制成的冰冻固结磨料抛光盘承载装置虽然有较大的刚度，但是由于铸铁是热的良导体，使得冰冻固结磨料抛光盘的融化速率过快且不稳定。另外，普通的聚四氟乙烯制成的冰冻固结磨料抛光盘的承载装置虽然传热慢，但是由于刚度差，当冰冻固结磨料抛光垫的偏心距大到一定程度时，由于压头压力的作用，使得整个抛光盘发生翘曲，使得抛光效果变差。

综上所述，对于冰冻固结磨料抛光工艺中冰盘承载装置存在的问题，急需一种既能够提供足够的刚性，又可以使得冰冻固结磨料抛光垫不至于快速融化的新型承载装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有的利用铸铁制造的承载装置存在融化速度过快寿命短，而非金属材料制造的承载装置存在刚度差，抛光效率差的问题，设计一种既能延长冰冻固结磨料抛光垫使用寿命又能保证一定刚度的冰冻固结磨料抛光垫承载装置，同时设计一种兼具刚度和散热均匀的抛光垫，以适应冰冻固结磨料抛光工艺的要求。

本发明的技术方案之一是：

一种冰冻固结磨料抛光垫承载装置，其特征是它由刚度提供层1和隔热层2组成，隔热层2的一面与刚度提供层1相连，隔热层2的另一面与形成抛光盘3的冰冻固结磨料层相连，隔热层2的导热系数小于刚度提供层1的导热系数。

所述的刚度提供层1和隔热层2的直径相同。

所述的刚度提供层1为金属材料制品，它的整体形状呈“翼形”结构。

所述的隔热层2为高分子隔热材料制品。

所述的隔热层2与抛光盘3相连的一面上设有直径呈等差分布的多个环形燕尾型沟槽4或者均匀对称布置的圆孔阵5，形成抛光盘3的冰冻固结磨料层充填伸入所述的环形燕尾型沟槽4或圆孔阵5中。

所述的隔热层2通过螺栓与刚度提供层1相连；刚度提供层1设有与动力轴相连的连接螺孔。

所述的隔热层2与刚度提供层1通过相配的燕尾形结构相连；刚度提供层1设有与动力轴相连的连接螺孔。

本发明的技术方案之二是：

一种带有隔热层的冰冻固结磨料抛光垫，其特征是它主要由刚度提供层1、隔热层2及抛光盘3组成，所述的隔热层2位于刚度提供层1和抛光盘3之间，隔热层2的一面与刚度提供层1相连，隔热层2的另一面与形成抛光盘3的冰冻固结磨料层冻结相连，在隔热层2与抛光盘3相连的一面上设有供冰冻固结磨料层渗入以便通过冻结使隔热层2与抛光盘3相连的直径呈等差分布的多个环形燕尾型沟槽4或者均匀对称布置的圆孔阵5。

本发明的有益效果：

1、在冰冻固结磨料抛光过程中，由于刚度提供层1提供所需要的刚度，即使随着偏心距的增大，也不会产生冰冻固结磨料抛光盘发生翘曲和震荡，保证了抛光的效果。

2、在冰冻固结磨料抛光过程中，由于隔热层的导热系数小、传热慢等特点，使得冰冻固结磨料抛光垫的融化速率减慢，得以均匀控制，可减少冰冻固结磨料抛光的材料浪费，提高抛光效率。

3、刚度提供层整体形状为“翼形”，而并没有采用传统的圆柱形，这样既节省了材料又增加了支撑的稳定性，且易于去除外膜。

4、隔热层上加工有燕尾形沟槽，解决了冰冻固结磨料抛光垫在冻制过程中定位问题，并且能够防止抛光垫在加工过程中发生自转，延长冰冻固结磨料抛光盘的使用时间。

5、刚度提供层和隔热层之间的固定方式较为简单，不需要复杂的工艺，既保证了可靠性，又保证了经济性。

附图说明

图1是本发明的冰冻固结磨料抛光垫及其承载装置的结构示意图。

图2是本发明的承载装置刚度提供层的结构示意图。

图3是本发明的同心圆式隔热层的表面示意图。

图4是本发明的具有圆孔阵的隔热层表面示意图。

图5是使用铸铁盘作为抛光垫承载装置与采用本发明装置的抛光盘融化曲线对比。

图6 是使用本发明的抛光装置加工微晶玻璃的ADE形貌示意图。