[发明专利]一种聚晶金刚石复合片表面抛光机

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械抛光装置，尤其涉及一种可用于抛光大面积聚晶金刚石复合片表面的抛光机，属于金属表面加工技术领域。

背景技术

聚晶金刚石(Polycrystalline diamond，简称PCD)复合片是一种将人造金刚石粉和粘接剂等放置在硬质合金衬底上，通过高温、高压合成的复合材料。聚晶金刚石复合片兼有聚晶金刚石的极高耐磨性和硬质合金的高抗冲击性，使其具备优异的切削性能。它被用于制作各种刀具，广泛应用于对有色金属及其合金、高硬度材料、非金属材料以及增强型复合材料等的精密切削加工。用聚晶金刚石复合片制作的刀具，不仅大幅度提高了刀具耐用度、提高了切削加工效率、保证了加工精度、改善了被加工工件的表面质量，而且解决了许多难加工材料的加工问题，扩充了切削加工应用范围。

为了确保切削加工时能迅速排屑、避免被加工工件表面被划伤，大多数复合片的PCD表面需要进行抛光，使其达到镜面效果。实际生产中一般用机械抛光方法实施复合片的PCD表面抛光。现有技术中多采用包含端面磨轮和固定式夹具的抛光机床对复合片的PCD表面进行抛光。

如图1所示，已知的抛光机床主要分为磨轮部和夹具部两部分。

其中，磨轮部包括：皮带1、电机皮带轮2、电机3、主轴轴承22、磨轮主轴23、主轴套筒24、大皮带轮25和端面磨轮4；电机皮带轮2安装在电机3的输出轴上，电机皮带轮2和大皮带轮25通过皮带1相连，大皮带轮25安装在磨轮主轴23的一端，磨轮主轴23的另一端安装有端面磨轮4，磨轮主轴23通过主轴轴承22支撑在主轴套筒24上，主轴套筒24和电机3固定在机床上。磨轮部的电机3通过电机皮带轮2、皮带1、大皮带轮25驱动磨轮主轴23和端面磨轮4高速旋转。

夹具部又可以分为齿圈夹具21、抛光压力调整机构和夹具旋转驱动机构三部分。齿圈夹具21用于粘接复合片5；抛光压力调整机构用于将齿圈夹具21和复合片5压向端面磨轮4，夹具旋转驱动机构用于驱动齿圈夹具21和复合片5旋转。

抛光压力调整机构包括：自定位钢球6、滚动轴7、滚珠套8、弹簧10、弹簧座11、调节螺钉12、钢球13。抛光压力调整机构位于齿圈夹具21之上。当拧紧调节螺钉12，可推动钢球13、弹簧座11将弹簧10压缩，引发弹簧10产生弹性压力。弹簧10套在滚动轴7上端，其通过滚动轴7、自定位钢球6将齿圈夹具21和复合片5压紧在端面磨轮4上。滚动轴7由滚珠套8定位在夹具体9内，可沿自身轴向自由移动，夹具体9固定在机床上。抛光压力调整机构主要通过拧紧或松动调节螺钉12，来调节施加在弹簧10上的力，从而调节齿圈夹具21与端面磨轮4之间的压紧程度。

夹具旋转驱动机构包括：减速电机14、小齿型带轮15、齿形带16、大齿型带轮17、轴承18、传动轴19、小齿轮20。减速电机14固定在机床上，减速电机14的输出轴上安装有小齿型带轮15。大齿型带轮17安装在传动轴19的一端，传动轴19通过轴承18安装在夹具体9内，传动轴19的另一端安装有小齿轮20，小齿轮20与齿圈夹具21啮合。夹具旋转驱动机构的减速电机14通过小齿型带轮15和齿形带16驱动大齿型带轮17、传动轴19和小齿轮20旋转，小齿轮20啮合齿圈夹具21带动复合片5绕齿圈夹具21旋转中心低速旋转。

抛光时，先将复合片5粘接在齿圈夹具21上。将调节螺钉12对正弹簧座11上钢球13；拧紧调节螺钉12，弹簧10变形，抛光压力通过滚动轴7和自定位钢球6施加在齿圈夹具21和复合片5上。启动电机3和减速电机14；电机3通过电机皮带轮2、皮带1、大皮带轮25驱动磨轮主轴23和端面磨轮4高速旋转；减速电机14通过小齿型带轮15、齿形带16驱动大齿型带轮17、传动轴19和小齿轮20旋转，小齿轮20啮合齿圈夹具21低速转动。

由上可知，抛光过程中，通过齿圈夹具21自转和端面磨轮4的旋转，使得复合片5相对于端面磨轮4转动，从而完成对聚晶金刚石复合片待抛光表面的抛光处理。由于电机3、主轴套筒24、夹具体9、减速电机14固定在机床上，用传统抛光设备抛光复合片，工件旋转中心相对端面磨轮4的端面接触线固定。对于厚度大、直径小的聚晶金刚石复合片，用传统抛光设备是适宜的。

随着聚晶金刚石复合片的直径增大、厚度减薄，尤其大面积聚晶金刚石复合片的出现，聚晶金刚石复合片的直径已超过端面磨轮宽度一倍以上，而且厚度也比以往产品薄很多。当使用传统抛光设备抛光薄厚度、大面积聚晶金刚石复合片表面时，则存在一些问题。