[发明专利]磨具、其加工方法、磨抛装置及研磨方法

说明书

本发明揭示了磨具、其加工方法、磨抛装置及研磨方法，其中磨具包括载具，其上形成有从后端面延伸至前端的冷却流道，冷却流道的进、出口位于载具的后端面，载具至少前端区域为非隔热材料；载具的后端连接流体滑环；载具的前端设置容置空间，形成容置空间的材料为非隔热材料；容置空间内设置冰冻磨材。本方案可以通过流体滑环连接外部冷媒供应机构，在磨削过程中，持续向所述冷却流道内供应冷媒对冰冻磨材进行冷却保温，避免冰冻磨材在磨削过程中因温度熔化，提高了冰冻磨材使用寿命，同时保证磨具的持续低温恒温研磨抛光，有效提高了磨料的利用率，且无需采用研磨机内低温环境来避免冰冻磨材融化的方式，运行成本更低。

技术领域

本发明涉及高精度加工设备领域，尤其是磨具、其加工方法、磨抛装置及研磨方法。

背景技术

冰冻磨具是将磨料、配伍材料及可凝固成固体的液体均匀混合得到的悬浮液、浆料或膏体通过低温冷冻形成预设的形状后用于研磨。通常磨具是在研磨机外部将悬浮液，浆料或膏体置于模具中冷冻成型，然后脱模，再将磨具安装至研磨机上使用。如申请号为2006100411080，名称为“一种冷冻模具及其制备方法”所揭示的技术。

冰冻磨具可以便于制作成各种形状，并且磨削热很小，有利于防止热应力，能够有效地满足高精度研磨的需要，但是研磨时，冷冻成型的冰冻磨材受温度影响会出现融化的情况，影响使用寿命和使用稳定性，很难持续稳定地实现在线研磨。

并且在磨具加工时，通常是直接将磨料、添加剂及液体混合得到的混合物全部加入到模具中进行冷冻，这种加工方式冷冻效率低，且冰冻材料内外的凝固程度可能存在差异，同时由于冷冻时间长，容易出现磨料沉降和分层的问题，因此极大地影响了冰冻磨材的有效使用。

另外，现有的磨具加工方式是在研磨机外部通过模型冷冻得到磨具，脱膜后再安装到研磨机中，并且低温的磨具不利于搬运和安装，更重要的是，当冰冻磨料使用完后需要将磨具拆装进行更换，操作繁琐，使用效率低。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种磨具、其加工方法、磨抛装置及研磨方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

磨具，包括

载具，其上形成有冷却流道，所述冷却流道的进、出口位于载具的后端面且所述冷却流道从所述载具的后端面延伸至前端区域，载具至少前端区域为非隔热材料；

流体滑环，连接在所述载具的后端且其上的通道与所述冷却流道的进、出口连通；

容置空间，设置在载具的前端，形成容置空间的材料为非隔热材料；

冰冻磨材，设置在所述容置空间内，其是混合有磨料的冰冻体。

优选的实施方式中，所述容置空间是所述载具前端的磨头上形成的凹槽或孔。

优选的实施方式中，所述容置空间是所述载具前端面处设置的治具上形成的槽或孔。

优选的实施方式中，所述磨头或治具是

圆盘，其与所述载具共轴，其前端面形成一圈扇形凹槽；

或圆柱，其与所述载具共轴，其圆周面形成一圈均分圆周的凹槽；

半球头，其与所述载具共轴，其球面均匀分布一组凹槽；

或蜂窝状物体。

优选的实施方式中，所述治具与载具之间设置有半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端朝向所述治具。

优选的实施方式中，所述冰冻磨材包括多个冰冻体分层和/或分块。

优选的实施方式中，所述磨料的粒度范围在20纳米～100 微米之间。

优选的实施方式中，所述磨料是碳化硅、氧化铝、碳化硼、氧化锆、白/棕刚玉、氧化钛、氧化硅（硅溶胶）、氧化铈或金刚石中的一种或几种的混合。