一种内流道供液的数控抛光装置的制作方法

本发明涉及一种硬脆性材料加工工具技术领域，特别是涉及一种内流道供液的数控抛光装置。

背景技术：

传统的小磨头抛光采用的是游离磨料与实心磨头加工方法，驱动轴与实心磨头垂直并且刚性连接，实心磨头底部设有抛光垫，加工时，抛光垫以一定的压力与被加工的工件相接触，抛光垫的转动带动游离磨料对工件表面进行滑擦、耕犁、微量切削从而实现材料的去除。

虽然传统的小磨头抛光现如今被广泛应用于硬脆性材料的加工过程中，但其缺点是由于四周供给抛光液，使得在离心力的作用下抛光液在磨头下方分布不均匀且磨料更新速度慢，甚至会出现高速旋转时局部无抛光液或者局部磨料聚集的现象，最终导致抛光垫磨损过快，降低抛光垫的使用寿命，增加加工的成本，而且抛光工件表面均匀性难以控制，影响硬脆性材料表面抛光效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供了一种内流道供液的数控抛光装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内流道供液的数控抛光装置，其特征在于：包括定子壳体、转子轴、心轴和抛光磨头；所述定子壳体为内部中空的结构，所述定子壳体的两端设有容纳轴承的沟槽，所述定子壳体的内部通过o型密封圈与转子轴进行动密封；

定子壳体侧面中间设有进液螺纹孔，一端与抛光液供料管连接，另一端与引流沟槽相连通，定子壳体侧面上部分设有两个螺纹孔用以连接止动杆；所述转子轴为t型阶梯空心轴，转子轴与定子壳体之间通过滚动轴承连接，转子轴竖直方向上设有传输抛光液的通孔，通孔四周垂直连接若干个盲孔延伸至转子轴的侧壁上的开孔处，盲孔依次经过开孔、引流沟槽与定子壳体侧面螺纹孔连通；所述心轴穿过转子轴内部，上端通过弹簧夹头与机床主轴相连，下端连接抛光磨头，抛光磨头垂直于心轴，两者为一体件。

作为一种优选，所述转子轴穿至定子壳体末端通过轴用卡簧进行轴向固定。

作为一种优选，所述抛光磨头分为刚性层、柔性层和抛光层，层与层之间通过胶水进行粘合。所述刚性层、柔性层和抛光层都有贯通的通孔，与转子轴通孔底部的出液口相对应。

作为一种优选，所述抛光磨头刚性层与转子轴底部相应位置设有四个螺纹孔，两者通过螺钉连接，保证同步转动。

作为一种优选，所述柔性层的材料为橡胶或者海绵。所述抛光层的材料为聚氨酯。所述抛光层设有螺旋状沟槽。

作为一种优选，所述抛光液分为粗抛抛光液和精抛抛光液，粗抛抛光液的组成为：浓度为1％的m4金刚石磨料、浓度为0.6％六偏磷酸钠、ph调节剂和氧化剂；精抛抛光液的组成为：浓度为1％的m0.5金刚石磨料、浓度为0.3％六偏磷酸钠、ph调节剂和氧化剂。

本发明的有益效果是：

1、金刚石抛光液通过内流道从抛光装置内部流出，改变了传统的四周供料的方式，使得金刚石磨粒抛光液可以有效进入硬脆性材料的加工区域，加工区域内磨粒分布更加均匀，更新速度更加稳定，从而改善抛光垫的磨损情况，以提高抛光效率和抛光表面质量。

2、具有内流道供液的数控抛光装置适用于任意数控机床，可以实现对硬脆性材料工件的粗抛和精抛，无需使用特定的抛光设备，适用范围广泛，通用性强。

3、通过配制分散均匀且悬浮稳定的金刚石抛光液解决微粉金刚石容易团聚的问题。结构的设计可以实现从定子壳体静态传输抛光液的同时，并在动态旋转过程中有效的从抛光装置内部传输抛光液至工件表面。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的正视图；

图3是本发明的侧视图；

图4是本发明实施例中超景深显微镜下聚氨酯抛光垫的磨损情况。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种内流道供液的数控抛光装置不局限于实施例。

参见图1至图3所示，本发明的一种内流道供液的数控抛光装置，包括定子壳体1、转子轴2、心轴3和抛光磨头4，所述定子壳体1为内部中空的结构，两端设有容纳轴承的沟槽，内部通过o型密封圈5与转子轴2的侧壁进行动密封，定子壳体1侧面中间设有进液螺纹孔12，一端与抛光液供料管连接，另一端与引流沟槽6相连通，定子壳体1侧面上部分设有两个螺纹孔用以连接止动杆13；

所述转子轴2为t型阶梯空心轴，转子轴2与定子壳体1之间通过滚动轴承7连接，转子轴2竖直方向上设有传输抛光液的通孔8，通孔8四周垂直连接若干个盲孔9延伸至转子轴2的侧壁上的开孔10处，盲孔9依次经过开孔10、引流沟槽6与定子壳体1侧面螺纹孔连通；所述心轴3穿过转子轴2内部，上端通过弹簧夹头与机床主轴相连，下端连接抛光磨头4，抛光磨头4垂直于心轴3，两者为一体件。

所述转子轴2穿至定子壳体1末端通过轴用卡簧11进行轴向固定。

所述抛光磨头4分为刚性层41、柔性层42和抛光层43，层与层之间通过胶水进行粘合。所述刚性层41、柔性层42和抛光层43都有贯通的通孔，与转子轴通孔底部的出液口相对应。所述柔性层42的材料为橡胶或者海绵。所述抛光层43的材料为聚氨酯。所述抛光层43设有螺旋状沟槽。

所述抛光磨头刚性层41与转子轴2底部相应位置设有四个螺纹孔14，两者通过螺钉连接，保证同步转动。

所述抛光液分为粗抛抛光液和精抛抛光液，粗抛抛光液的组成为：浓度为1％的m4金刚石磨料、浓度为0.6％六偏磷酸钠、ph调节剂和氧化剂；精抛抛光液的组成为：浓度为1％的m0.5金刚石磨料、浓度为0.3％六偏磷酸钠、ph调节剂和氧化剂。

本发明的使用过程如下：首先将具有内流道供液的数控抛光装置心轴3上端通过弹簧夹头与机床主轴相连，然后开启抛光液供给系统和设置数控机床上的参数，抛光液通过定子壳体1侧面中间进液螺纹孔12连接的供料管流入引流沟槽6，接着流入转子轴2的侧壁上若干错开的开孔10，流经盲孔9流入转子轴2竖直方向上的通孔8，抛光液从转子轴底部的出液孔流出依次经过刚性层41、柔性层42和抛光层43至硬脆性材料的加工区域。

实施例：为了验证本发明的抛光工具的效果，按照所述实施步骤安装好实验装置，分别用本发明提供的具有内流道供液的数控抛光装置和传统的四周供液抛光装置在相同的工艺参数下进行抛光高铝硅钢化玻璃的对比实验。实验结束后在超景深显微镜下分别观察不同供液方式下抛光层即聚氨酯抛光垫的磨损情况。

图4(a)为内部供液抛光30分钟后聚氨酯抛光垫的表面形貌，图4(b)为四周供液抛光30分钟后聚氨酯抛光垫的表面形貌。从图4(a)与图4(b)对比可以看出，采用传统的四周供液下抛光小磨头抛光垫磨损严重，抛光液由于离心力的作用不易进入工件中心区域，甚至在高速旋转的情况下出现干抛现象，使得抛光垫表面温度迅速升高，表面变得光滑，恶化的抛光垫会降低材料去除率，同时会增大非均匀性。而本发明提供的具有内流道供液的数控抛光装置抛光时，抛光液在工件表面分布均匀，磨粒更新速度稳定，最终抛光垫的磨损情况明显优于传统的四周供液下抛光小磨头。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种内流道供液的数控抛光装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。