一种研磨盘表面自生长的研磨机构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及研磨/抛光领域，尤其是超精密研磨加工领域。
【背景技术】
[0002]超精密研磨抛光是超精密加工领域的一种主要加工方法，近年来发展起来的超精密研磨抛光是一种可以实现先进材料工件高精度、高质量加工的方法。一般的研磨抛光方法采用的加工方式是:在表面平整均匀的研磨盘上铺设固着磨粒，加工工件安装于研磨盘上方的工件安装头上，研磨时，在工件安装头上施加压力，研磨盘转动，使工件与固着磨粒间有相对运动进行磨削从而完成研磨加工。另一方面，一般所用的研磨盘表面附着着大量的磨粒，并由于研磨盘制作工艺的局限，研磨盘表面会出现磨粒分布不均造成的凹槽，同时在加工过程中，由于压力等外部因素，使得研磨盘表面不同部位磨粒与工件间磨削程度不同，会造成局部磨粒磨损加剧，进一步造成研磨盘表面的局部凹陷及研磨盘表面的不平整，使得工件安装头和工件在与研磨盘接触的过程中，产生振动和跳动，危害工件加工质量和精度。
[0003]目前常用的研磨盘修复保养方法是:利用硬脂和硫为基础的各种浸渍剂来处理磨盘，即将研磨盘拆下来然后放入被加热到130-135Γ的浸渍剂溶融物中，将研磨盘从浸渍剂溶融物中抽出来以后甩掉多余的浸渍剂溶融物，再利用电镀金刚石的修正轮修整，整个修复工作需要几个小时。
[0004]使用常规方法修复研磨盘，需要将磨盘拆卸下来，而根据研磨盘的磨损速度一般需要5天对研磨盘修复一次，采用传统修复方法，修复繁琐麻烦耗费人力同时耗费时间，而所用修复材料对环境有污染，同时修复效果不佳，所以，寻找一种新的研磨盘表面修复方法显得尤为重要。
【实用新型内容】
[0005]为了实现这种研磨机构，本实用新型提出了一种研磨盘表面自生长的研磨机构，主要包括研磨盘、超声波发射装置、扇形喷头、UV光照射装置，所述研磨盘下方还安装一根支撑并带动所述研磨盘转动的多级传动轴，所述多级传动轴中心有一个空腔，所述超声波发射装置安装在所述多级传动轴的空腔内，所述扇形喷头安装在所述研磨盘上方，所述扇形喷头均匀喷洒混有磨粒的UV光固化涂料在所述研磨盘表面，然后进行所述研磨盘表面自生长，所述UV光照射装置一共有两个，分别安装在所述扇形喷头两侧，所述UV光照射装置内装有UV光灯管。
[0006]所述研磨盘表面自生长是将一种UV光固化涂料均匀喷洒覆盖在研磨盘表面后，照射UV光引发UV光固化涂料固化，从而在研磨盘表面生长出一层均匀平整的研磨层，其具体操作是:首先将UV光固化涂料与磨粒均匀混合，然后通过扇形喷头将混有磨粒的UV光固化涂料均匀喷洒于研磨盘表面，待整个研磨盘表面的混有磨粒的UV光固化涂料摊平后，照射UV光，引发UV光固化涂料固化，使UV光固化涂料生长成坚硬的平整面，同时使磨粒借助于UV光固化涂料均匀的固着于研磨盘表面，在修复研磨盘表面缺陷及刮痕的同时，形成一层均匀平整的研磨层。
[0007]所述UV光固化涂料是一种新型环保型节能涂料，在UV光(紫外线)的照射下，液态UV光固化涂料中的光引发剂受激发变为自由基或阳离子，从而引发UV光固化涂料中具有反应活性的物质间发生化学反应，最终导致体型结构的形成，从而使UV光固化涂料固化，其固化时间根据厚度不同而改变，具体固化时间可以控制在I分钟内。本实用新型利用UV光固化涂料的这种特性，将其喷洒在研磨盘表面，然后引发UV光固化涂料固化，即相当于让研磨盘表面生长出一层新的研磨层，形成的研磨层的硬度大、厚度可控，故称这种方法为研磨盘表面自生长技术。由于UV光固化涂料的固化时间很短且无需拆卸研磨盘，所以这种方法快捷简单。
[0008]在研磨工件时会在研磨盘表面添加研磨液，所谓研磨液即磨粒的混合液，其作用是使磨粒与工件磨削，增加研磨盘对工件的磨削速度，因此，本实用新型在进行研磨盘表面自生长时，将磨粒与UV光固化涂料混合，这样，在UV光固化涂料固化之后，磨粒可以通过UV光固化涂料固着于研磨盘表面，形成一层均匀平整的磨粒层，进而可以让研磨盘生长出的新的研磨层能够直接参与工件研磨加工而无需再次添加研磨液，提高了修复效率减小由于研磨盘修复造成的时间损失。
[0009]由于研磨盘表面生长出的研磨层直接参与研磨加工，新的研磨层表面必须均匀平整，因此，保证喷洒到研磨盘表面的UV光固化涂料的均匀性及平整性至关重要。考虑到在UV光固化涂料的喷洒过程中，研磨盘保持旋转会产生向心力，同时基于圆盘的特性:圆盘不同直径处线速度不同，离圆心远处圆环线速度大、被喷洒的时间短而近圆心处圆环线速度小、被喷洒的时间长，若用同等喷洒量喷洒整个圆盘，会导致中心盘厚度较外环厚，同时，由于磨粒与UV光固化涂料均匀混合，需要保证混有磨粒的UV光固化涂料喷洒的流畅性防止堵塞，因此，使用了所述扇形喷头，所述扇形喷头的喷口形状为矩形，所述扇形喷头的喷口呈扇形排列其面积变化原则是近研磨盘圆心处矩形面积小而远研磨盘圆心处面积大，这样UV光固化涂料在近圆心处喷洒的范围小、量少而在远圆心处喷洒的范围大、量多，保证混有磨粒的UV光固化涂料更加均匀的喷洒于研磨盘上。
[0010]进一步的，所述超声波发射装置安装在所述多级传动轴的空腔内，所述超声波发射装置发射出的超声波的传播方式是漩涡扩散式，当扇形喷头喷洒混有磨粒的UV光固化涂料于研磨盘上之后，超声波发射装置发射的超声波振动UV光固化涂料使之均匀摊开。
[0011]进一步的，由于在角速度相同而转动半径不同时，各处线速度不同，因此，在研磨盘表面各圆环区域上UV光涂料接触的UV光照射时间不同，为了保证UV光固化涂料在固化时能够保持均匀、同步，所述UV光灯管安装有灯罩，所述UV光灯管的功率变化规律是:沿着所述研磨盘中心向外围方向，UV光灯管的功率逐渐增强。保证研磨盘外围处的UV光固化涂料受到的UV光强度强，协调UV光照射强度与UV光照射时间，保证研磨盘表面各处的UV光固化涂料能够均匀、同步固化。
[0012]由于本实用新型所述的基于研磨盘表面自生长技术对研磨盘表面进行修复的方法，需要先喷洒液态的UV光固化涂料，在照射UV光使UV光固化涂料生长，在此过程中，不能加工工件，只有当研磨盘表面修复完成之后，才能重新安装工件，进行研磨加工。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
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