關(guān)于超精密平面研磨的機(jī)床介紹

　　平面研磨機(jī)是超精密平面研磨加工中最重要、最基本的加工設(shè)備，它具有以下特征：

　　(1)高精度，主要的性能指標(biāo)有幾何精度、定位精度和重復(fù)定位精度等。

　　(2)高剛度，包括機(jī)床本身的剛度，工件、機(jī)床、夾具等所組成的工藝系統(tǒng)剛度。

　　(3)高穩(wěn)定性，在規(guī)定的工作環(huán)境下和使用過程中應(yīng)能長時(shí)間保持精度，應(yīng)有良好的耐磨性、抗振性等。

　　(4)高自動(dòng)化，為了保證加工質(zhì)量，減少人為因素影響，采用數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。

　　超精密平面研磨可以采用單面研磨或者雙面研磨方式加工。下圖為一種雙面平面研磨機(jī)。

　　圖 2.1 雙面平面研磨機(jī)工作原理圖

　　下面以雙面研磨方式為例介紹加工設(shè)備運(yùn)行原理：在研磨加工時(shí)，被加工工件放在工件保持架內(nèi)，上下均有研磨盤。下研磨盤由電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。為在工件上得到均勻不重復(fù)的研磨軌跡，工件保持架制成行星輪式，外面和內(nèi)齒輪嚙合，里面和小齒輪嚙合。同時(shí)上研磨盤加載并有一定的浮動(dòng)，以避免兩研磨盤不平行造成工件兩研磨面的不平行，減小誤差復(fù)映率。

　　在上述傳統(tǒng)的研磨拋光機(jī)上用軟質(zhì)拋光盤進(jìn)行高精度平面拋光時(shí)，由于研磨盤的變形和磨損，通常需要憑借工人的經(jīng)驗(yàn)，頻繁地將研磨盤工作面在標(biāo)準(zhǔn)平板上進(jìn)行手工對(duì)研來修正拋光盤面的變形，以實(shí)現(xiàn)高精度的平面加工。

　　為了盡可能排除研磨加工時(shí)對(duì)工人熟練程度的要求，需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行改進(jìn)。浙江工業(yè)大學(xué)的有關(guān)學(xué)者以加工量與拋光盤的磨損量及兩者的相對(duì)速度、壓力、時(shí)間的比例關(guān)系為基礎(chǔ)，通過對(duì)圓環(huán)狀拋光盤及圓形工件之間的研磨運(yùn)動(dòng)的分析及考慮壓力分布下的軟質(zhì)拋光盤的彈性變形，采用修正環(huán)可實(shí)時(shí)在線修整拋光盤的平面度，開發(fā)了修正環(huán)形平面研磨拋光機(jī)，其外觀如下圖所示。本論文的一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就是在該機(jī)床上得到的。

　　圖 2.2 修正環(huán)形研磨拋光機(jī)示意圖

　　這種機(jī)床的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)為：將切片后的薄片工件粘帖在平行平面夾具上，使薄片工件與夾具成為一體，作為名義大口徑厚工件加工，并通過修正環(huán)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)來實(shí)時(shí)修正拋光盤的平面度。這種加工方法可以通過理論公式推導(dǎo)出高精度的平面加工條件，并可通過在粘帖有薄片工件的加工夾具上，附加一個(gè)與加工夾具同直徑的斜切圓柱體砝碼，作為偏心載荷來修正平面度，易于操作，修正結(jié)果再現(xiàn)性也很高。

　　在研磨過程中，在磨盤上根據(jù)不同的加工條件涂敷不同的磨料，工件置于研磨盤之上，再在工件之上施加一定的研磨壓力，同時(shí)裝夾工件，通過機(jī)床的主軸帶動(dòng)磨盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，利用磨盤和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及磨料的切削去除作用，從工件表面去除一層極薄的表面層，從而達(dá)到加工的目的。