專利名稱：提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精密加工技術(shù)，尤其是一種拋光加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的方法及裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，拋光是一種精密、超精密加工過程，廣泛用于多種材料的終道加工。拋光區(qū)域的環(huán)境是非常重要的因素，如環(huán)境濕度、濕度、氣壓等，影響拋光的材料去除和表面質(zhì)量。目前普遍使用的各類拋光機(jī)，在工作時(shí)多處于全開放式的環(huán)境中，無法避免外界環(huán)境中的粉塵、溫度、濕度、氣壓對(duì)拋光質(zhì)量的影響。若拋光環(huán)境混入較大的粉塵，工件表面就會(huì)形成劃痕等損傷。環(huán)境溫度及濕度變化太大，影響拋光加工的進(jìn)程和工件的最終表面質(zhì)量；對(duì)于一些對(duì)溫度和濕度特別敏感的材料，溫度及濕度變化太大，會(huì)導(dǎo)致工件開裂或潮解。較高環(huán)境氣壓可能促進(jìn)拋光加工的進(jìn)行。中國專利101966691公開了一種金屬拉鏈拋光機(jī)的內(nèi)置粉塵過濾系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括全封閉式的金屬拉鏈拋光機(jī)機(jī)箱主體,機(jī)箱主體內(nèi)的過濾水箱、吸塵鼓風(fēng)機(jī)、排氣管、吸塵管，使金屬拉鏈拋光產(chǎn)生的粉塵被完全回收。中國專利201279731公布了一種帶除塵器的拋光機(jī)，包括拋光機(jī)、風(fēng)機(jī)和除塵器，解決了工作場所空氣中粉塵含量大的情況。以上情況均考慮粉塵對(duì)拋光加工的影響，但無法避免環(huán)境中溫度和濕度對(duì)拋光質(zhì)量的影響，尤其是在加工一些對(duì)溫度和濕度敏感的材料時(shí)均無法直接利用，必須加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前拋光加工環(huán)境中的氣體及其溫度、濕度、氣壓等因素不可控的影響，提供一種封閉氣體環(huán)境的拋光加工系統(tǒng)。采用密閉罩將拋光區(qū)域封閉以及通入氣體的方式，來實(shí)現(xiàn)達(dá)到控制氣體環(huán)境的目的，控制拋光區(qū)域的氣體及其溫度、濕度、氣壓等，阻礙粉塵的進(jìn)入，提供有利于加工的空氣環(huán)境，提聞拋光的材料去除率和工件的表面質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是
一種提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的方法，其特征是
首先，將拋光機(jī)置于密閉罩中，以防止外界粉塵進(jìn)入拋光面影響拋光質(zhì)量；
其次，向密閉罩中充入相配的氣體，以調(diào)節(jié)密封罩中的氣體壓力、溫度和濕度；
第三，在密封罩中安裝用于檢測壓力、溫度和濕度的傳感器，以便控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)供氣參數(shù)，達(dá)到提高材料去除率和表面質(zhì)量的目的。所述的氣體壓力為2-10個(gè)大氣壓，所述的濕度為10-80%，所述的溫度為-20-50 °C。所述的氣體為氬氣、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳中的一種或幾種的組合。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是
一種提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的裝置，它包括拋光機(jī)I和拋光液供給系統(tǒng)2，其特征是所述的拋光機(jī)I安裝在密閉罩5中，所述的拋光液供給系統(tǒng)2安裝在密閉罩5中直接給拋光墊供液或所述拋光液供給系統(tǒng)2的噴液頭伸入密閉罩中給拋光墊供液；用于改善密閉罩中氣壓、溫度、濕度的氣體供給系統(tǒng)3通過伸入密閉罩5中的供氣管向密封罩5中供氣，在密閉罩5的下部或側(cè)面設(shè)有供拋光廢液儲(chǔ)存和/或排出的廢液處理系統(tǒng)6，在所述的密閉罩5中還安裝有用于檢測顯示其內(nèi)部壓力、溫度和濕度的傳感器4。所述的向密閉罩中通入的氣體的壓力為2-10個(gè)大氣壓。所述的向密封罩中通入的氣體為經(jīng)過溫度和濕度調(diào)節(jié)的氬氣、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳中的一種或幾種的組合。
用于檢測密閉罩5中壓力、溫度和濕度的傳感器4分散或集中安裝在密閉罩5中。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明由于采用了密閉罩，可以將拋光加工系統(tǒng)密閉，避免了外界環(huán)境對(duì)加工質(zhì)量的影響，特別粉塵的引入。本發(fā)明由于采用了氣體供給系統(tǒng)，可以根據(jù)被加工材料的特性，引入有利于加工的氣體，避免傳統(tǒng)拋光氣體的單一性。所通入氣體可以是氬氣、氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳中的一種或幾種的組合，氣體的溫度、濕度可預(yù)先進(jìn)行調(diào)節(jié)到滿足使用要求的最佳值。本發(fā)明可以根據(jù)敏感材料的種類和加工要求通入溫度、濕度及氣壓等可控的氣體，達(dá)到控制拋光環(huán)境的目的，促進(jìn)拋光的進(jìn)行，提高拋光質(zhì)量。所述的溫度、濕度及氣壓等可控的氣體可選用如氬氣、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳中的一種或多種的組合。本發(fā)明由于采用了傳感器，方便對(duì)拋光氣體環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測與控制?？梢愿鶕?jù)被加工材料的特性，控制氣體的溫度、濕度及氣壓等，促進(jìn)拋光加工的進(jìn)行，提高加工的材料去除率和工件的表面質(zhì)量。所述的傳感器可選用溫度、濕度、氣壓中的一種或多種的組合。


圖I是本發(fā)明的密閉拋光加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一。一種提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的裝置，它包括拋光機(jī)I、拋光液供給系統(tǒng)2、密閉罩5、氣體供給系統(tǒng)3、傳感器4和廢液處理系統(tǒng)。拋光機(jī)I外部設(shè)有密閉罩5,密閉罩5上開設(shè)多個(gè)圓孔，拋光液供給系統(tǒng)2和氣體供給系統(tǒng)3設(shè)置在密閉罩5的兩側(cè)，密閉罩5的頂部設(shè)有溫度和濕度傳感器4，密閉罩5的底部設(shè)有拋光液廢液儲(chǔ)存和排出系統(tǒng)6。由圖I可知,拋光機(jī)I安裝在密閉罩5中,所述的拋光液供給系統(tǒng)2可安裝在密閉罩5中直接給拋光墊供液，也可使噴液頭從密閉罩5上的圓孔中伸入密閉罩中給拋光墊供液；用于改善密閉罩中氣壓、溫度、濕度的氣體供給系統(tǒng)3通過伸入密閉罩5中的供氣管向密封罩5中供氣，供氣壓力為2-10個(gè)大氣壓，所供氣體可為經(jīng)過溫度和濕度調(diào)節(jié)的氬氣、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳中的一種或幾種的組合，在密閉罩5的下部或側(cè)面設(shè)有供拋光廢液儲(chǔ)存和/或排出的廢液處理系統(tǒng)6，在所述的密閉罩5中還安裝有用于檢測顯示其內(nèi)部壓力、溫度和濕度的傳感器4，傳感器4分散或集中安裝在密閉罩5中。
實(shí)施例二。一種提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的方法，它包括以下步驟
首先，將拋光機(jī)置于透明的密閉罩中，以防止外界粉塵進(jìn)入拋光面影響拋光質(zhì)量；
其次，根據(jù)被加工材料的特性向透明密閉罩中充入相應(yīng)的氣壓、溫度和濕度均經(jīng)過調(diào) 節(jié)的氣體，以調(diào)節(jié)密封罩中的氣體壓 力、溫度和濕度；
第三，在密封罩中安裝用于檢測壓力、溫度和濕度的傳感器，以便控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)供氣參數(shù)，達(dá)到提高材料去除率和表面質(zhì)量的目的。根據(jù)所加工材料的不同，通入的氣體可為氬氣、氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳中的一種或幾種的組合。根據(jù)所加工材料的不同，通入的氣體壓力為2-10個(gè)大氣壓、濕度為10-80%、溫度為-20-50 °C。下面通過加工實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。采用本發(fā)明的封閉拋光加工系統(tǒng)拋光相關(guān)材料與傳統(tǒng)的拋光系統(tǒng)進(jìn)行比較，傳統(tǒng)拋光系統(tǒng)環(huán)境條件為開放的，室溫(約為20°C)，濕度為40%，氣壓為一個(gè)大氣壓約IOOkPa的空氣中，其他加工參數(shù)相同。實(shí)例一。拋光軟脆易潮解硼酸銫鋰(CLBO)晶體，采用溫度為24°C，濕度為10%，200kpa (約為2個(gè)大氣壓)的空氣中，材料去除率提高40%，表面質(zhì)量提高30%，沒有潮解現(xiàn)象(傳統(tǒng)拋光環(huán)境下，晶體潮解很嚴(yán)重)，無顆粒劃傷。若采用800kpa的氧氣和氮?dú)饣旌蠚怏w，則材料去除率提高300%，表面質(zhì)量提高100%，也沒有潮解現(xiàn)象，無顆粒劃傷。實(shí)例二。拋光軟脆易潮解三硼酸銫(CBO)晶體，采用溫度為30°C，濕度為10%，200kpa的空氣中，材料去除率提聞100%,表面質(zhì)量提聞30%,沒有潮解現(xiàn)象(傳統(tǒng)拋光環(huán)境下，晶體潮解很嚴(yán)重)，無顆粒劃傷。若溫度為35°C，濕度為10%，300kpa (約為3個(gè)大氣壓)的空氣中，材料去除率提高150%,表面質(zhì)量提高70%，也沒有潮解現(xiàn)象，無顆粒劃傷。若溫度為35°C，濕度為10%，500kpa的氧氣和氮?dú)鈿怏w，材料去除率提高400%，表面質(zhì)量提高130%，也沒有潮解現(xiàn)象，無顆粒劃傷。實(shí)例三。拋光軟脆易潮解磷酸二氫鉀晶體(KDP)晶體，采用溫度為25°C，濕度為10%，200kpa的空氣中，材料去除率提高60%，表面質(zhì)量提高80%，沒有潮解現(xiàn)象(傳統(tǒng)拋光環(huán)境下，晶體潮解很嚴(yán)重)，無顆粒劃傷。實(shí)例四。拋光K9玻璃，采用溫度為50°C，濕度為20%，500kpa的氧氣中，材料去除率提高250%，表面質(zhì)量提高200%。若采用溫度為35°C，濕度為80%，700kpa (約為7個(gè)大氣壓)的氬氣中，材料去除率提聞60%，表面質(zhì)量提聞100%。若采用溫度為-10°C，濕度為50%，200kpa的氮?dú)庵?，材料去除率提?0%，表面質(zhì)量提聞70%。實(shí)例五。拋光硅片玻璃，采用溫度為40°C，濕度為20%，500kpa的氧氣中，材料去除率提高180%，表面質(zhì)量提高300%。若采用溫度為30°C，濕度為30%，IOOOkpa (約為10個(gè)大氣壓)的二氧化碳?xì)怏w中，材料去除率提高20%，表面質(zhì)量提高30%。若采用溫度為-20°C，濕度為50%，400kpa的氮?dú)庵校牧先コ侍岣?5%，表面質(zhì)量提聞150%。
本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的方法，其特征是 首先，將拋光機(jī)置于密閉罩中，以防止外界粉塵進(jìn)入拋光區(qū)域影響拋光質(zhì)量； 其次，向密閉罩中充入相配的氣體，以調(diào)節(jié)密封罩中的氣體壓力、溫度和濕度；第三，在密封罩中安裝用于檢測壓力、溫度和濕度的傳感器，以便控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)供氣參數(shù)，達(dá)到提高材料去除率和表面質(zhì)量的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是所述的氣體壓力為2-10個(gè)大氣壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是所述的氣體為氬氣、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳中的一種或幾種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是所述的濕度為10-80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是所述的溫度為-20-50°C。
6.一種提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的裝置，它包括拋光機(jī)(I)和拋光液供給系統(tǒng)(2)，其特征是所述的拋光機(jī)(I)安裝在密閉罩(5)中，所述的拋光液供給系統(tǒng)(2)安裝在密閉罩(5)中直接給拋光墊供液或所述拋光液供給系統(tǒng)(2)的噴液頭伸入密閉罩中給拋光墊供液；用于改善密閉罩中氣壓、溫度、濕度的氣體供給系統(tǒng)(3)通過伸入密閉罩(5)中的供氣管向密封罩(5)中供氣，在密閉罩(5)的下部或側(cè)面設(shè)有供拋光廢液儲(chǔ)存和/或排出的廢液處理系統(tǒng)(6 )，在所述的密閉罩(5 )中還安裝有用于檢測顯示其內(nèi)部壓力、溫度和濕度的傳感器(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是所述的向密閉罩中通入的氣體的壓力為2-10個(gè)大氣壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是所述的向密封罩中通入的氣體為經(jīng)過溫度和濕度調(diào)節(jié)的氬氣、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳中的一種或幾種的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是用于檢測密閉罩(5)中壓力、溫度和濕度的傳感器(4)分散或集中安裝在密閉罩(5)中。
全文摘要
一種提高精密拋光加工速度和工件表面質(zhì)量的方法及裝置，其特征是所述的方法是首先，將拋光機(jī)置于密閉罩中，以防止外界粉塵進(jìn)入拋光區(qū)域影響拋光質(zhì)量；其次，向密閉罩中充入相配的氣體，以調(diào)節(jié)密封罩中的氣體壓力、溫度和濕度；第三，在密封罩中安裝用于檢測壓力、溫度和濕度的傳感器，以便控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)供氣參數(shù)，達(dá)到提高材料去除率和工件表面質(zhì)量的目的。所述的裝置的關(guān)鍵是將整體加工必須的設(shè)備罩裝在密閉罩中。本發(fā)明能明顯提高材料去除率，提高表面光潔度。
文檔編號(hào)B24B55/00GK102699821SQ20121020070
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者夏磊, 孫玉利, 左敦穩(wěn), 朱永偉, 李軍, 李標(biāo), 李鵬鵬 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)