本实用新型专利技术揭示了磨具及磨抛装置，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。运行成本更低。运行成本更低。
【技术实现步骤摘要】
磨具及磨抛装置
[0001]本技术涉及高精度加工设备领域，尤其是磨具及磨抛装置。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
技术实现思路
[0006]本技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种磨具及磨抛装置。
[0007]本技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0008]磨具，包括
[0009]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，载具至少前端区域为非隔热材料；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]优选的实施方式中，所述磨头或治具是
[0016]圆盘，其与所述载具共轴，其前端面形成一圈扇形凹槽；
[0017]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；
[0018]半球头，其与所述载具共轴，其球面均匀分布一组凹槽；
[0019]或蜂窝状物体。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]优选的实施方式中，所述冰冻磨材使用的凝固为固体的液体的凝固点小于25℃。
[0025]优选的实施方式中，所述冰冻磨材中包括酸或碱。
[0026]磨抛装置，至少包括上述任一所述的磨具，所述磨具的流体滑环连接冷媒供应机构，所述冷媒供应机构供应能够使形成所述冰冻磨材的混合物凝固成固体并保持状态的冷媒，所述载具连接驱动其自转的驱动机构。
[0027]优选的，所述的磨抛装置中，所述驱动机构为机械传动主轴、气浮、液压或机械直驱电主轴或所述载具与所述驱动机构构成电主轴。
[0028]优选的，所述的磨抛装置还包括自动灌注装置，用于将磨料、配伍材料及可凝固成固体的液体混合得到混合物加入到所述容置空间内。
[0029]本技术技术方案的优点主要体现在：
[0030]本方案通过在载具上设置冷却流道并在载具后端设置流体滑环，前端设置容置空间，在容置空间内设置冰冻磨材，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。
[0031]本方案的磨料、配伍材料及凝固成固体的液体可以有效根据不同的满研磨需要进行适配性调整，应用灵活，适用性好。并且磨料粒度的选择有利于达到纳米级的研磨精度。
[0032]本方案采用治具与半导体制冷片配合的工艺，能够达到更低的温度以保证不同的冷冻温度需要，同时可以灵活地调整冷冻温度，应用的灵活性更好。同时治具可以采用多种不同的模型，能够有效地满足任何平面、圆周或异型面的磨削工况。
[0033]本方案的冰冻磨料中添加酸碱，能够在研磨同时，对工件的化学腐蚀，增加研磨或抛光效率，提高研磨或抛光表面品质。
[0034]本方案每个容置空间的冰冻磨材采用分次滴加混合物的方式得到多层结构，单层的冰冻速率快，效率高，有利于保证冰冻磨材内外温度的一致性，同时，能够有效地避免磨料沉淀与分层的问题，保证磨料分布的均匀性。
[0035]本方案的磨抛装置包括自动灌注装置，可以在研磨机内部在线将混合物加入到得到容置空间中冰冻得到磨具，还可以在冰冻磨材使用完毕后，再次成型冰冻磨材，而无需在研磨机外部冷冻得到磨具后再将磨具安装到研磨机上使用，有利于简化加工和组装流程，自动化加工，效率高。
[0036]本方案的研磨方法通过持续供应冷媒保持冰冻磨材的在线恒温冰冻，结合对磨具的进给速率、转速及施加压力的控制能够有效地满足纳米级研磨精度需要。
附图说明
[0037]图1是本技术磨具不带治具的剖视图；
[0038]图2是本技术磨具的载具采用圆盘状磨头且未填充冰冻磨材的立体图；
[0039]图3是本技术磨具的载具采用圆盘状磨头且填充冰冻磨材的立体图；
[0040]图4是本技术磨具的载具采用圆柱状磨头且未填充冰冻磨材的立体图；
[0041]图5是本技术磨具的载具采用圆柱状磨头且填充冰冻磨材的立体图；
[0042]图6是本技术磨具的载具采用半球状磨头且未填充冰冻磨材的立体图；
[0043]图7是本技术磨具的载具采用半球状磨头且填充冰冻磨材的立体图；
[0044]图8是本技术磨具采用带治具结构的剖视图；
[0045]图9是本技术磨具采用半导体制冷片连接载具及治具的剖视图；
[0046]图10是本技术磨抛装置采用研磨盘磨具的示意图；
[0047]图11是本技术磨抛装置采用砂轮磨具的示意图；
[0048]图12是本技术的磨头或治具上的容置空间为蜂窝状的示意图。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.磨具，其特征在于：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，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。2.根据权利要求1所述的磨具，其特征在于：所述容置空间是所述载具前端的磨头上形成的凹槽或孔。3.根据权利要求2所述的磨具，其特征在于：所述磨头是圆盘，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；或半球头，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。4.根据权利要求1所述的磨具，其特征在于：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。5.根据权利要求4所述的磨具，其特征在于：所述治具是圆盘，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；或半球头，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。6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：万明，
申请(专利权)人：苏州赛万玉山智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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