專利名稱：一種內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固結(jié)磨料研磨加工領(lǐng)域，特別涉及一種用于硅片、藍(lán)寶石、陶瓷和玻璃等材料單面或雙面研磨的內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤。
背景技術(shù)：
固結(jié)磨料研磨是指用結(jié)合劑將磨料固結(jié)在磨塊中，將磨塊粘接在基體上形成研磨盤，對工件進(jìn)行研磨加工的工藝，主要有單面研磨和雙面研磨兩種方式。與游離磨料研磨相t匕，固結(jié)磨料研磨具有研磨效率高，表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用，常被用來加工硅片、藍(lán)寶石、陶瓷和玻璃等材料。固結(jié)磨料研磨過程中會產(chǎn)生大量的熱量，因此需要冷卻液進(jìn)行冷卻。目前，各種材料的單面或雙面研磨多采用輸送管噴射冷卻液進(jìn)行研磨盤和工件的冷卻，這種冷卻方式中冷卻液由研磨盤外部的一側(cè)噴入，造成冷卻液在研磨盤與工件之間分布不均勻，冷卻效果差。為改善冷卻效果，中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?00810219023.6，發(fā)明人王成勇等，專利名稱:一種帶有研磨盤冷卻機(jī)構(gòu)的平面研磨機(jī)，該專利公開了一種帶有研磨盤冷卻機(jī)構(gòu)的平面研磨機(jī)，即在研磨盤底部開有冷卻回路，流經(jīng)研磨盤底部的冷卻液能及時(shí)帶走研磨盤各區(qū)域積聚的熱量，這種結(jié)構(gòu)的研磨盤僅適用于游離磨料研磨，冷卻液很難帶走固結(jié)磨料研磨磨削層產(chǎn)生的熱量。綜上所述，現(xiàn)有的固結(jié)磨料研磨盤冷卻方式具有以下缺點(diǎn):第一，在實(shí)際研磨過程中，研磨機(jī)的高速轉(zhuǎn)動和強(qiáng)大壓力使研磨盤表面產(chǎn)生大量的熱量，需要大量的冷卻液冷卻加工區(qū)域，冷卻液利用率低，造成資源浪費(fèi)，且冷卻效果差，容易燒傷研磨盤和所研磨工件，使研磨盤壽命變短，加工工件質(zhì)量變差；第二，在研磨過程中，會產(chǎn)生大量磨屑，現(xiàn)有的研磨方式不利于磨屑的排出，容易使磨屑聚集在研磨盤磨塊的氣孔內(nèi)造成研磨盤堵塞，使研磨盤自銳性變差，加工效率降低，同時(shí)也容易造成研磨盤和工件燒傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的就是針對現(xiàn)有的固結(jié)磨料研磨工藝存在的缺點(diǎn)，發(fā)明一種冷卻液由磨塊表面氣孔中流出，直接冷卻磨削區(qū)域，所以，增強(qiáng)冷卻效果，防止研磨盤堵塞，從而防止研磨盤和工件燒傷的內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤。本發(fā)明專利采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤，研磨盤內(nèi)部具有冷卻液循環(huán)通道，研磨盤由含有磨料的多孔磨塊3、帶有多個(gè)孔道2a的基板2和開有中心孔Ia及溝槽Ib的分流板I組成，每個(gè)多孔磨塊3均通過粘結(jié)劑4固定在基板2上的一個(gè)孔道2a的一端，孔道2a貫通基板2 ;多孔磨塊3中大氣孔3a互相連通，基板2與分流板I開有溝槽Ib的一面固連，分流板I上開有一個(gè)中心孔la，中心孔Ia與溝槽Ib互相連通，分流板中心孔la、分流板溝槽lb、分流板徑向溝槽Ic和基板孔道2a以及多孔磨塊3中的大氣孔3a構(gòu)成冷卻液循環(huán)通道。在內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤中，多孔磨塊3中的磨料為金剛石磨料、立方氮化硼磨料、碳化硅磨料、剛玉磨料或其他磨料；多孔磨塊3所用結(jié)合劑為陶瓷結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑或其他結(jié)合劑；多孔磨塊3為圓形磨塊、多邊形磨塊或其他異形磨塊；孔道2a的排列方式為圓環(huán)形、螺線形或其他形狀；溝槽Ib為扇形，圓環(huán)形、螺線形或其他形狀。在內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤中采用的冷卻液是不含磨料的水或是加入所需成分的研磨液。本發(fā)明的有益效果是研磨盤拆裝方便，可以快速實(shí)現(xiàn)不同種類研磨盤之間的更換。由于冷卻液由磨塊表面氣孔中流出后，直接冷卻磨削區(qū)域，冷卻效果明顯；冷卻液以相同的流量由每一個(gè)磨塊表面氣孔中流出，冷卻效果均勻；冷卻液能夠及時(shí)沖出堵塞在磨塊氣孔中的磨屑，有效地防止研磨盤的堵塞；所以，能夠有效地防止研磨盤和工件的燒傷，力口工出的工件尺寸精度高，表面粗糙度好。


圖1是本發(fā)明的示意圖；圖2是扇形溝槽的分流板示意圖；圖3是圓環(huán)形溝槽的分流板示意圖；圖4是螺線形溝槽的分流板示意圖；圖5是孔道圓環(huán)形排列的基板示意圖；圖6是孔道螺線形排列的基板示意圖；圖7是圓形磨塊示意圖；圖8是六邊形磨塊示意圖；圖9是磨塊與基板粘結(jié)示意圖。其中:1_分流板，Ia-分流板中心孔，Ib-分流板溝槽，Ic-分流板徑向溝槽，2-基板，2a-基板孔道，3-多孔磨塊，3a-大氣孔，4_粘結(jié)劑。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖和技術(shù)方案對本發(fā)明專利的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。在附圖1中，研磨盤由含有磨料的多孔磨塊3、帶有多個(gè)孔道2a的基板2和開有中心孔Ia及溝槽Ib的分流板I組成，每個(gè)磨塊3均通過粘結(jié)劑4固定在基板2上一個(gè)孔道2a的一端，基板2與分流板I開有溝槽Ib的一面固連,使用時(shí),研磨盤的分流板I與研磨機(jī)固連。圖2是扇形溝槽的分流板示意圖，圖中的分流板I上開有一個(gè)中心孔Ia和六個(gè)扇形溝槽lb，中心孔Ia和扇形溝槽Ib互相連通，這種結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)的基板2，基板2上孔道2a的排列形狀不受限制，可以為圓環(huán)形、螺線形或者其他形狀。圖3是圓環(huán)形溝槽的分流板示意圖，圖中的分流板I上開有一個(gè)中心孔Ia和五個(gè)同心圓環(huán)溝槽lb，六條徑向的溝槽Ic將中心孔Ia和圓環(huán)溝槽Ib相連接，使中心孔Ia和圓環(huán)溝槽Ib互相連通，這種結(jié)構(gòu)的分流板I對基板2的支撐面積大、剛性好。圖4是螺線形溝槽的分流板示意圖，圖中的分流板I上開有一個(gè)中心孔Ia和一個(gè)螺線形溝槽lb，五條徑向溝槽Ic將中心孔Ia和螺線形溝槽Ib相連接，使中心孔Ia和螺線形溝槽Ib互相貫通，這種結(jié)構(gòu)適應(yīng)于基板2上以螺線形排列的磨塊，從而使研磨軌跡復(fù)雜，被加工工件表面均勻性提高。圖5是孔道圓環(huán)形排列的基板示意圖，圖中的基板2上開有多個(gè)貫通的孔道2a，該孔道2a以圓環(huán)形狀排列，適用于圖2和圖3中的分流板I。圖6是孔道螺線形排列的基板示意圖，圖中的基板2上開有多個(gè)貫通的孔道2a，該孔道2a以螺線形排列，適用于圖2和圖4中的分流板I。圖7是圓形多孔磨塊示意圖，圖中的多孔磨塊3為圓形，這種多孔磨塊3便于制造和粘接，但是，多孔磨塊3之間留有間隙，使加工效率降低。圖8是六邊形多孔磨塊示意圖，圖中的多孔磨塊3為六邊形，這種多孔磨塊3能夠互相貼合粘接，多孔磨塊3之間幾乎沒有間隙，加工效率較高。多孔磨塊3之間的間隙不填充時(shí)，有利于磨屑的排出；填充時(shí)，可提高冷卻液的利用率。圖9為多孔磨塊3與基板2粘結(jié)示意圖。粘結(jié)時(shí)，須將粘結(jié)劑4涂抹在基板2上孔道2a的周圍，防止孔道2a及其與磨塊3底部大氣孔3a連通處被堵塞，從而影響冷卻液流出。本發(fā)明的研磨盤在實(shí)際使用時(shí)，將分流板I和研磨機(jī)連接在一起，研磨機(jī)配備有冷卻液循環(huán)過濾系統(tǒng)，冷卻液在分流板中心孔la、分流板溝槽lb、分流板徑向溝槽Ic和基板孔道2a以及多孔磨塊3中的大氣孔3a構(gòu)成的冷卻通道中循環(huán)使用，冷卻液循環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，能夠極大的節(jié)約冷卻液用量，研磨機(jī)不在需要配置傳統(tǒng)的冷卻液供給設(shè)備持續(xù)提供冷卻液。冷卻液在研磨過程中由多孔磨塊3的大氣孔3a中流出后，直接冷卻加工區(qū)域，冷卻效果明顯；而且冷卻液以相同的流量從整個(gè)研磨盤上多孔磨塊3的大氣孔3a中流出，加工區(qū)域冷卻均勻；冷卻液還能夠及時(shí)沖出堵塞在多孔磨塊3表面的磨屑，有效地防止研磨盤磨削層的堵塞。冷卻液可以是不含磨料的水或是加入所需成分的研磨液。實(shí)際使用時(shí)可以將基板2和多孔磨塊3制造成為一個(gè)整體，更換研磨盤時(shí)，分流板I不用拆卸，只需將粘結(jié)有磨塊3的基板2從分流板I上拆卸下來，更換一個(gè)新的安裝上去即可。研磨盤的基板2可以反復(fù)使用，當(dāng)多孔磨塊3消耗完時(shí)，可以將基板2上殘留的多孔磨塊3和粘結(jié)劑4除去，將新多孔磨塊3粘結(jié)上即可重新使用。本發(fā)明的研磨盤用途廣泛，既可以作為單面研磨的研磨盤，也可以作為雙面研磨的上研磨盤和下研磨盤；適合用來加工各種材料的工件，特別適合加工硅片、藍(lán)寶石、陶瓷、玻璃等材料。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤，其特征是，研磨盤內(nèi)部具有冷卻液循環(huán)通道，研磨盤由含有磨料的多孔磨塊(3)、帶有多個(gè)孔道(2a)的基板(2)和開有中心孔(Ia)及溝槽(Ib)的分流板(I)組成，每個(gè)多孔磨塊(3 )均通過粘結(jié)劑(4 )固定在基板(2 )上的一個(gè)孔道(2a)的一端，孔道(2a)貫通基板(2);多孔磨塊(3)中大氣孔(3a)互相連通，基板(2)與分流板(I)開有溝槽(Ib)的一面固連，分流板(I)上開有一個(gè)中心孔(Ia),中心孔(Ia)與溝槽(Ib)互相連通，分流板中心孔(la)、分流板溝槽(lb)、分流板徑向溝槽(Ic)和基板孔道(2a)以及多孔磨塊(3)中的大氣孔(3a)構(gòu)成冷卻液循環(huán)通道。
2.如權(quán)利要求1所述一種內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤，其特征是，多孔磨塊(3)中的磨料為金剛石磨料、立方氮化硼磨料、碳化硅磨料、剛玉磨料或其他磨料；多孔磨塊(3)所用結(jié)合劑為陶瓷結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑或其他結(jié)合劑；多孔磨塊(3)為圓形磨塊、多邊形磨塊或其他異形磨塊；孔道(2a)的排列方式為圓環(huán)形、螺線形或其他形狀；溝槽(Ib)為扇形，圓環(huán)形、螺線形或其他形狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤，其特征是，冷卻液是不含磨料的水或是加入所需成分的研磨液。
全文摘要
本發(fā)明一種內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤屬于固結(jié)磨料研磨加工領(lǐng)域，特別涉及一種用于硅片、藍(lán)寶石、陶瓷和玻璃等材料單面或雙面研磨的內(nèi)冷卻固結(jié)磨料研磨盤。研磨盤內(nèi)部具有冷卻液循環(huán)通道，研磨盤由含有磨料的多孔磨塊、帶有多個(gè)孔道的基板和開有中心孔及溝槽的分流板組成。每個(gè)多孔磨塊均通過粘結(jié)劑固定在基板上的一個(gè)孔道的一端，多孔磨塊中大氣孔互相連通。分流板中心孔、分流板溝槽、分流板徑向溝槽和基板孔道以及多孔磨塊中的大氣孔構(gòu)成冷卻液循環(huán)通道。本發(fā)明的研磨盤具有內(nèi)冷卻循環(huán)通道，可以增強(qiáng)冷卻效果，能夠有效地防止研磨盤和工件的燒傷，加工工件的尺寸精度高，表面粗糙度好。
文檔編號B24D7/10GK103192325SQ20131012396
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者康仁科, 高尚, 董志剛, 趙喜文, 郭東明 申請人:大連理工大學(xué)