基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，將傳統的研磨盤分隔成多個一級環，并且將所有分割出的環分割成多個等級的二級環，所有的二級環形成具有多個梯度的等級庫，根據加工工件的加工要求，從等級庫中取出相應等級的環組合形成具有梯度分布的研拋盤。本發明專利技術實現了在一個研拋盤上可以同時完成研磨和拋光工序，提高了加工的效率；研拋盤的彈性模量在軸向和徑向上都存在彈性模量的梯度式分布，工件更容易實現按需去除，提高加工表面的質量；基于量塊的等級理念，創新的構建了一個研拋盤的等級庫，可以實現研拋盤的實時組合，替換方便，且便于任意工件的加工，很容易便可以配組出與之適應的研拋盤。

【技術實現步驟摘要】
基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法
本專利技術涉及研拋盤的制備領域，更具體的說，尤其涉及一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法。
技術介紹
量塊是在長度計量工作中經常使用的計量器具。通過量塊可以進行長度的量值傳遞，量塊又可以作為計量標準器對長度計量測試儀器、量具、量規等進行檢定，還可以直接測量和調整精密機床的夾具、刀具在加工中的定位尺寸或對精密機械零件尺寸的測量。量塊的分級是以量塊長度相對于標稱長度的偏差(即量塊的長度偏差)劃分的。在我國量塊檢定規程JJG146-2003中，按《長度計量器具(量塊部分)檢定系統JJG2056-90》的規定分為00、0、K、1、2、3共六級。量塊的等主要是根據量塊長度的測量不確定度劃分的。在我國量塊檢定規程JJG146-2003中，按《長度計量器具(量塊部分)檢定系統JJG2056-90》的規定分為1、2、3、4、5、6共六等。由我國量塊檢定規程JJG146-2003可見:0、1(K)、2、3級量塊的長度偏差分別與3、4、5、6等量塊長度的測量不確定度相當，因此在量塊的使用中，一定‘等’的量塊可以用相應‘級’的量塊來代替。同時，在制造領域，研磨和拋光作為精密加工工序，能實現光學元件、非晶薄膜襯底等高精密工件的高精度表面質量，但是相對于目前研磨和拋光的磨具，絕大多數還是保持著單一梯度分布，存在著很大的缺陷。磨料分布不均和材料去除不均等因素，使研磨后的工件面型精度較差，增加了后續工序的去除量，生產耗時耗力，且難以控制，維護成本較高；同時，在研磨和拋光不斷轉換的工序中，所能達到的加工效率較低，且很多經過加工之后的工件由于表面劃痕較重，批量加工的藍寶石基片很大一部分表面有粗、深劃痕，需重新研磨拋光，從而導致返工，效率難以提高。安徽工業大學的研究團隊在2014年發表的SiO2/CeO2復合磨料的制備及在藍寶石晶片拋光中的應用中提出了一種采用均相沉淀法制備了SiO2/CeO2復合磨料，并用于藍寶石晶片的化學機械拋光，研究結果表明，采用復合磨料拋光雖然材料去除速率略低于單一SiO2磨料，但拋光后的藍寶石晶片表面質量得到明顯的改善，能滿足藍寶石作發光二極管襯底的工藝要求。中國兵器工業第五二研究所煙臺分所研究團隊在2014年發表的功能梯度材料的制備技術及其研發現狀中提出了功能梯度材料的研究進展，重點總結了功能梯度材料的制備方法和性能評價，其中特別指出功能梯度材料的彈性模量、熱導率、熱膨脹系數及成分在厚度方向上呈連續變化，并具有可設計性，可針對性地改變各組分材料體積含量的空間分布規律，優化結構內部應力分布。西安理工大學的研究團隊在2014年發表的增強鐵基梯度復合材料的原位生成及其磨粒磨損特性中提出了采用原位反應法在HT300表面制備了碳化鉭增強表面梯度復合材料，并對復合層的微觀結構、物相組成、顯微硬度以及磨粒磨損性能進行了表征，從表面致密層到基體，其組織、成分、硬度分布均呈梯度變化。同時，授權公告號CN103432948B的中國專利技術專利一種用于軟固結磨粒群生產的封閉式攪拌裝置提出了一種為更好的均勻攪拌高聚物、磨料、固化劑、引發劑等混合物，保證了制備具有梯度功能研磨盤的實現。因此，設計一種表面也采用梯度式分布且更換方便的研拋盤對工件進行加工是研磨拋光加工發展的必然趨勢。但是現有的梯度式研拋盤往往都是固定的梯度，在梯度固定下來后任意位置磨損過多都會對接下來的加工產生影響，且這些梯度式研拋盤都無法變更的進行更換和組合，從而導致了梯度式研拋盤僅能夠適應一種工件的加工，很難針對不同的工件適應性的更改研拋盤的梯度分布。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決現有的梯度式研磨盤僅存在單一的彈性模量、研磨盤的功能單一、研磨盤修復繁瑣、更換不方便以及無法適應多種不同工件進行研磨拋光加工的問題，提出了一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，能夠針對不同的工件實現研拋盤的快速制備，從而能夠實現加工的高效性，同時提高表面加工的質量。本專利技術通過以下技術方案來實現上述目的：一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，將傳統的研磨盤分隔成多個一級環，并且將所有分割出的一級環分割成多個等級的二級環，所有的一級環和二級環形成具有多個梯度的等級庫，根據加工工件的加工要求，從等級庫中取出相應等級的環組合形成具有梯度分布的研拋盤。進一步的，所述的一級環或二級環均在加工前提前制備好，加工時根據加工工件的加工要求，確定研拋盤上彈性模量的分布，在對應的位置放置相應等級的環制成連續的具有梯度分布的研拋盤。進一步的，任意一個環在徑向上呈現出彈性模量的梯度分布。進一步的，所有的一級環的寬度相等。進一步的，所有的二級環的寬度相等。進一步的，所有環的厚度均相等。進一步的，所述等級庫中每個一級環和二級環均設有不同彈性模量的多個，且所有單個二級環的彈性模量呈梯度式分布。本專利技術的有益效果在于：本專利技術實現了在一個研拋盤上可以同時完成研磨和拋光工序，提高了加工的效率；研拋盤的彈性模量在軸向和徑向上都存在彈性模量的梯度式分布，工件更容易實現按需去除，提高加工表面的質量；基于量塊的等級理念，創新的構建了一個研拋盤的等級庫，可以實現拋光盤等級的實時和組合，替換方便，適應性好，能夠針對任意工件組合出相應的研拋盤進行加工。附圖說明圖1是本專利技術梯度功能研拋盤的分級分等示意圖。圖2是本專利技術單個一級環分等示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明：如圖1和圖2所示，一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，將傳統的研磨盤分隔成多個一級環，并且將所有分割出的環分割成多個等級的二級環，所有的二級環形成具有多個梯度的等級庫，根據加工工件的加工要求，從等級庫中取出相應等級的環組合形成具有梯度分布的研拋盤。所述的一級環或二級環均在加工前提前制備好，加工時根據加工工件的加工要求，確定研拋盤上彈性模量的分布，在對應的位置放置相應等級的環制成連續的具有梯度分布的研拋盤。任意一個環在徑向上呈現出彈性模量的梯度分布。所有的一級環的寬度相等；所有的二級環的寬度相等；所有環的厚度均相等。所述等級庫中每個二級環均設有不同彈性模量的多個，且所有單個二級環的彈性模量呈梯度式分布。每個二級環分隔成多個寬度相等的三級環，并以此類推對每級環進行分割，根據分等概念，可以對整個研拋盤進行多次分級。制造領域通常將研磨分為粗磨、細磨和精磨，將研磨與拋光兩道工序集于一體后形成研拋盤后，就可以將研拋盤沿徑向劃分為四個級。在制備的研拋盤的時候，依照本專利技術的等級理念，將完整盤分割成環，制備出一個個環。又由于加工材料為小尺寸藍寶石，從滿足藍寶石的按需去除的要求角度，將每一級的環的寬度四等分，使得每一級對應四個等。同時，每一級對應下的等的細分環的彈性模量可以是不一樣的，并且對等、級環批量制備，形成一個有規劃的龐大等級庫。根據加工材料，在等級庫里取出對應彈性模量的二級環組成相應的一級環，可以快速的形成具有滿足加工材料所需的最匹配的梯度功能的研拋盤。上述實施例只是本專利技術的較佳實施例，并不是對本專利技術技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本專利技術專利的權利保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，其特征在于：將傳統的研磨盤分隔成多個一級環，并且將所有分割出的一級環分割成多個等級的二級環，所有的一級環和二級環形成具有多個梯度的等級庫，根據加工工件的加工要求，從等級庫中取出相應等級的環組合形成具有梯度分布的研拋盤。

【技術特征摘要】
1.一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，其特征在于：將傳統的研磨盤分隔成多個一級環，并且將所有分割出的一級環分割成多個等級的二級環，所有的一級環和二級環形成具有多個梯度的等級庫，根據加工工件的加工要求，從等級庫中取出相應等級的環組合形成具有梯度分布的研拋盤。2.根據權利要求1所述的一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，其特征在于：所述的一級環或二級環均在加工前提前制備好，加工時根據加工工件的加工要求，確定研拋盤上彈性模量的分布，在對應的位置放置相應等級的環制成連續的具有梯度分布的研拋盤。3.根據權利要求1所述的一種基于量塊理念的梯度功能研拋盤的制備方法，其特征在于：任意一個環在徑向上呈現出彈性模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金明生，康杰，文東輝，潘燁，張利，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33