关于超精密平面研磨的机床介绍

　　平面研磨机是超精密平面研磨加工中最重要、最基本的加工设备，它具有以下特征：

　　(1)高精度，主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度等。

　　(2)高刚度，包括机床本身的刚度，工件、机床、夹具等所组成的工艺系统刚度。

　　(3)高稳定性，在规定的工作环境下和使用过程中应能长时间保持精度，应有良好的耐磨性、抗振性等。

　　(4)高自动化，为了保证加工质量，减少人为因素影响，采用数控系统实现自动化加工。

　　超精密平面研磨可以采用单面研磨或者双面研磨方式加工。下图为一种双面平面研磨机。

　　图 2.1 双面平面研磨机工作原理图

　　下面以双面研磨方式为例介绍加工设备运行原理：在研磨加工时，被加工工件放在工件保持架内，上下均有研磨盘。下研磨盘由电机通过减速机构带动旋转。为在工件上得到均匀不重复的研磨轨迹，工件保持架制成行星轮式，外面和内齿轮啮合，里面和小齿轮啮合。同时上研磨盘加载并有一定的浮动，以避免两研磨盘不平行造成工件两研磨面的不平行，减小误差复映率。

　　在上述传统的研磨抛光机上用软质抛光盘进行高精度平面抛光时，由于研磨盘的变形和磨损，通常需要凭借工人的经验，频繁地将研磨盘工作面在标准平板上进行手工对研来修正抛光盘面的变形，以实现高精度的平面加工。

　　为了尽可能排除研磨加工时对工人熟练程度的要求，需要对机床进行改进。浙江工业大学的有关学者以加工量与抛光盘的磨损量及两者的相对速度、压力、时间的比例关系为基础，通过对圆环状抛光盘及圆形工件之间的研磨运动的分析及考虑压力分布下的软质抛光盘的弹性变形，采用修正环可实时在线修整抛光盘的平面度，开发了修正环形平面研磨抛光机，其外观如下图所示。本论文的一些实验数据就是在该机床上得到的。

　　图 2.2 修正环形研磨抛光机示意图

　　这种机床的特点及优点为：将切片后的薄片工件粘帖在平行平面夹具上，使薄片工件与夹具成为一体，作为名义大口径厚工件加工，并通过修正环的连续旋转来实时修正抛光盘的平面度。这种加工方法可以通过理论公式推导出高精度的平面加工条件，并可通过在粘帖有薄片工件的加工夹具上，附加一个与加工夹具同直径的斜切圆柱体砝码，作为偏心载荷来修正平面度，易于操作，修正结果再现性也很高。

　　在研磨过程中，在磨盘上根据不同的加工条件涂敷不同的磨料，工件置于研磨盘之上，再在工件之上施加一定的研磨压力，同时装夹工件，通过机床的主轴带动磨盘的转动，利用磨盘和工件间的相对运动及磨料的切削去除作用，从工件表面去除一层极薄的表面层，从而达到加工的目的。