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适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法.pdf

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适用于 IT 通讯 行业 光学 联接 玻璃球 加工 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910032022

申请日:

20190114

公开号:

CN109623623A

公开日:

20190416

当前法律状态:

公开

?#34892;?#24615;:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: B24B31/02;B24B37/02;B24B37/025;B24B37/11;B24B57/02 主分类号: B24B31/02;B24B37/02;B24B37/025;B24B37/11;B24B57/02
申请人: 椿中岛机械(太仓)有限公司
发明人: 陈雅平
地址: 215400 江苏省苏州市太仓经济开发区广州东路1号
优先权:
专利代理机构: 32331 代理人: 李小叶
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201910032022

授权公告号:

法律状态公告日:

20190416

法律状态类?#20572;?/td>

公开

摘要

本发明公开了一种适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法通过合理设定清洗和研磨的工艺参数,尤其是重点研究了产品加工中,每次球径发生变化后所能承受的压力变化、能够接受的转速,采用树脂研磨盘和陶瓷磨盘的结合,辅助以合理的加工留量变化,?#20849;?#21697;的精度以及合格率大幅提升。

权利要求书

1.适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,依次包括以下步骤: 取玻璃制备的毛坯球; 第一次清洗:将毛坯球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油和金刚石粉,滚筒旋转2—4h,得到第一次清洗球,第一次清洗后,毛坯球的加工流量为300±50um; 第一次研磨:备一第一研磨盘,该第一研磨盘包括位于下方的第一底盘和位于上方的第一顶盘,该第一底盘的上表面上设有环形的第一底槽、该第一顶盘的下表面上设有和第一底槽相配的第一顶槽,第一底槽和第一顶槽的断面均呈半圆形,将第一次清洗球放置在第一底槽和相应的第一顶槽之间,同时,有切削液流经该第一底盘和第一顶盘之间,其中,第一底盘采用树脂制备、第一顶盘采用陶瓷制备,陶瓷为180-400#,第一底槽的开槽深度为10—20%、第一顶槽的开槽深度为25—40%,调整切削液的流速和留量,使进入第一研磨盘中的第一次清洗球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第一次研磨的加工留量为300±10um,得到第一次研磨球; 第二次清洗:将第一次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,得到第二次清洗球; 第二次研磨:备一第二研磨盘,该第二研磨盘包括位于下方的第二底盘和位于上方的第二顶盘,该第二底盘的上表面上设有环形的第二底槽、该第二顶盘的下表面上设有和第二底槽相配的第二顶槽,第二底槽和第二顶槽的断面均呈半圆形,将第二次清洗球放置在第二底槽和相应的第二顶槽之间,同时,有切削液流经该第二底盘和第二顶盘之间,其中,第二底盘采用树脂制备、第二顶盘采用陶瓷制备,陶瓷为180-400#,第二底槽的开槽深度为10—20%、第二顶槽的开槽深度为25—40%,调整切削液的流速和留量,使进入第二研磨盘中的第二次清洗球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第二次研磨的加工留量为10±2um,得到第二次研磨球; 第三次清洗:将第二次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,得到第三次清洗球; 第三次研磨:备一第三研磨盘,该第三研磨盘包括位于下方的第三底盘和位于上方的第三顶盘,该第三底盘的上表面上设有环形的第三底槽、该第三顶盘的下表面上设有和第三底槽相配的第三顶槽,第三底槽和第三顶槽的断面均呈半圆形,将第三次清洗球放置在第三底槽和相应的第三顶槽之间,同时,有切削液流经该第三底盘和第三顶盘之间,其中,第三底盘采用树脂制备、第三顶盘采用树脂制备,第三底槽的开槽深度为10—20%、第三顶槽的开槽深度为10—20%,调整切削液的流速和留量,使进入第三研磨盘中的第三次清洗球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第三次研磨的加工留量为5±1um,得到第三次研磨球; 第四次清洗:将第三次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,得到第四次清洗球; 第四次研磨:备一第四研磨盘,该第四研磨盘包括位于下方的第四底盘和位于上方的第四顶盘,该第四底盘的上表面上设有环形的第四底槽、该第四顶盘的下表面上设有和第四底槽相配的第四顶槽,第四底槽和第四顶槽的断面均呈半圆形,将第四次清洗球放置在第四底槽和相应的第四顶槽之间,同时,有切削液流经该第四底盘和第四顶盘之间,其中,第四底盘采用树脂制备、第四顶盘采用树脂制备,第四底槽的开槽深度为10—20%、第四顶槽的开槽深度为10—20%,调整切削液的流速和留量,使进入第四研磨盘中的第四清洗球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第四次研磨的加工留量为3±1um,得到第四次研磨球; 第五次清洗:将第四次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,得到第五次清洗球; 第五次研磨:备一第五研磨盘,该第五研磨盘包括位于下方的第五底盘和位于上方的第五顶盘,该第五底盘的上表面上设有环形的第五底槽、该第五顶盘的下表面上设有和第五底槽相配的第五顶槽,第五底槽和第五顶槽的断面均呈半圆形,将第五次清洗球放置在第五底槽和相应的第五顶槽之间,同时,有切削液流经该第五底盘和第五顶盘之间,其中,第五底盘采用树脂制备、第五顶盘采用树脂制备,第五底槽的开槽深度为10—20%、第五顶槽的开槽深度为10—20%,调整切削液的流速和留量,使进入第五研磨盘中的第五清洗球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第五次研磨的加工尺寸为0±0.1um,得到第五次研磨球; 第六次清洗:将第五次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,得到成品。 2.根据权利要求1所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤3)中,首先将切削液加至第一研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将第一次清洗球?#24230;?#35813;第一研磨盘中。 3.根据权利要求2所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤3)中,?#24230;?#31532;一次清洗球之后,首先调整第一底盘和第一顶盘之间的压力使第一次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为9—11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,调整第一底盘和第一顶盘之间的压力使第一次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第一次清洗球的剩余尺寸为5-10um 的留量时,再次调整第一底盘和第一顶盘之间的压力使第一次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为19—21rpm,直到玻璃球尺寸切削到300±10um后,停?#22266;?#21152;切削液、停止第一研磨盘的运转,得到第一次研磨球。 4.根据权利要求1所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤5)中,首先将切削液加至第二研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将第二次清洗球?#24230;?#35813;第二研磨盘中。 5.根据权利要求4所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤5)中,?#24230;?#31532;二次清洗球之后,首先调整第二底盘和第二顶盘之间的压力使第二次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第二顶盘和第二底盘的相对转速为9—11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,在第二底槽和第二顶槽之间添加DP-4粉末,再调整第二底盘和第二顶盘之间的压力使第二次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第二顶盘和第二底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第二次清洗球的剩余尺寸为5—8um的留量后,再次调整第二底盘和第二顶盘之间的压力使第二次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第二顶盘和第二底盘的相对转速为19—21rpm,直到玻璃球尺寸切削到10±2um后,停?#22266;?#21152;切削液、停止第二研磨盘的运转,得到第二次研磨球。 6.根据权利要求1所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤7)中,首先将切削液加至第三研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将第三次清洗球?#24230;?#35813;第三研磨盘中。 7.根据权利要求6所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤7)中,?#24230;?#31532;三次清洗球之后,首先调整第三底盘和第三顶盘之间的压力使第三次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为9—11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,在第三底槽和第三顶槽之间添加DP-2粉末,再调整第三底盘和第三顶盘之间的压力使第三次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第三次清洗球的剩余尺寸为1-3um的留量后,再次调整第三底盘和第三顶盘之间的压力使第三次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第三顶盘和第三底盘的相对转速为19—21rpm,直到玻璃球尺寸切削到5±1um后,停?#22266;?#21152;切削液、停止第三研磨盘的运转,得到第三次研磨球。 8.根据权利要求1所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤9)中,首先将切削液加至第四研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将第四次清洗球?#24230;?#35813;第四研磨盘中。 9.根据权利要求8所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤9)中,?#24230;?#31532;四次清洗球之后,首先调整第四底盘和第四顶盘之间的压力使第四次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为9—11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,在第四底槽和第四顶槽之间添加DP-1粉末,再调整第四底盘和第四顶盘之间的压力使第四次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第四顶盘和第四底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第四次清洗球的剩余尺寸为1—2um后,再次调整第四底盘和第四顶盘之间的压力使第四次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第四顶盘和第四底盘的相对转速为19—21rpm,直到玻璃球尺寸切削到3±1um后,停?#22266;?#21152;切削液、停止第四研磨盘的运转,得到第四次研磨球。 10.根据权利要求1所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤11)中,首先将切削液加至第五研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将第五次清洗球?#24230;?#35813;第五研磨盘中。 11.根据权利要求10所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤11)中,?#24230;?#31532;五次清洗球之后,首先调整第五底盘和第五顶盘之间的压力使第五次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为9—11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,在第五底槽和第五顶槽之间添加DP-?粉末,再调整第五底盘和第五顶盘之间的压力使第五次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第五顶盘和第五底盘的相对转速为50 ±5 rpm,直到玻璃球尺寸切削到目标尺寸±0±0.1um后,停?#22266;?#21152;切削液、停止第五研磨盘的运转,得到第五次研磨球。 12.根据权利要求1所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述金刚石粉为sp4#-6#。 13.根据权利要求1所述的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,其特征在于:所述步骤12)之后,还包括有包装步骤。

说明书


适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法
技术领域


本发明涉及精密加工技术领域,尤其是涉及一种适用于IT和通讯行业的光学联接
用玻璃球加工方法。


背景技术


IT和通讯行业中联接用的玻璃球,要求极高,普通的生产厂家难以加工,即便能
够加工,亦常常在玻璃球尺寸、精度、表面质量、粗糙度方面较差,且产品的合格率极低。


发明内容


本发明的目的是提供一种适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,它
具有精度和合格率均较高的特点。


本发明所采用的技术方案是:


适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,依次包括以下步骤:


1)取玻璃制备的毛坯球;


2)第一次清洗:将毛坯球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油和金刚石粉,滚筒旋转2—
4h,得到第一次清洗球,第一次清洗后,毛坯球的加工流量为300±50um;


3)第一次研磨:备一第一研磨盘,该第一研磨盘包括位于下方的第一底盘和位于上方
的第一顶盘,该第一底盘的上表面上设有环形的第一底槽、该第一顶盘的下表面上设有和
第一底槽相配的第一顶槽,第一底槽和第一顶槽的断面均呈半圆形,将第一次清洗球放置
在第一底槽和相应的第一顶槽之间,同时,有切削液流经该第一底盘和第一顶盘之间,其
中,第一底盘采用树脂制备、第一顶盘采用陶瓷制备,陶瓷为180-400#,第一底槽的开槽深
度为10—20%、第一顶槽的开槽深度为25—40%,调整切削液的流速和留量,使进入第一研磨
盘中的第一次清洗球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第一次研磨的加工留量为
300±10um,得到第一次研磨球;


4)第二次清洗:将第一次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,得
到第二次清洗球;


5)第二次研磨:备一第二研磨盘,该第二研磨盘包括位于下方的第二底盘和位于上方
的第二顶盘,该第二底盘的上表面上设有环形的第二底槽、该第二顶盘的下表面上设有和
第二底槽相配的第二顶槽,第二底槽和第二顶槽的断面均呈半圆形,将第二次清洗球放置
在第二底槽和相应的第二顶槽之间,同时,有切削液流经该第二底盘和第二顶盘之间,其
中,第二底盘采用树脂制备、第二顶盘采用陶瓷制备,陶瓷为180-400#,第二底槽的开槽深
度为10—20%、第二顶槽的开槽深度为25—40%,调整切削液的流速和留量,使进入第二研磨
盘中的第二次清洗球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第二次研磨的加工留量为10
±2um,得到第二次研磨球;


6)第三次清洗:将第二次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,得
到第三次清洗球;


7)第三次研磨:备一第三研磨盘,该第三研磨盘包括位于下方的第三底盘和位于上方
的第三顶盘,该第三底盘的上表面上设有环形的第三底槽、该第三顶盘的下表面上设有和
第三底槽相配的第三顶槽,第三底槽和第三顶槽的断面均呈半圆形,将第三次清洗球放置
在第三底槽和相应的第三顶槽之间,同时,有切削液流经该第三底盘和第三顶盘之间,其
中,第三底盘采用树脂制备、第三顶盘采用树脂制备,第三底槽的开槽深度为10—20%、第三
顶槽的开槽深度为10—20%,调整切削液的流速和留量,使进入第三研磨盘中的第三次清洗
球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第三次研磨的加工留量为5±1um,得到第三次
研磨球;


8)第四次清洗:将第三次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,得
到第四次清洗球;


9)第四次研磨:备一第四研磨盘,该第四研磨盘包括位于下方的第四底盘和位于上方
的第四顶盘,该第四底盘的上表面上设有环形的第四底槽、该第四顶盘的下表面上设有和
第四底槽相配的第四顶槽,第四底槽和第四顶槽的断面均呈半圆形,将第四次清洗球放置
在第四底槽和相应的第四顶槽之间,同时,有切削液流经该第四底盘和第四顶盘之间,其
中,第四底盘采用树脂制备、第四顶盘采用树脂制备,第四底槽的开槽深度为10—20%、第四
顶槽的开槽深度为10—20%,调整切削液的流速和留量,使进入第四研磨盘中的第四清洗球
均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第四次研磨的加工留量为3±1um,得到第四次研
磨球;


10)第五次清洗:将第四次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,
得到第五次清洗球;


11)第五次研磨:备一第五研磨盘,该第五研磨盘包括位于下方的第五底盘和位于上方
的第五顶盘,该第五底盘的上表面上设有环形的第五底槽、该第五顶盘的下表面上设有和
第五底槽相配的第五顶槽,第五底槽和第五顶槽的断面均呈半圆形,将第五次清洗球放置
在第五底槽和相应的第五顶槽之间,同时,有切削液流经该第五底盘和第五顶盘之间,其
中,第五底盘采用树脂制备、第五顶盘采用树脂制备,第五底槽的开槽深度为10—20%、第五
顶槽的开槽深度为10—20%,调整切削液的流速和留量,使进入第五研磨盘中的第五清洗球
均匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第五次研磨的加工留量为0±0.1um,得到第五次
研磨球;


12)第六次清洗:将第五次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—4h,
得到成品。


所述步骤3)中,首先将切削液加至第一研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将
第一次清洗球?#24230;?#35813;第一研磨盘中。


所述步骤3)中,?#24230;?#31532;一次清洗球之后,首先调整第一底盘和第一顶盘之间的压
力使第一次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为9—
11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,调整第一底盘和第一顶盘之间的压力使第一次清洗球受到
的压力为3±0.5 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第一
次清洗球的剩余尺寸为5-10um 的留量时,再次调整第一底盘和第一顶盘之间的压力使第
一次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为19—21rpm,
直到玻璃球尺寸切削到300±20um后,停?#22266;?#21152;切削液、停止第一研磨盘的运转,得到第一
次研磨球。


所述步骤5)中,首先将切削液加至第二研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将
第二次清洗球?#24230;?#35813;第二研磨盘中。


所述步骤5)中,?#24230;?#31532;二次清洗球之后,首先调整第二底盘和第二顶盘之间的压
力使第二次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第二顶盘和第二底盘的相对转速为9—
11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,在第二底槽和第二顶槽之间添加DP-4粉末,再调整第二底
盘和第二顶盘之间的压力使第二次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第二顶盘和第二
底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第二次清洗球的剩余尺寸为5—8um的留量后,再
次调整第二底盘和第二顶盘之间的压力使第二次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第
二顶盘和第二底盘的相对转速为19—21rpm,直到玻璃球尺寸切削到10±2um后,停?#22266;?#21152;
切削液、停止第二研磨盘的运转,得到第二次研磨球。


所述步骤7)中,首先将切削液加至第三研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将
第三次清洗球?#24230;?#35813;第三研磨盘中。


所述步骤7)中,?#24230;?#31532;三次清洗球之后,首先调整第三底盘和第三顶盘之间的压
力使第三次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为9—
11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,在第三底槽和第三顶槽之间添加DP-2粉末,再调整第三底
盘和第三顶盘之间的压力使第三次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第一顶盘和第一
底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第三次清洗球的剩余尺寸为1-3um的留量后,再次
调整第三底盘和第三顶盘之间的压力使第三次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第三
顶盘和第三底盘的相对转速为19—21rpm,直到玻璃球尺寸切削到5±1um后,停?#22266;?#21152;切削
液、停止第三研磨盘的运转,得到第三次研磨球。


所述步骤9)中,首先将切削液加至第四研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将
第四次清洗球?#24230;?#35813;第四研磨盘中。


所述步骤9)中,?#24230;?#31532;四次清洗球之后,首先调整第四底盘和第四顶盘之间的压
力使第四次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为9—
11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,在第四底槽和第四顶槽之间添加DP-1粉末,再调整第四底
盘和第四顶盘之间的压力使第四次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第四顶盘和第四
底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第四次清洗球的剩余尺寸为1—2um后,再次调整
第四底盘和第四顶盘之间的压力使第四次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第四顶盘
和第四底盘的相对转速为19—21rpm,直到玻璃球尺寸切削到3±1um后,停?#22266;?#21152;切削液、
停止第四研磨盘的运转,得到第四次研磨球。


所述步骤11)中,首先将切削液加至第五研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再
将第五次清洗球?#24230;?#35813;第五研磨盘中。


所述步骤11)中,?#24230;?#31532;五次清洗球之后,首先调整第五底盘和第五顶盘之间的压
力使第五次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为9—
11rpm,且运转1.9—2.1h,接着,在第五底槽和第五顶槽之间添加DP-?粉末,再调整第五底
盘和第五顶盘之间的压力使第五次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第五顶盘和第五
底盘的相对转速为50 ±5 rpm,直到玻璃球尺寸切削到目标尺寸±0±0.1um后,停?#22266;?#21152;
切削液、停止第五研磨盘的运转,得到第五次研磨球。


所述金刚石粉为SP4#-6#。


所述步骤12)之后,还包括有包装步骤。


本发明和现有技术相?#20154;?#20855;有的优点是:精度和合格率均较高。本发明的适用于
IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法通过合理设定清洗和研磨的工艺参数,尤其是
重点研究了产品加工中,每次球径发生变化后所能承受的压力变化、能够接受的转速,采用
树脂研磨盘和陶瓷研磨盘的结合,辅助以合理的加工留量变化,以及在加工时合理加入切
削液和PD粉末,?#20849;?#21697;的精度以及合格率得到了大幅度提升。


附图说明


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:


图1是本发明的实施例中所用清洗设备的主视图;


图2是本发明的实施例中所用研磨盘的主视?#36866;?#22270;;


图3是图2中底盘的俯视图;


图4是图2中顶盘的仰视图。


图中:


10、底座;


20、支架;


30、外?#29627;?br>

40、滚?#29627;?br>

50、电机;


60、升?#24213;?#32622;,61、升降轴;


71、底盘,711、底槽,72、顶盘,721、顶槽;


80、进油管;


90、进粉管。


具体实施方式


实施例,适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法,依次包括以下步骤:


1)取玻璃的毛坯球。


2)第一次清洗:将毛坯球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油和金刚石粉,滚筒旋转
2—4h,?#28909;紓?#28378;筒旋转2h、3h或4h,得到第一次清洗球。第一次清洗极为重要,通过金刚石粉
能够初步去除玻璃的毛坯球表面的垃圾,?#21494;?#27687;化皮等进行了初步抛光。第一次清洗后,毛
坯球的加工流量为300±50um。


结合图1所示,在本实施例中,为了更好的进行第一次、第二次、第三次、第四次、第
五次、第六次清洗,所采用的清洗设备包括:底座10,上?#31169;?#36830;在该底座10上的支架20,左部
固定在该支架20上且?#21494;司?#26377;开口的外筒30,过渡配合的位于该外筒30内且?#21494;司?#26377;开口
的滚筒40,驱动该滚筒40旋转且固定在该支架20上的电机50,以及固定在该底座10上的升
?#24213;?#32622;60,且该升?#24213;?#32622;60具有能够上下移动的升降轴61,该升降轴61的上端连接该支架
20的下端。即,在该升?#24213;?#32622;60的作用下,该滚筒40的仰角能够调整。该电机50可以通过链
条动力连接该滚筒40。这样,便于将加工过程中的玻璃球放入该滚筒40内,且该滚筒40和该
外筒30之间具有一定的摩擦,在该滚筒40旋转时,该滚筒40和该外筒30之间会产生一定的
热量,便于更好的发挥柴油和金刚石粉的作用。


3)第一次研磨:备一第一研磨盘。该第一研磨盘包括位于下方的第一底盘和位于
上方的第一顶盘。该第一底盘的上表面上设有环形的第一底槽、该第一顶盘的下表面上设
有和第一底槽相配的第一顶槽,该第一顶槽必然也是环形。第一底槽和第一顶槽的断面均
呈半圆形。将第一次清洗球放置在第一底槽和相应的第一顶槽之间。同时,有切削液流经该
第一底盘和第一顶盘之间。其中,第一底盘采用树脂制备、第一顶盘采用陶瓷制备,陶瓷为
180-400#,?#28909;紓?#38518;瓷为180、220、300或400#;第一底槽的开槽深度为10—20%、第一顶槽的
开槽深度为25—40%,?#28909;紓?#31532;一底槽的开槽深度为10%、15%或20%、第一顶槽的开槽深度为
25%、30%或40%。不断和随时调整切削液的流速和留量,使进入第一研磨盘中的第一次清洗
球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象。第一次研磨的加工留量为300±10um,得到第一
次研磨球。


本实施例中,进行第一次研磨以及下述的第二次、第三次、第四次、第五次研磨所
用的设备均可以是一研磨盘。结合图2至图4所示,该研磨盘包括一底盘71以及位于该底盘
71上部的顶盘72。该底盘71固定不动,该顶盘72通过调速机构连接有动力机构从而相对于
该底盘71能够旋转,且旋转速度可调。其中,该底盘71上表面设?#26800;?#27133;711、顶盘72的下表面
设有顶槽721,顶槽721和底槽711的位置相对应,?#21494;?#38754;均为半圆形。同时,该顶盘72的上下
高度可调,以便于提供不同的压力。该底盘71采用树脂材料制备,而该顶盘72根据需要可以
采用树脂制备,亦可采用陶瓷材料制备。以及,底盘71和顶盘72的边侧设有进油管80和进粉
管90,进油管80通过油泵连接至切削液源,进粉管90连接有DP粉末源。即,该进油管80用于
向研磨盘中添加切削液,该进粉管90用于向研磨盘中添加PD粉末。?#21248;唬?#26412;实施例中,进行
第一次、第二次、第三次、第四次、第五次研磨,可以采用同一个研磨盘,只需更换底盘71和
顶盘72即可。如此,底盘71可以是第一底盘、第二底盘、第三底盘、第四底盘或第五底盘,顶
盘72可以是第一顶盘、第二顶盘、第三顶盘、第四顶盘或第五顶盘;相应的,底槽711可以是
第一底槽、第二底槽、第三底槽、第四底槽或第五底槽,顶槽721可以是第一顶槽、第二顶槽、
第三顶槽、第四顶槽或第五顶槽。


4)第二次清洗:将第一次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—
4h,?#28909;紓?#28378;筒旋转2h、3h或4h,得到第二次清洗球。


5)第二次研磨:备一第二研磨盘,该第二研磨盘包括位于下方的第二底盘和位于
上方的第二顶盘,该第二底盘的上表面上设有环形的第二底槽、该第二顶盘的下表面上设
有和第二底槽相配的第二顶槽,第二底槽和第二顶槽的断面均呈半圆形。将第二次清洗球
放置在第二底槽和相应的第二顶槽之间。同时,有切削液流经该第二底盘和第二顶盘之间。
第二底盘采用树脂制备、第二顶盘采用陶瓷制备,陶瓷为180-400#,?#28909;紓?#38518;瓷为180、220、
300或400#。第二底槽的开槽深度为10—20%、第二顶槽的开槽深度为25—40%,?#28909;紓?#31532;二底
槽的开槽深度为10%、15%或20%,第二顶槽的开槽深度为25%、30%或40%。调整切削液的流速
和留量,使进入第二研磨盘中的第二次清洗球均匀等分且无堆积和串联在一起的现象。第
二次研磨的加工留量为10±2um,得到第二次研磨球。


6)第三次清洗:将第二次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—
4h,?#28909;紓?#28378;筒旋转2h、3h或4h,得到第三次清洗球。


7)第三次研磨:备一第三研磨盘,该第三研磨盘包括位于下方的第三底盘和位于
上方的第三顶盘。该第三底盘的上表面上设有环形的第三底槽、该第三顶盘的下表面上设
有和第三底槽相配的第三顶槽。第三底槽和第三顶槽的断面均呈半圆形,将第三次清洗球
放置在第三底槽和相应的第三顶槽之间。同时,有切削液流经该第三底盘和第三顶盘之间。
其中,第三底盘采用树脂制备、第三顶盘采用树脂制备。第三底槽的开槽深度为10—20%、第
三顶槽的开槽深度为10—20%,?#28909;紓?#31532;三底槽的开槽深度为10%、15%或20%,第三顶槽的开
槽深度为10%、15%或20%。调整切削液的流速和留量,使进入第三研磨盘中的第三次清洗球
均匀等分且无堆积和串联在一起的现象。第三次研磨的加工留量为5±1um,得到第三次研
磨球。


8)第四次清洗:将第三次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—
4h,?#28909;紓?#28378;筒旋转2h、3h或4h,得到第四次清洗球。


9)第四次研磨:备一第四研磨盘,该第四研磨盘包括位于下方的第四底盘和位于
上方的第四顶盘。该第四底盘的上表面上设有环形的第四底槽、该第四顶盘的下表面上设
有和第四底槽相配的第四顶槽。第四底槽和第四顶槽的断面均呈半圆形,将第四次清洗球
放置在第四底槽和相应的第四顶槽之间。同时,有切削液流经该第四底盘和第四顶盘之间。
其中,第四底盘采用树脂制备、第四顶盘采用树脂制备。第四底槽的开槽深度为10—20%、第
四顶槽的开槽深度为10—20%,?#28909;紓?#31532;四底槽的开槽深度为10%、15%或20%,第四顶槽的开
槽深度为10%、15%或20%。调整切削液的流速和留量,使进入第四研磨盘中的第四清洗球均
匀等分且无堆积和串联在一起的现象。第四次研磨的加工留量为3±1um,得到第四次研磨
球。


10)第五次清洗:将第四次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—
4h,?#28909;紓?#28378;筒旋转2h、3h或4h,得到第五次清洗球。


11)第五次研磨:备一第五研磨盘,该第五研磨盘包括位于下方的第五底盘和位于
上方的第五顶盘。该第五底盘的上表面上设有环形的第五底槽、该第五顶盘的下表面上设
有和第五底槽相配的第五顶槽。第五底槽和第五顶槽的断面均呈半圆形。将第五次清洗球
放置在第五底槽和相应的第五顶槽之间。同时,有切削液流经该第五底盘和第五顶盘之间。
其中,第五底盘采用树脂制备、第五顶盘采用树脂制备。第五底槽的开槽深度为10—20%、第
五顶槽的开槽深度为10—20%,?#28909;紓?#31532;五底槽的开槽深度为10%、15%或20%,第五顶槽的开
槽深度为10%、15%或20%。调整切削液的流速和留量,使进入第五研磨盘中的第五清洗球均
匀等分且无堆积和串联在一起的现象,第五次研磨的加工留量为0±0.1um,得到第五次研
磨球。


12)第六次清洗:将第五次研磨球放入滚筒中,该滚筒中放置有柴油,滚筒旋转2—
4h,?#28909;紓?#28378;筒旋转2h、3h或4h,得到成品。


这样,通过多级过滤后的柴油进行清洗,能对满足对玻璃球成品的清洁度要求。


优化的:


步骤3)中,首先将切削液加至第一研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将第一次清
洗球?#24230;?#35813;第一研磨盘中。步骤5)中,首先将切削液加至第二研磨盘中,且空转切削液2h以
上,然后再将第二次清洗球?#24230;?#35813;第二研磨盘中。步骤7)中,首先将切削液加至第三研磨盘
中,且空转切削液2h以上,然后再将第三次清洗球?#24230;?#35813;第三研磨盘中。步骤9)中,首先将
切削液加至第四研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将第四次清洗球?#24230;?#35813;第四研磨
盘中。步骤11)中,首先将切削液加至第五研磨盘中,且空转切削液2h以上,然后再将第五次
清洗球?#24230;?#35813;第五研磨盘中。也就是说,在每次清洗之前,均先进行切削液的空转,目的在
于防止油泵刚开启时切削液中的垃圾因为压力的存在一下子被冲出来,然后导致这些垃圾
对玻璃球表面在两盘的压力作用下破坏玻璃球的表面。同时,在切削液进入研磨盘中之前,
最好进行过滤,以消除其中的杂?#30465;?br>

步骤3)中,?#24230;?#31532;一次清洗球之后,首先调整第一底盘和第一顶盘之间的压力使
第一次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa,?#28909;?#20026;0.5、0.8或1MPa,调整第一顶盘和第一底盘
的相对转速为9—11rpm,?#28909;紓?#20026;9、10或11rpm,且运转1.9—2.1h,?#28909;?#36816;转1.9、2或2.1h。
接着,调整第一底盘和第一顶盘之间的压力使第一次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调
整第一顶盘和第一底盘的相对转速为50 ±5 rpm,且运转至第一次清洗球的剩余尺寸为
5—10um的留量后(以目标尺寸300±20um为基准),再次调整第一底盘和第一顶盘之间的压
力使第一次清洗球受到的压力为5±0.5MPa,调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为19—
21rpm,?#28909;?#20026;19、20或21rpm,直到玻璃球尺寸切削到300±20um后,停?#22266;?#21152;切削液、停止
第一研磨盘的运转,得到第一次研磨球。


步骤5)中,?#24230;?#31532;二次清洗球之后,首先调整第二底盘和第二顶盘之间的压力使
第二次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa,?#28909;?#20026;0.5、0.8或1MPa,调整第二顶盘和第二底盘
的相对转速为9—11rpm,?#28909;紓?#20026;9、10或11rpm,且运转1.9—2.1h,?#28909;?#36816;转1.9、2或2.1h。
接着,在第二底槽和第二顶槽之间添加DP-4粉末,再调整第二底盘和第二顶盘之间的压力
使第二次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第二顶盘和第二底盘的相对转速为50 ±5
rpm,且运转至第二次清洗球的剩余尺寸为5—8um的留量后,再次调整第二底盘和第二顶盘
之间的压力使第二次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第二顶盘和第二底盘的相对转
速为19—21rpm,?#28909;紓?#20026;9、10或11rpm,直到玻璃球尺寸切削到10±2um后,停?#22266;?#21152;切削
液、停止第二研磨盘的运转,得到第二次研磨球。


步骤7)中,?#24230;?#31532;三次清洗球之后,首先调整第三底盘和第三顶盘之间的压力使
第三次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa,?#28909;?#20026;0.5、0.8或1MPa,调整第一顶盘和第一底盘
的相对转速为9—11rpm,?#28909;紓?#20026;9、10或11rpm,且运转1.9—2.1h,?#28909;紓?#36816;转1.9、2或2.1h。
接着,在第三底槽和第三顶槽之间添加DP-2粉末,再调整第三底盘和第三顶盘之间的压力
使第三次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第一顶盘和第一底盘的相对转速为50 ±5
rpm,且运转至第三次清洗球的剩余尺寸为1—3um的留量后,再次调整第三底盘和第三顶盘
之间的压力使第三次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第三顶盘和第三底盘的相对转
速为19—21rpm,?#28909;紓?#30456;对转速为19、20或21rpm,直到玻璃球尺寸切削到5±1um后,停?#22266;?br>加切削液、停止第三研磨盘的运转,得到第三次研磨球。


步骤9)中,?#24230;?#31532;四次清洗球之后,首先调整第四底盘和第四顶盘之间的压力使
第四次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa,?#28909;?#20026;0.5、0.8或1 MPa,调整第一顶盘和第一底
盘的相对转速为9—11rpm,?#28909;?#30456;对转速为9、10或11rpm,且运转1.9—2.1h,?#28909;?#36816;转1.9、
2或2.1h。接着,在第四底槽和第四顶槽之间添加DP-1粉末,再调整第四底盘和第四顶盘之
间的压力使第四次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第四顶盘和第四底盘的相对转速
为50 ±5 rpm,且运转至第四次清洗球的剩余尺寸为1—2um后,再次调整第四底盘和第四
顶盘之间的压力使第四次清洗球受到的压力为5±0.5MPa、调整第四顶盘和第四底盘的相
对转速为19—21rpm,?#28909;紓?#30456;对转速为19、20或21rpm,直到玻璃球尺寸切削到3±1um后,停
?#22266;?#21152;切削液、停止第四研磨盘的运转,得到第四次研磨球。


步骤11)中,?#24230;?#31532;五次清洗球之后,首先调整第五底盘和第五顶盘之间的压力使
第五次清洗球受到的压力为0.5—1 MPa,?#28909;?#20026;0.5、0.8或1 MPa,调整第一顶盘和第一底
盘的相对转速为9—11rpm,?#28909;紓?#30456;对转速为9、10或11rpm,且运转1.9—2.1h,?#28909;?#36816;转
1.9、2或2.1h。接着,在第五底槽和第五顶槽之间添加DP-?粉末,再调整第五底盘和第五顶
盘之间的压力使第五次清洗球受到的压力为3±0.5 MPa、调整第五顶盘和第五底盘的相对
转速为50 ±5 rpm,直到玻璃球尺寸切削到目标尺寸±0±0.1um后,停?#22266;?#21152;切削液、停止
第五研磨盘的运转,得到第五次研磨球。


这样,通过不断调整研磨盘的底盘和顶盘对加工玻璃球的压力,以及研磨速度,不
仅?#26723;?#20102;残次品率,且提高了产品的精度。


继续优化:


金刚石粉为SP4#-6#。


步骤12)之后,还包括有包装步骤。


另外:


步骤3)、5)、7)、9)、11)中,以及步骤3)、5)、7)、9)、11)后,均有检测加工品的精度的步
骤。检测时,将产品放置在上表面上规则排列有凹坑的树脂盘中,采用塑料制备的拨球棒拨
动产品,采用镊头上粘有橡胶的镊子拿取产品,采用加装了光源的显微镜,进行显微检测。


综上所述,本发明的适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法通过合理
设定清洗和研磨的工艺参数,尤其是重点研究了产品加工中,每次球径发生变化后所能承
受的压力变化、能够接受的转速,采用树脂研磨盘和陶瓷磨盘的结合,辅助以合理的加工留
量变化,?#20849;?#21697;的精度以及合格率大幅提升。经实际测试,产品的最后加工精度能够达到:
加工尺寸(Diameter):φ0.8~φ6.0mm Glass Ball Lens;公差范围(Tolerance):±
0.0015 – ±0.003mm;批?#26412;?#21464;动量(Variation of ball lot diameter):Max 0.8μm;?圆
度(Sphericity): Max 0.4μm;球?#26412;?#21464;动量:Ball diameter variation : Max 0.4μm ;
表面外观(Surface quality):S&D=4μm/200μm(伤痕大小);表面粗糙度:?Ra (max):25。
同时,产品的合格率可?#28304;?#21040;85%以上。在实际测试中发现,将前述参数改变之后,合格率均
会极大?#26723;汀?br>

以上所述仅为本发明的优选实施例,并?#19988;?#27492;限制本发明的专利范围,凡是利用
本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关
的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。


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本文标题:适用于IT和通讯行业的光学联接用玻璃球加工方法.pdf
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