[发明专利]超薄环片精密粘接专用装置及其粘结工艺

说明书

技术领域

本发明属于砂轮的制造领域，具体涉及一种超薄环片精密粘接专用装置及其粘结工艺。

背景技术

在光电通信领域，一些关键零件的精密加工要使用一种3A1型的切割砂轮，如图1所示。该型砂轮由超薄环片3与基体1两部分构成，两者通过粘接方式（即胶层2）固连形成一个整体，其中超薄环片3悬伸出基体1的宽度在3-5mm。超薄环片3是烧结式金刚石磨料工作层，主要起磨切作用，环片环宽在8-10mm之间，厚度在0.15mm以下，特别薄，刚性差；基体1为铝材，相对较厚（约4mm），主要起支撑作用，增强切割砂轮刚性，同时可制作与机床主轴配套，方便操作使用。

该砂轮要求磨料工作层相对基体孔径轴线的端面跳动在0.02mm以内。这对粘接式3A1型砂轮的制作来讲有以下工艺难度：磨料工作层是超薄环片，任何受力不均极易变形；粘接固化过程中存在不可控的因素（这些因素是粘接工艺的顽疾，目前业界水平不可解决）正好会影响超薄环片状磨料层变形，如粘接剂与固化剂混合不均匀，胶层厚度不均匀，胶层致密度不一致，进而导致胶剂固化收缩时，胶层各处收缩状态不一致，粘接胶剂固化收缩，其对超薄环片磨料层有一定的拉扯作用，由于粘接胶剂的收缩并不均匀，因此粘接剂对磨料层的拉扯作用力也不均匀，而环片磨料层极其薄弱，刚性很差，所以粘接胶剂收缩很容易引起超薄环片磨料层变形；粘接固化后没有有效的手段来校正超薄环片的变形。超薄环片只要变形，砂轮的跳动值极易超差，因此上述难题制约了该型砂轮的批量生产。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种超薄环片精密粘接专用装置及其粘接工艺。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

超薄环片精密粘接专用装置，包括真空吸盘和顶紧机构，所述真空吸盘由底座、端盖、旋转接头、气管和阀门组成：端盖盖在底座上，且底座与端盖之间形成一空腔，底座的中心处设有一螺纹通孔，旋转接头的一端与螺纹通孔螺纹连接，另一端连接气管，气管的另一端连接阀门；所述顶紧机构由顶杆、计压弹簧、直线轴承、空心螺杆和驱动螺套组成：顶杆呈┣字形，顶杆的右端由内至外依次套设直线轴承、空心螺杆和驱动螺套，空心螺杆的长度大于驱动螺套的长度以使驱动螺套可在空心螺杆上旋转并往复移动；所述计压弹簧套设于顶杆上，且计压弹簧的一端与顶杆顶接，另一端与驱动螺套顶接。

所述端盖的中心处设有一凸起的定位芯，定位芯外的端盖上设有溢胶沟槽，且溢胶沟槽与定位芯的轴向中心线相重合；溢胶沟槽外的端盖处沿溢胶沟槽的圆周方向均布若干微孔。

利用上述超薄环片精密粘接专用装置进行粘结的工艺，包括如下步骤：

1）用真空泵对真空吸盘抽真空，超薄环片被吸贴在端盖上均布若干微孔的位置处，在基体B面涂胶后安装到定位芯上，然后用顶紧机构施加压力顶紧；

2）待胶层压实及与超薄环片充分浸润后，松开顶紧机构并卸掉真空吸盘，基体通过胶与超薄环片连接为一体，清除基体与超薄环片交界处的溢胶；

3）重新装上真空吸盘和顶紧机构，再次对真空吸盘抽真空并用顶紧机构施加压力顶紧，抽真空结束后去掉真空泵并关闭阀门，将装置整体移入固化箱内使胶层固化；

4）固化完成后打开阀门解除真空，松开顶紧机构，取下砂轮，完成整个粘接工艺。

底座与端盖通过螺钉固定连接，底座中间设有螺纹通孔，与旋转接头螺纹连接，旋转接头另一侧可快接气管，气管上设有阀门，该阀门有两个功能：（1）气管接头，（2）进气开关。

端盖设有空腔和精密平台，两者通过微孔联通，微孔在同心圆上均匀分布，端盖按照3A1的结构设有溢胶沟槽与定位芯。本发明在粘接、加压、固化三个阶段，超薄环片侧面始终以真空吸盘的精密平台定位吸附，真空吸盘的精密平台与超薄环片结为一体，对超薄环片形成轴向支撑，克服了在粘接与加压过程中，超薄环片侧面受压不均引起变形；同时真空吸盘对超薄环片侧面有一吸附力，可有效抵制胶剂固化对环片的拉扯（超薄环片侧面受拉）作用，进而避免超薄环片在固化过程中产生变形。

顶紧机构由顶杆、计压弹簧、直线轴承、驱动螺套及空心螺杆组成。空心螺杆固定，驱动螺套与空心螺杆螺纹副连接，旋转驱动螺套，其可沿螺杆轴线移动，直线轴承固定在空心螺杆内部，计压弹簧套在顶杆轴上，顶杆轴穿入直线轴承孔内可轴向自由移动，直线轴承起导向作用，计压弹簧被限定在顶杆头部与驱动螺套之间。

顶紧机构的作用过程是旋转驱动螺套向前移动，驱动螺套向计压弹簧施压，弹簧推动顶杆前移顶住砂轮基体；松开顶紧机构则反方向旋转驱动螺套。