专利名称：一种抛光垫修整头的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学机械抛光设备技术领域，特别涉及一种抛光垫修整头。
背景技术：
化学机械抛光设备中，抛光垫在使用一段时间后，随着自身的磨损以及磨屑对抛 光垫表面微孔的填充，抛光垫表面变得平滑，形成釉化层，使抛光垫存储、输送磨料的能力 降低，导致材料去除率和抛光表面质量下降。通过修整头上金刚石盘对抛光垫进行适当的 修整，可去除釉化层以及抛光垫上的磨屑，提高抛光垫粗糙度及其使用寿命，降低成本，保 证抛光一致性。修整头带动金刚石盘下压与抛光垫接触，并带动金刚石盘旋转，金刚石盘在 与抛光垫接触并旋转的过程中对抛光垫进行修整。目前的抛光垫修整头结构都较为复杂，产生下压运动的腔体与金刚石盘的夹持机 构是分离独体的，下压运动的导向和扭矩的传递都通过键连接来实现，上下伸缩运动的限 位需要增加额外的零件来实现。
发明内容
为了克服现有抛光垫修整头结构复杂，不够紧凑的缺点，本发明提供了一种结构 简单紧凑，易于加工装配的抛光垫修整头。本发明采用的技术方案为该修整头结构包括主轴、轴承座、轴承端盖、轴承、旋转 接头、同步带轮、金刚石盘以及密封圈。主轴通过两组轴承轴向定位，避免主轴的轴向串动， 轴承通过轴承端盖和套筒安装固定在轴承座内；轴承座及轴承端盖设有连通的气孔，并在 轴承端盖的气孔上安装快换接头；主轴与轴承座之间的密封，包括迷宫密封和气封；主轴 的顶部通过螺钉与同步带固定连接，主轴的底端通过螺钉与法兰及压片固定连接；保护盖、 压盘、自适应盘和金刚石盘四者之间通过螺钉连接成一体，将法兰及压片包覆固定；法兰与 压盘之间以及法兰与保护盖之间分别通过压紧柔性环连接。所述压盘与自适应盘之间、保护盖与压盘之间、主轴与法兰之间分别安装第一密 封圈、第二密封圈和第三密封圈。所述第一密封圈、第二密封圈、柔性环、法兰、压盘及自适应盘共同形成密闭空腔。对所述密闭空腔抽真空时，金刚石盘、压盘、保护盖和自适应盘将一起向上运动， 抽真空的真空度为0 IOOkPa ；对密闭空腔加正压时，金刚石盘、压盘、保护盖和自适应盘 将一起向下运动，通过控制正压压力，金刚石盘与抛光垫的接触时修整头的下压力线性变 化，下压力变化范围为0 300牛。所述金刚石盘在上下伸缩运动时，向上运动时，自适应盘细轴端面与主轴内孔端 面相贴合，形成上限位点；向下运动时，保护盖的斜边与法兰的轴肩斜边贴合，形成下限位 点；金刚石盘上下运动的行程为O 15mm。所述柔性环的材料为橡胶，具有密封和传递扭矩的作用；金刚石盘向下运动时，柔 性环向下延伸并伸长，主轴通过柔性环将扭矩传递给金刚石盘并与之共同旋转。
所述自适应盘在主轴孔内自由滑动，具有导向作用；自适应盘的薄片结构具有弹 性，薄片厚度为0. Imm 0. 5mm，在金刚石盘与抛光垫接触过程中能产生弹性变形，从而使 金刚石盘具有自适应性，能在修整抛光垫的过程中与之完全面面贴合，得到良好的修整效^ ο所述气封的形成为气体通过快换接头进入轴承座腔内，部分气体从主轴与轴承 座之间的间隙吹出，形成气封，从而避免在抛光过程中有液体进入轴承座腔内。本发明的优点在于结构简单紧凑美观，易于加工制造及装配，运动平稳可靠，具 有很高的实用性，可广泛用于抛光设备中。
图1是本发明具体实施的抛光垫修整头的装配示意图。图中标号1-金刚石盘；2-密封圈；3-压盘；4-密封圈；5-保护盖；6_轴承座；7_密封圈； 8-套筒；9-轴承；10-同步带轮；11-旋转接头；12-快换接头；13-轴承端盖；14-主轴； 15-法兰；16-螺钉；17-压片；18-柔性环；19-自适应盘。
具体实施例方式本发明提供了一种抛光垫修整头，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一 步说明如图1所示，主轴14通过两组轴承9轴向定位，避免主轴的轴向串动，轴承9通过 轴承端盖13和套筒8安装固定在轴承座6内；轴承座6及轴承端盖13设有连通的气孔，并 在轴承端盖13的气孔上安装快换接头12 ；主轴14与轴承座6之间的密封，包括迷宫密封 和气封；主轴14的顶部通过螺钉与同步带10固定连接，主轴14的底端通过螺钉与法兰15 及压片17固定连接；保护盖5、压盘3、自适应盘19和金刚石盘1四者之间通过螺钉连接成 一体，将法兰15及压片17包覆固定；法兰15与压盘3之间以及法兰15与保护盖5之间分 别通过压紧柔性环18连接。压盘3与自适应盘19之间、保护盖5与压盘3之间、主轴14 与法兰15之间分别安装第一密封圈2、第二密封圈4和第三密封圈7。第一密封圈2、第二 密封圈4、柔性环18、法兰15、压盘3及自适应盘19共同形成密闭空腔。自适应盘19可在 主轴14孔内自由滑动，具有导向作用。本发明的原理是通过旋转接头11对密闭空腔抽真空时，金刚石盘1、压盘3、保护 盖5和自适应盘19将一起向上运动；对密闭空腔加正压时，金刚石盘1、压盘3、保护盖5和 自适应盘19将一起向下运动；在修整头的上下运动中，柔性环18起着极其重要的作用，金 刚石盘1向下运动时，柔性环18向下延伸并伸长，主轴14通过柔性环18将扭矩传递给金 刚石盘1并与之共同旋转，从而对抛光垫进行修整；金刚石盘向下运动与抛光垫接触的过 程中，自适应盘19的薄片能产生弹性变形，从而使金刚石盘1具有自适应性，能在修整抛光 垫的过程中与之完全面面贴合，得到良好的修整效果。所述密闭空腔抽真空时，金刚石盘1、压盘3、保护盖5和自适应盘19将一起向上 运动，抽真空的真空度为0 lOOkPa。通过控制正压压力，金刚石盘1与抛光垫的接触时 修整头的下压力可线性变化，可以根据需要调整正压压力大小来获得不同的修整头下压
4力，从而满足不同的抛光垫以及同种抛光垫不同的修整工艺要求，下压力修整压力范围为 0-300 牛。金刚石盘1在上下伸缩运动时，具有限位结构；向下运动时，保护盖5的斜边与法 兰15的轴肩斜边贴合，形成下限位点；向上运动时，自适应盘19细轴端面与主轴14内孔端 面相贴合，形成上限位点。金刚石盘上下运动的行程为0 15mm。主轴14与轴承座6之间通过迷宫密封和气封进行密封；气体通过快换接头进入轴 承座6腔内，部分气体从主轴14与轴承座6之间的间隙吹出，形成气封，从而避免在抛光过 程中有液体进入轴承座6腔内。以上介绍的仅仅是基于本发明的较佳实施例，并不能以此来限定本发明的范围。 任何对本发明作本技术领域内熟知的部件的替换、组合、分立，以及对本发明实施步骤作本 技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本发明的保护范围。
权利要求
一种抛光垫修整头，包括主轴(14)、轴承座(6)、轴承端盖(13)、轴承(9)、旋转接头(11)、同步带轮(10)、金刚石盘(1)以及密封圈，其特征在于，主轴(14)通过两组轴承(9)轴向定位，避免主轴的轴向串动，轴承(9)通过轴承端盖(13)和套筒(8)安装固定在轴承座(6)内；轴承座(6)及轴承端盖(13)设有连通的气孔，并在轴承端盖(13)的气孔上安装快换接头(12)；主轴(14)与轴承座(6)之间的密封，包括迷宫密封和气封；主轴(14)的顶部通过螺钉与同步带(10)固定连接，主轴(14)的底端通过螺钉与法兰(15)及压片(17)固定连接；保护盖(5)、压盘(3)、自适应盘(19)和金刚石盘(1)四者之间通过螺钉连接成一体，将法兰(15)及压片(17)包覆固定；法兰(15)与压盘(3)之间以及法兰(15)与保护盖(5)之间分别通过压紧柔性环(18)连接。
2.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述压盘(3)与自适应盘 (19)之间、保护盖(5)与压盘(3)之间、主轴(14)与法兰(15)之间分别安装第一密封圈 (2)、第二密封圈(4)和第三密封圈(7)。
3.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述第一密封圈(2)、第二 密封圈(4)、柔性环(18)、法兰(15)、压盘(3)及自适应盘(19)共同形成密闭空腔。
4.根据权利要求2所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，对所述密闭空腔抽真空时， 金刚石盘(1)、压盘(3)、保护盖(5)和自适应盘(19)将一起向上运动，抽真空的真空度为 0 IOOkPa ；对密闭空腔加正压时，金刚石盘(1)、压盘(3)、保护盖(5)和自适应盘(19)将 一起向下运动，通过控制正压压力，金刚石盘(1)与抛光垫的接触时修整头的下压力线性 变化，下压力变化范围为0 300牛。
5.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述金刚石盘(1)在上下伸 缩运动时，向上运动时，自适应盘(19)细轴端面与主轴(14)内孔端面相贴合，形成上限位 点；向下运动时，保护盖(5)的斜边与法兰(15)的轴肩斜边贴合，形成下限位点；金刚石盘 ⑴上下运动的行程为0 15mm。
6.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述柔性环(18)的材料为 橡胶，具有密封和传递扭矩的作用；金刚石盘(1)向下运动时，柔性环(18)向下延伸并伸 长，主轴(14)通过柔性环(18)将扭矩传递给金刚石盘(1)并与之共同旋转。
7.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述自适应盘(19)在主 轴(14)孔内自由滑动，具有导向作用；自适应盘(19)的薄片结构具有弹性，薄片厚度为 0. Imm 0. 5mm，在金刚石盘(1)与抛光垫接触过程中能产生弹性变形，从而使金刚石盘(1) 具有自适应性，能在修整抛光垫的过程中与之完全面面贴合，得到良好的修整效果。
8.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述气封的形成过程为气 体通过快换接头(12)进入轴承座(6)腔内，部分气体从主轴(14)与轴承座(6)之间的间 隙吹出，形成气封，从而避免在抛光过程中有液体进入轴承座腔内。
全文摘要
本发明涉及化学机械抛光设备技术领域，特别涉及一种抛光垫修整头。主轴通过两组轴承轴向定位，避免主轴的轴向串动，轴承通过轴承端盖和套筒安装固定在轴承座内；轴承座及轴承端盖设有连通的气孔，并在轴承端盖的气孔上安装快换接头；主轴与轴承座之间的密封，包括迷宫密封和气封；主轴的顶部通过螺钉与同步带固定连接，主轴的底端通过螺钉与法兰及压片固定连接；保护盖、压盘、自适应盘和金刚石盘四者之间通过螺钉连接成一体，将法兰及压片包覆固定；法兰与压盘之间以及法兰与保护盖之间分别通过压紧柔性环连接。本发明结构简单紧凑美观，易于加工制造及装配，运动平稳可靠，具有很高的实用性，可广泛用于抛光设备中。
文档编号B24B53/12GK101972988SQ20101021701
公开日2011年2月16日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者何永勇, 沈攀, 路新春, 雒建斌 申请人:清华大学