蓝宝石切片立式双面研磨设备的制作方法

本发明涉及蓝宝石打磨设备技术领域，特别涉及一种蓝宝石切片立式双面研磨设备。

背景技术：

蓝宝石单晶，具有硬度高、透光性好、耐磨性高、化学稳定性好、热传导性、电磁绝缘性、力学特性优良等特点，被广泛地当做窗口和蓝宝石晶圆材料应用于国防工业尖端科技研究及民用领域。

蓝宝石脆性大，是典型的难加工材料，目前，蓝宝石晶圆的制备主要包括切片、平整和抛光等工序。在平整加工中主要是通过研磨去除线切过程中所产生的切痕，并获得较为平整的表面，为后续抛光提供一个良好基础。

但是研磨过程中，无论是游离磨料研磨还是固结磨料研磨，都会受蓝宝石自身重力的影响，出现蓝宝石切片两面去除量不一致的现象，造成蓝宝石切片报废。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种蓝宝石切片立式双面研磨设备，该蓝宝石切片立式双面研磨设备能够通过设置两个相互平行的研磨盘，在对蓝宝石切片研磨时，研磨盘垂直地面设置，以消除蓝宝石切片自身重力对去除量的影响。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种蓝宝石切片立式双面研磨设备，包括：第一研磨盘和第二研磨盘，所述第一研磨盘和所述第二研磨盘平行设置，且所述第一研磨盘和所述第二研磨盘能够在不与地面垂直的第一状态和垂直地面的第二状态之间转换。

优选地，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括转动齿圈和驱动齿轮，所述转动齿圈的轴线平行地面设置，且外周面上设有轮齿，所述驱动齿轮与所述轮齿啮合，所述第一研磨盘和所述第二研磨盘可转动的安装在所述转动齿圈的内周。

优选地，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括支撑齿轮，所述支撑齿轮和所述驱动齿轮设置在所述转动齿圈靠近地面的一侧，且同时与所述转动齿圈啮合。

优选地，所述第一研磨盘和所述第二研磨盘的转动轴沿所述转动齿圈的径向设置。

优选地，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括内齿轮、外齿圈和游星轮，所述内齿轮和所述外齿圈与所述第一研磨盘同轴线设置，且安装在所述第一研磨盘靠近所述第二研磨盘的端面上，所述游星轮同时与所述内齿轮和所述外齿圈啮合。

优选地，所述内齿轮可旋转地安装在所述第一研磨盘靠近所述第二研磨盘的端面上，所述外齿圈固定在所述第一研磨盘靠近所述第二研磨盘的端面上。

优选地，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括内齿轮电机，所述内齿轮的齿轮轴贯穿所述第一研磨盘与所述内齿轮电机连接。

优选地，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括研磨盘支撑圈，所述研磨盘支撑圈的外周与所述转动齿圈的内周固定连接，所述研磨盘支撑圈的轴线与所述转动齿圈的轴线垂直，所述第一研磨盘远离所述第二研磨盘的端面与所述研磨盘支撑圈可旋转连接。

优选地，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括升降装置，所述第二研磨盘通过所述升降装置与所述转动齿圈连接。

优选地，所述升降装置包括气缸，所述气缸的一端与所述转动齿圈固定连接，另一端与所述第二研磨盘可旋转连接。

相对于现有技术，本发明的蓝宝石切片立式双面研磨设备通过设置两个相互平行的研磨盘，在放置待研磨的蓝宝石切片时，研磨盘处于第一状态，在对蓝宝石切片研磨时，研磨盘处于第一状态，垂直地面设置，以消除蓝宝石切片自身重力对去除量的影响，避免蓝宝石切片报废。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的蓝宝石切片立式双面研磨设备的结构示意图；

图2为本发明的蓝宝石切片立式双面研磨设备的主视图；

图3为本发明的蓝宝石切片立式双面研磨设备的左视图；

图4为本发明的蓝宝石切片立式双面研磨设备的仰视图；

图5为本发明的第一研磨盘的结构示意图；

图6为本发明的第二研磨盘与气缸的的连接结构示意图。

附图标记说明：

1第一研磨盘2第二研磨盘

3转动齿圈4驱动齿轮

5支撑齿轮6内齿轮

7外齿圈8游星轮

9内齿轮电机10研磨盘支撑圈

11升降装置12驱动齿轮驱动电机

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参考附图所示的上、下；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明提供一种蓝宝石切片立式双面研磨设备，如图1至图6所示，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备，包括：第一研磨盘1和第二研磨盘2，所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2平行设置，且所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2能够在不与地面垂直的第一状态和垂直地面的第二状态之间转换。优选地，所述第一状态时，所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2与水平面的夹角为0°到45°中任意一角度，进一步优选地，所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2与水平面的夹角为0°，上述中，所述水平面与地面平行。

本发明的蓝宝石切片立式双面研磨设备通过设置两个相互平行的研磨盘，且第一研磨盘1和第二研磨盘2能够在不与地面垂直的第一状态和垂直地面的第二状态之间转换。在放置待研磨的蓝宝石切片时，第一研磨盘1和第二研磨盘2处于第一状态；在对蓝宝石切片研磨时，第一研磨盘1和第二研磨盘2处于第二状态，垂直地面设置，带动蓝宝石切片垂直地面设置，以消除蓝宝石切片自身重力对去除量的影响，避免蓝宝石切片报废。

上述中，为了驱动所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2转动，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括转动齿圈3、驱动齿轮4和驱动齿轮驱动电机12，所述转动齿圈3的轴线平行地面设置，且所述转动齿圈3的外周面上设有轮齿，所述驱动齿轮4与所述轮齿啮合，所述驱动齿轮4安装在所述驱动齿轮驱动电机12的转动轴上，所述驱动齿轮驱动电机12通过带动所述驱动齿轮4以驱动所述转动齿圈3转动，所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2可转动的安装在所述转动齿圈3的内周。这样的设置使得所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2能够在不与地面垂直的第一状态和垂直地面的第二状态之间转换。

上述中，为了配合所述转动齿圈3转动，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括支撑齿轮5，所述支撑齿轮5和所述驱动齿轮4设置在所述转动齿圈3靠近地面的一侧，且同时与所述转动齿圈3啮合。所述支撑齿轮5为所述转动齿圈3提供支撑，其中，所述支撑齿轮5的个数可以为一个或者多个。优选的，所述支撑齿轮5的个数为两个。

为了保持所述蓝宝石切片立式双面研磨设备的动平衡，所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2的转动轴沿所述转动齿圈3的径向设置。这样的设置使得在所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2绕转动轴转动时，所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2形成一个陀螺转子，所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变，即指向一个固定的方向，同时反抗任何改变陀螺转子轴向的力量，这样的设置利用陀螺转子的定轴性，保持所述蓝宝石切片立式双面研磨设备的动平衡，使得转动齿圈3不会主动转动，以使得所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2在工作时保持第二状态。

为了提高蓝宝石切片的打磨质量，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括内齿轮6、外齿圈7和游星轮8，所述内齿轮6和所述外齿圈7同时与所述第一研磨盘1同轴线设置，且同时安装在所述第一研磨盘1靠近所述第二研磨盘2的端面上，所述游星轮8同时与所述内齿轮6和所述外齿圈7啮合，游星轮8上开设有多个切片安装孔，蓝宝石切片放置在所述切片安装孔内。这样的设置使得蓝宝石切片在研磨的过程中，在自转的同时围绕内齿轮6公转，两种的转动的叠加使得研磨盘对蓝宝石切片的研磨更加均匀，以此提高蓝宝石切片的打磨质量。

进一步的，所述内齿轮6可旋转地安装在所述第一研磨盘1靠近所述第二研磨盘2的端面上，所述外齿圈7固定在所述第一研磨盘1靠近所述第二研磨盘2的端面上。这样的设置使得可以通过控制内齿轮6的转速，来控制所述游星轮8的转动。

进一步的，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括内齿轮电机9，所述内齿轮6的齿轮轴贯穿所述第一研磨盘1与所述内齿轮电机9连接，以使得所述内齿轮电机9带动所述内齿轮6转动，从而控制所述游星轮8的转动。为了支撑第一研磨盘1，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括研磨盘支撑圈10，所述研磨盘支撑圈10的形状为环形，所述研磨盘支撑圈10的一端的端面上设有凹槽，所述研磨盘支撑圈10的外周与所述转动齿圈3的内周固定连接，所述研磨盘支撑圈10的轴线与所述转动齿圈3的轴线垂直，所述第一研磨盘1设置在所述凹槽内，所述第一研磨盘1远离所述第二研磨盘2的端面与所述研磨盘支撑圈10可旋转连接。这样的设置使得第一研磨盘1在第二状态时，由研磨盘支撑圈10对所述第一研磨盘1提供支撑，同时，不影响内齿轮电机9驱动所述内齿轮6转动。

上述的所述内齿轮电机9可以安装在所述研磨盘支撑圈10靠近地面的一端，也可以安装在所述转动齿圈3的内周。

为了便于蓝宝石切片的安装，所述蓝宝石切片立式双面研磨设备包括升降装置11，所述升降装置11安装在所述转动齿圈3上，所述第二研磨盘2通过所述升降装置11与所述转动齿圈3连接。这样的设置使得所述升降装置11能够带动所述第二研磨盘2沿所述第二研磨盘2的轴向移动，便于放置或者取出蓝宝石切片。

上述中，如图2所示，所述升降装置11包括气缸，所述气缸的一端与所述转动齿圈3固定连接，另一端与所述第二研磨盘2可旋转连接。所述气缸包括缸筒和沿所述缸筒轴向运动的活塞杆，所述缸筒固定在所述转动齿圈3的内周，所述活塞杆与所述第二研磨盘2可旋转连接，所述第二研磨盘2能够以所述第二研磨盘2的轴线旋转，具体地，如图6所示，所述气缸通过连接块与固定孔与所述第二研磨盘2连接，所述活塞杆与连接块固定连接，所述第二研磨盘2与固定孔固定连接，所述连接块和所述固定块为回转体，所述连接块的回转截面为c形，所述连接块上形成有圆柱形腔体，所述固定块的回转截面为t形，所述固定块的一端形成有圆柱，所述圆柱可转动地设置在所述圆柱形腔体内，以使得所述第二研磨盘2能够以所述活塞杆为轴旋转。

所述蓝宝石切片立式双面研磨设备还包括研磨盘驱动电机和控制器，所述控制器分别与所述研磨盘驱动电机、所述内齿轮电机9、所述驱动齿轮驱动电机12和所述气缸电连接，所述研磨盘驱动电机包括两个，所述研磨盘驱动电机安装在所述转动齿圈3的内周，两个所述研磨盘驱动电机分别与所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2连接，以驱动所述第一研磨盘1和所述第二研磨盘2转动。

当使用本发明所述的蓝宝石切片立式双面研磨设备时，第一研磨盘1和第二研磨盘2处于第一状态，升降装置11带动第二研磨盘2远离第一研磨盘1，操作人员将待打磨蓝宝石切片放置在游星轮8上的安装孔中，安装完成后，升降装置11带动第二研磨盘2靠近第一研磨盘1，直至第二研磨盘2与蓝宝石切片接触，控制器控制驱动齿轮驱动电机12带动驱动齿轮4转动，驱动齿轮4带动转动齿圈3转动，使第一研磨盘1和第二研磨盘2处于第二状态，控制器控制研磨盘驱动电机转动，研磨盘驱动电机带动第一研磨盘1和第二研磨盘2转动，控制器控制内齿轮电机9转动，内齿轮电机9带动内齿轮6转动，以此控制游星轮8的转速。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。