龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
[0002]本实用新型涉及抛光机领域，具体涉及一种龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机。
[0003]【背景技术】:
[0004]蓝宝石硬度高且脆性大，对蓝宝石晶片双面进行表面的研磨抛光加工非常困难，目前在蓝宝石晶片实际生产加工过程中采用的是悬臂式双面研磨抛光机，该设备结构复杂，维修困难，在研磨抛光过程中，由于上下研磨盘的之间相对运动，容易导致悬臂结构左右晃动。特别是在研磨高硬度材料时，需要施加较大的加工载荷，这种晃动更加明显，甚至出现了上研磨盘“翻车”现象，造成了不必要的损失，本产品龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机的研制，正是针对原有的悬臂式研磨机左右的晃动情况做了改进，如果采用角钢，由于其结构不对称，容易产生扭曲，采用工字钢则不够美观大方，为了兼顾稳定性以及美观等因素，拟采用槽钢，龙门结构的两个立柱与床身之间以及立柱与横梁之间都采用焊接方式进行连接，以增加结构强度。这样的改进之后稳定的床身结构良好的保证了研磨和抛光过程的稳定性，同时可以保证上下跑光盘的同轴度和平行度在0.02mm以内，大、小齿圈的同轴度也平稳地保持在0.02_以内，这样极大地改善了工作过程的平稳性，生产效率和质量有所保证。
[0005]蓝宝石的成分为氧化铝，蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高，可在接近2000°C高温的恶劣条件下工作，鉴于以上特性，蓝宝石广泛应用，由于蓝宝石衬底材料的脆性大，硬度高对其进行机械加工已经十分困难，无损伤超光滑表面抛光技术更加复杂，目前为止，化学机械抛光是获得无损伤超光滑蓝宝石晶片表面的最好办法，龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机正是实现这一目标的设备，基于要求本产品研制的双面研磨/抛光机，采用四电机驱动调速，减速机调速，最大程度地满足了抛光过程不同转速的工艺要求，结构方面采用了龙门式的升降支撑结构，兼顾了稳定性和美观性，极大改善了工作状态下床身的平稳性，在结构传动方面，采用大、小齿圈的单独升降驱动，一方面便于取放工件，另一方面避免长时间在同一高度啮合所导致中心轮与齿圈的磨损和寿命的缩短现象，同时该研抛机结构稳定，自动化程度高可以实现人机NT—体控制，基本实现了自动化控制(一人工人师傅即可完成全部操作)，由此本产品对于解决蓝宝石晶片加工的高精度和表面平整度要求，推动国内超精密加工技术向着更为可靠、便捷的方向发展。
[0006]【实用新型内容】:
[0007]本实用新型的目的是提供一种龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机。
[0008]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0009]—种龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，其组成包括:箱体和底板系统，所述的箱体和底板系统内部安装有动力传动系统，所述的箱体和底板系统上平面安装有升降支撑系统，所述的升降支撑系统顶部安装有液压系统，所述的液压系统前端通过连接轴与研磨轴承连接，所述的研磨轴承下方安装有上研磨系统，所述的动力传动系统分别通过传动带与电机A、电机B、电机C、电机D连接。
[0010]所述的龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，所述的上研磨系统上方具有上研磨盘，所述的上研磨系统下方是下研磨系统，所述的电机A通过传动带与减速斜齿轮连接，所述的减速斜齿轮分别与下斜齿轮、上斜齿轮啮合，所述的下斜齿轮与变向斜齿轮啮合，所述的变向斜齿轮与主传动下斜齿轮啮合，所述的主传动下斜齿轮与主轴连接，所述的主轴外部安装有研磨盘驱动套，所述的上斜齿轮与外传动斜齿轮啮合，所述的外传动斜齿轮与外传动内套连接，所述的外传动内套与下研磨盘支撑座连接，所述的下研磨盘支撑座与下研磨盘固定。
[0011]所述的龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，所述的电机B通过连接轴与外传动直齿轮连接，所述的外传动直齿轮与直齿轮A啮合，所述的直齿轮与轴承座外座连接，所述的轴承座外座与大齿圈支撑座连接，所述的大齿圈支撑座上方安装有大齿圈。
[0012]所述的龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，所述的电机C通过连接轴与直齿轮B连接，所述的直齿轮B与主轴内传动外套连接，所述的主轴内传动外套与小齿圈连接罩连接，所述的小齿圈连接罩与小齿圈连接。
[0013]所述的龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，所述的电机D通过连接轴与直齿轮C连接，所述的直齿轮C与变向齿轮啮合，所述的变向齿轮与梯形外螺纹直齿轮啮合，所述的梯形外螺纹直齿轮与梯形内螺纹端盖连接，所述的梯形内螺纹端盖分别与外传动基座连接、轴承内座连接，所述的外传动基座连接杆通过螺栓与三角连接杆。
[0014]所述的龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，所述的电机A是11KW，所述的电机B是2.2KW，所述的电机C是1.5KW，所述的电机D是0.75KW。
[0015]有益效果:
[0016]1.本实用新型是一种龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，是实现化学机械抛光获得无损伤超光滑蓝宝石晶片表面的最好设备，本产品采用四个电机驱动调速，减速机调速，最大程度地满足了抛光过程不同转速的工艺要求。
[0017]本实用新型在结构方面采用了龙门式的升降支撑结构，兼顾了稳定性和美观性，极大改善了工作状态下床身的平稳性，在结构传动方面，采用大、小齿圈的单独升降驱动，一方面便于取放工件，另一方面避免长时间在同一高度啮合所导致中心轮与齿圈的磨损和寿命的缩短现象。
[0018]本实用新型针对传统的悬臂式研磨机左右的晃动情况进行了改进，克服了传统产品的不足，将箱体和底板系统、升降支撑系统的支撑件采用槽钢，龙门结构的两个立柱与床身之间以及立柱与横梁之间都采用焊接方式进行连接，以增加结构强度，这种结构能够稳定的床身，保证了研磨和抛光过程的稳定性，同时能够将上下跑光盘的同轴度和平行度控制在0.02mm以内，大、小齿圈的同轴度控制在0.02mm以内，这样极大地保证工作过程的平稳性，提高了生产效率及产品质量。
[0019]本实用新型解决蓝宝石晶片加工的高精度和表面平整度要求高难题，推动国内超精密加工技术向着更为可靠、便捷的方向发展。
[0020]本实用新型设备稳定，结构合理，操作和维修方便，自动化程度高，可实现人机NT一体控制，一名工作人员即可完成研磨抛光工作，相比先前以往的机床多人同时作业和维护，极大节省人员成本和设备运行成本。
[0021]本实用新型采用四个变频电动机分别带动上下抛光盘、太阳轮、内齿圈，无级调速，转速最高可达150 r/min，最大转速提高了 250%，同时软启动、软停止，使加工平稳可靠、冲击小，保证了上下研磨盘平行度、平面度，大小齿圈的同轴度要求，从而保证了加工过程的平稳性。
[0022]本实用新型的上研磨系统需要较大的拉力，一般轴承无法满足大载荷承重，本产品采用的关节轴承可以承受较大的载荷，同时也可以根据载荷方向的不同承受各个方向的施加载荷，采用关节轴承平稳连接以及液压缸加载系统控制上研磨盘的施载压力，关节轴承的使用可以有效地通过维持和调整上、下盘的平行度以防止翻盘或错盘现象，从而保证了加载的平面度要求并精密控制加载磨削量的大小。
[0023]本实用新型的升降支撑系统采用龙门式结构，结构稳定，支撑立柱与支撑横梁均采用焊接连接，以增加结构强度同时保证了同轴精度在0.02mm以内，保证了加工的平稳性。
[0024]本实用新型结构简单合理，稳定性强，可以明显增加蓝宝石晶片的加工效率达到了 66.7%以上，同时也增加了加工精度，大大提高了加工的平稳。
[0025]本实用新型能够使用5个工装，每个工装放置晶片由原来的少于15片加大到了每个工装至少20片蓝宝石晶片，能够达到每台研抛设备日产120片(每台日工作24小时、每片厚度0.5mm，粗糙度小于0.5 μ m)，相比传统的设备每台加工效率提高了 66.7%以上，能够实现向蓝宝石晶片高质量供货的能力，创造了良好的经济效益。
[0026]【附图说明】:
[0027]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0028]附图2是附图1的俯视图。
[0029]附图3是附图2中的A-A剖视图。
[0030]附图4是附图2中B-B剖视图。
[0031]【具体实施方式】:
[0032]实施例1:
[0033]—种龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，其组成包括:箱体和底板系统5，所述的箱体和底板系统内部安装有动力传动系统4，所述的箱体和底板系统上平面安装有升降支撑系统1，所述的升降支撑系统顶部安装有液压系统6，所述的液压系统前端通过连接轴与研磨轴承7连接，所述的研磨轴承下方安装有上研磨系统2，所述的动力传动系统分别通过传动带与电机A38、电机B30、电机C29、电机D37连接。
[0034]实施例2:
[0035]根据实施例1所述的龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，所述的上研磨系统上方具有上研磨盘8，所述的上研磨系统下方是下研磨系统3，所述的电机A38通过传动带与减速斜齿轮39连接，所述的减速斜齿轮分别与下斜齿轮22、上斜齿轮19啮合，所述的下斜齿轮与变向斜齿轮21啮合，所述的变向斜齿轮与主传动下斜齿轮20啮合，所述的主传动下斜齿轮与主轴12连接，所述的主轴外部安装有研磨盘驱动套13，所述的上斜齿轮与外传动斜齿轮18啮合，所述的外传动斜齿轮与外传动内套17连接，所述的外传动内套与下研磨盘支撑座10连接，所述的下研磨盘支撑座与下研磨盘9固定。
[0036]实施例3:
[0037]根据实施例1所述的龙门式蓝宝石晶片双面研磨/抛光机，所述的电机B通过连接轴与外传动直齿轮31连接，所述的外传动直齿轮与直齿轮A32啮合，所述的直齿轮与轴承座外座24连接，所述的轴承座外座与大齿圈支撑座23连接，所述的大