一种高纯硅晶体材料精度研磨工艺的制作方法

本发明涉及精度研磨的技术领域，特别是一种高纯硅晶体材料精度研磨工艺。

背景技术：

在对高纯硅晶体材料工件进行研磨刻槽加工时，根据其固有的物理和机械性能，对于要求精度不高的工件：一般采用吸振材料进行过度装夹，然后利用电镀金刚石外圆刀片高速回转对工件进行研磨刻槽，对于精度要求高的工件：采用吸振材料过度装夹，然后利用电镀金刚石外圆刀片低俗回转对工件进行研磨，并在刀片与工价之间添加有天然金刚石微粉磨料。

采用传统的方式研磨工件时，天然金刚石微分磨料本身对工件多余材料去除速度快，但是工件的精度很难得到保证，并且存在磨料在不同位置分布不均匀的情况，使得工件与磨料之间的研磨压力不够平稳，进一步导致研磨效果差，最终使得研磨效果不理想。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种研磨效果好、研磨压力平稳的高纯硅晶体材料精度研磨工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高纯硅晶体材料精度研磨工艺，它包括以下步骤：

S1、调制研磨浆料，研磨浆料包括金刚石微分、水、助磨剂和活性剂，按质量进行配比调制；

S2、设定研磨回转速度，按刻槽刀具回转线速度表示；

S3、安装，将刻槽工件粘在石墨载体上，将研磨浆料注入到喷淋管中，调整机床的托板位置，使刻槽工件位于刻槽刀具的正下方，将重锤挂安放在机床外的杠杆端头上，调整百分表的位置，使百分表的表头与载物板的上表面接触；

S4、调试，启动机床，观察百分表指针的运动状态，当指针左右摆动平稳时说明稳定性良好，当指针左右摆动不平稳时，说明刻槽刀具未安装好，即刻槽刀具与机床转轴存在同轴度偏差，关闭机床，重新调整刻槽刀具直到百分表指针平稳摆动为止；

S5、研磨，启动机床，盖上外罩，通过刻度尺和细圆环观测工件研磨的进给速度，即每分钟工件研磨的深度，保证技术要求的工件研磨进给速度，当不满足研磨进给速度的范围时，通过更换不同质量的重锤来实现研磨压力的调整，从而达到调整工件研磨速度的目的，通过刻度尺和细圆环观测刻槽工件的还可以观测研磨的深度，达到技术要求的研磨深度时，关闭机床。

所述的研磨浆料中金刚石微粉：水：助磨剂：活性剂为1.5:1:0.01:0.01，其中金刚石微粉的粒径为18～25微米，即粒度为W20#的金刚石微粉磨料。

所述的刻槽刀具的回转线速度为450毫米/秒～550毫米/秒。

所述的工件研磨进给速度为0.03毫米/秒～0.1毫米/分。

本发明具有以下优点：通过在金刚石微粉中添加水、助磨剂和活性剂，不仅让金刚石微粉颗粒在研磨时分布更加均匀，使研磨压力更加平稳，而且起到润滑和辅助研磨的效果，避免了金刚石微粉颗粒与刻槽工件之间的直接接触产生干磨现象，降低了刻槽工件研磨部位的粗糙度，研磨效果更好；通过设置合适的刻槽刀具的回转速度和工件研磨进给速度，进一步提高了研磨的精度。

附图说明

图1 为本发明的一种工作状态的示意图；

图2 为本发明的另一种工作状态的示意图；

图3 为本发明的主视图；

图4 为喷淋管的主剖视图；

图5 为喷淋管的截面图；

图中，1-托板，2-底座板，3-刻槽刀具，4-刻槽工件，5-杠杆，6-重锤，7-底板光轴，8-载物板，9-磨料，10-喷淋管，11-内芯管，12-外套管，13-刻度尺，14-细圆环，15-百分表，16-石墨载体，17-外罩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

一种高纯硅晶体材料精度研磨工艺的研磨工艺，它包括以下步骤：

S1、调制研磨浆料9，按质量进行配比调制，金刚石微粉：水：助磨剂：活性剂为1.5:1:0.01:0.01，其中金刚石微粉的粒径为18～25微米，即粒度为W20#的金刚石微粉磨料；

S2、设定研磨回转速度，按刻槽刀具3回转线速度表示，刻槽刀具3的回转线速度为450毫米/秒～550毫米/秒；

S3、安装，先将刻槽工件4粘在石墨载体16上，将研磨浆料9注入到喷淋管10中，将重锤6固定在杠杆5的端头上，使刻槽工件4与刻槽刀具3相接触，通过调节机床上托板1的位置来调节刻槽工件4的位置，使刻槽工件4的轴心与刻槽刀具3的轴心均位于同一竖直平面内，挂上重锤6，根据不同研磨技术要求不同选择不同的重锤6，当需要轻度研磨时，选择质量小的重锤6，当需要重度研磨时，选择质量大的重锤6；

S4、调试，启动机床，刻槽工具3转动，研磨浆料9流入到刻槽刀具3和刻槽工件4之间，研磨浆料9在刻槽刀具3的带动下对刻槽工件4进行试研磨，观察百分表15指针的运动状态，当左右摆动平稳时说明研磨的稳定性能良好，当左右摆动不平稳时，说明刻槽刀具3未安装好，即刻槽刀具3与机床转轴存在同轴度偏差，关闭机床，重新调整刻槽刀具3直到百分表15指针平稳摆动为止；

S5、研磨，启动机床，盖上外罩17，通过刻度尺13和细圆环14观测工件研磨的进给速度，即每分钟工件研磨的深度，保证工件研磨进给速度为0.03毫米/ 分～0.1毫米/分，当不满足研磨进给速度的范围时，通过更换不同质量的重锤6来调整研磨压力，最终使研磨进给速度在所要求的范围值内，通过刻度尺13和细圆环观测刻槽工件4的还可以观测研磨的深度，达到技术要求的研磨深度时，关闭机床，停止注入研磨浆料9，将刻槽工件4取下清洗。

接下来结合附图给出本发明所述的高纯硅晶体材料精度研磨工艺装置的具体实施方式：

如图1～图3所示，一种高纯硅晶体材料精度研磨工艺，包括机床、底座板2、刻槽刀具3、刻槽工件4、杠杆5和重锤6。底座板2安装在机床的托板1上，通过调节机床上托板1的位置来调节底座板2的位置。底板2上表面固定有四组底板光轴7，底座板2上方放置有载物板8，载物板8的上开有与底板光轴7相对应的孔，底板光轴7插入载物板8的孔中。载物板8的上方通过顶紧螺栓固定有石墨载体16，石墨载体16的上方粘接有刻槽工件4。刻槽工件4的上方设置有刻槽刀具3，在刻槽刀具3的正上方设置有喷淋管10，喷淋管10中含有研磨浆料9，刻槽刀具3装夹机床的三爪卡盘上，采用一夹一顶的装夹方式，保证刻槽刀具的回转精度。载物板8的底部还与杠杆11的一端相连，杠杆11的中部铰接在底座板2上，杠杆11的另一端连有重锤6，通过更换不同质量的重锤6，实现研磨压力的调节。

如图4和图5所示，喷淋管10包括内芯管11和外套管12，外套管12套在内芯管11外，内芯管11沿其轴线方向开有长槽且长槽的开口朝上，外套管12沿其轴线方向同样开有长槽且长槽的开口朝下。研磨浆料9通过内芯管11的长槽口向上流动进入到外套管12中，再从外套管12的长槽口向下流动，最终流到刻槽工件4的上表面，这种喷淋管10的结构有效地减缓了研磨浆料9的流动速度，减小了研磨浆料9的乱溅。

如图3所示，在刻槽刀具3的外部还罩有外罩17，防止了研磨浆料9溅落到地板上。

如图3所示，底座板2的侧面固定有竖直放置的刻度尺13，刻度尺13所对应的载物板8位置设有细圆环14，刻度尺13穿过细圆环14，能有效地对刻槽工件4的研磨深度进行实时监控；底座板2侧面还设置有百分表15，百分表15的表头与载物板8相接触，通过百分表15指针的运转状态可以直接地判断研磨的稳定性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。