一种单晶一体机动力磨头的制作方法

1.本技术涉及半导体材料加工领域，尤其是涉及一种单晶一体机动力磨头。


背景技术：

2.单晶硅是用于太阳能光伏发电的重要材料，单晶硅从单晶炉生成之后需开方、截断、磨平面、磨圆角、切片等工序加工，单晶一体机成为单晶硅生产加工过程中不可或缺的的一环，其加工效率也是提高整个生产链效率的关键因素。现在国家极度重视新能源的开发及应用，并投入大量资金对光伏行业进行扶持，国内单晶硅的需求不断增加，国内先进的设备制造商已经提出了单晶硅的自动化生产线，而单晶一体机在生产线中占有非常重要的一个环节，它承担着磨平面、磨倒角这一重要工序。
3.现有技术中，磨削动力头组件采用的是电机通过联轴器带通动力头组件转动，实现磨平面和倒角的功能，由于上述功能是在高速旋转过程中实现的，该结构稳定性差，且无冷却方式，发热量大，会导致硅块端面和外圆磨削稳定性差，进而影响产品质量。
4.因此，现有技术的技术问题在于：磨头的加工品质不佳。


技术实现要素：

5.本技术提供一种单晶一体机动力磨头，解决了现有技术中磨头的加工品质不佳的技术问题；达到提高磨头的加工品质的技术效果。
6.本技术提供的一种单晶一体机动力磨头，采用如下的技术方案：
7.一种单晶一体机动力磨头，包括：安装座；磨头部，所述磨头部连接于所述安装座上，所述磨头部包括：壳体，所述壳体呈管状设置，所述壳体固定连接于所述安装座上；主轴，所述主轴与所述壳体同向设置，所述主轴位于所述壳体内部且贯穿至所述壳体的两端；所述主轴与所述壳体之间转动连接，使得所述主轴相对于所述壳体具有绕轴自转的旋转自由度；所述主轴的内部开设有流道，所述流道贯穿于所述主轴的两端；以及磨头，所述磨头固定连接于所述主轴的一端上，使得所述磨头相对于所述安装座具有旋转自由度；以及驱动部，所述驱动部连接于所述安装座上，并作用于所述主轴，用于驱动所述主轴旋转。
8.作为优选，所述安装座上具有一沿第一方向设置的槽体，所述磨头部固定连接于所述槽体内；所述安装座上具有与第一方向垂直设置的安装板，所述驱动部固定连接于所述安装板上，且与所述主轴传动连接。
9.作为优选，所述安装座与所述壳体的端部之间密封连接，所述安装座与所述壳体之间形成第一腔，在安装座上分别开设有第一孔和第二孔，所述第一孔和第二孔分别与所述第一腔连通，所述第一孔位于第一腔的顶部，所述第二孔位于所述第一腔的底部。
10.作为优选，所述壳体与所述主轴之间连接有一个或多个轴承，所述壳体的内壁与所述主轴的外壁之间形成有第二腔。
11.作为优选，所述壳体与所述主轴之间连接有第一密封件，所述第一密封件包括：第一环形件，所述第一环形件连接于所述壳体的内壁上；第二环形件，所述第二环形件连接于
所述主轴的外壁上，所述第二环形件用于与所述第一环形件卡扣配合，从而使得所述壳体与所述主轴之间形成迷宫密封。
12.作为优选，所述壳体的两端上连接有盖板。
13.作为优选，所述磨头靠近所述壳体的一面上具有环槽，所述环槽与所述主轴共轴，所述壳体与所述磨头之间设置有第二密封件，所述第二密封件包括：第三环形件，所述第三环形件连接于所述壳体上靠近所述磨头的一端，所述第三环形件容置于所述环槽的内部。
14.作为优选，所述磨头呈圆盘状，所述磨头套设并固定于所述主轴上，且所述磨头与所述主轴共轴设置，所述磨头远离所述主轴的一面内凹而形成凹陷，所述主轴的靠近所述磨头的一端位于所述凹陷的内部。
15.作为优选，所述驱动部包括：电机，所述电机固定连接于所述安装板上，所述电机的输出轴与所述主轴方向平行；同步带，所述同步带传动连接于所述电机的输出轴与所述主轴之间。
16.作为优选，所述安装座具有防护腔，所述电机位于所述防护腔外，所述同步带容置于所述防护腔内。
17.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
18.1、本技术所述的动力磨头在主轴内部开设用于通水的流道，在磨头打磨过程中，冷却水能够有效的将由于主轴或轴承旋转摩擦产生的热量带走，从而降低磨头的主轴的温度，提高打磨过程中磨头的稳定性，从而提高磨头加工品质，解决了现有技术中磨头的加工品质不佳的技术问题；达到提高磨头的加工品质的技术效果。
19.2、本技术进一步的在壳体和安装座之间设置第一腔，通过向第一腔的顶部通入冷却水，并从第一腔的底部排出，进一步与磨头的内部进行热交换，从而降低磨头的主轴的温度，提高打磨过程中磨头的稳定性。
附图说明
20.图1是本技术所述磨头的立体图；
21.图2是本技术所述磨头的侧视图；
22.图3是本技术所述磨头的正视图；
23.图4是图3中a-a向的剖视图；
24.图5是图4中a的放大图。
25.附图标记说明：100、安装座；101、防护腔；102、安装板；200、磨头部；201、壳体；202、主轴；2021、流道；203、轴承；204、磨头；205、第一腔体；2051、第一孔；2052、第二孔；206、第二腔体；207、盖板；208、第一密封件；2081、第一环形件；2082、第二环形件；209、第二密封件；2091、环槽；2092、第三环形件；300、驱动部；301、电机；302、同步带。
具体实施方式
26.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关
系为基于附图所示的方位或位置关系，不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.本技术实施例提供了一种单晶一体机动力磨头，解决了现有技术中磨头的加工品质不佳的技术问题；达到提高磨头的加工品质的技术效果。
29.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
30.一种单晶一体机动力磨头204，如图1所示，包括安装座100、磨头部200和驱动部300，安装座100用于连接并安装磨头部200和驱动部300；磨头部200连接于安装座100上，作用于待打磨物，用于对硅棒等待打磨物进行打磨；驱动部300连接于安装座100并作用在磨头部200上，用于驱动磨头部200旋转工作。
31.安装座100，如图1和2所示，安装座100用于连接并安装磨头部200和驱动部300。安装座100包括第一部和第二部，第一部连接于第二部的上方，在第一部的内部形成有防护腔101，防护腔101用于对驱动部300和磨头部200之间的传动结构进行防护，第一部包括安装板102，驱动部300固定连接于安装板102上；第二部具有槽体，槽体呈沿第一方向布置的圆柱状，在一个实施例中，第一方向即水平方向，磨头部200容置并连接于槽体的内部。其中，安装板102与第一方向垂直，且安装板102为构成防护腔101的其中一个侧面。
32.磨头部200，如图3和4所示，用于对硅棒等待打磨物进行打磨。磨头部200容置并连接于槽体的内部，磨头部200包括壳体201、主轴202、轴承203、主轴202、磨头204、第一密封件208以及第二密封件209，壳体201呈管状设置，壳体201位于槽体的内部且呈第一方向布置，壳体201与槽体之间固定连接，在槽体的端部和壳体201之间通过设置密封圈进行密封，使得在槽体和壳体201之间形成环形的第一腔，第一腔用于流通冷却水，具体的，在安装座100上开设有第一孔2051和第二孔2052，第一孔2051位于第一腔的顶部，第二孔2052位于第一腔的底部，第一孔2051中通入冷却水，经过整个环形的第一腔后从第二孔2052中排出，从而实现对壳体201内部的热量进行交换。
33.进一步的，如图4所示，主轴202与壳体201同向布置，主轴202位于壳体201的内部且贯穿至壳体201的两端，换言之，主轴202穿设于壳体201内部，主轴202的长度相较于壳体201较长，使得主轴202的两端位于壳体201的外部；主轴202与壳体201之间通过一个或多个轴承203连接，在一个实施例中，在主轴202和壳体201之间连接有三组角接触球轴承203，使得主轴202在外力驱动下，可相对于壳体201座绕轴自转的运动。进一步的，在主轴202的内部开设有流道2021，流道2021用于流通冷却水，其中，流道2021的开设方向与主轴202的方向相同，且流道2021贯穿至主轴202的两端，冷却水从远离磨头204的一端通入，从靠近磨头204的一端排出，一方面起到对轴芯冷却的作用，另一方面冷却水排出后冲刷在打磨物体表面，还起到清理和冲刷碎屑的作用。
34.如图4所示，磨头204连接于主轴202上远离安装座100的一端上，而主轴202的另一端则通过旋转接头连接外部水源，外部水源向流道2021内注入冷却水，与主轴202、轴承203进行热交换，并从靠近磨头204的一端排出；磨头204与主轴202的端部固定连接，使得在外力驱动下磨头204能够随主轴202一同旋转，具体的，磨头204套设于主轴202的端部上，磨头204和主轴202之间固定连接，在一个实施例中，磨头204为圆盘状，且磨头204和主轴202之间呈共轴设置，在磨头204上远离主轴202的一面上呈内凹状而形成有凹陷，主轴202从磨头204的第一侧穿过磨头204到达磨头204的第二侧，从而使得主轴202的端部位于凹陷中，即，主轴202的出水端位于凹陷中，其中，第一侧是指磨头204靠近主轴202的一侧，第二侧是指磨头204远离主轴202的一侧。
35.在主轴202和壳体201形成环形的第二腔，第二腔起到减少主轴202和壳体201之间的热量直接传递，使得轴承203产热能够分别向内或向外进行定向热传递，提高对轴芯的冷却效果，方便判断、控制所需冷却水的温度需求。如图4、5所示，在壳体201的端部和主轴202之间设置有第一密封件208，从而对第二腔进行密封，第一密封件208包括第一环形件2081和第二环形件2082，第一环形件2081连接于壳体201的内壁上，第二环形件2082连接于主轴202的外壁上，其中，第一环形件2081、第二环形件2082均与壳体201共轴设置，第一环形件2081和第二环形件2082相互卡扣配合，从而在主轴202和壳体201之间形成迷宫密封。
36.在安装座100的槽体的两端上连接有环形的盖板207，如图4、5所示，盖板207用于封闭安装座100和主轴202之间的间隙，防止灰尘或水进入而影响轴芯寿命，主轴202位于环形盖板207的环形区域中，在磨头204上靠近盖板207的一面上开设有环槽2091，环槽2091与主轴202为共轴状态，在盖板207和主轴202之间设置有第二密封件209，第二密封件209包括第三环形件2092，第三环形件2092连接于靠近磨头204的一个盖板207上，在工作过程中，第三环形件2092容置于环槽2091中，同样起到迷宫密封的作用，进一步减少灰尘和水进入轴芯。
37.驱动部300，如图4所示，用于驱动磨头部200旋转工作。驱动部300连接于安装座100上，具体的，驱动部300固定连接于安装板102上，并作用于磨头部200的主轴202上，在驱动部300的驱动下，主轴202受驱动而旋转，从而带动磨头204旋转，完成打磨转速要求。驱动部300包括电机301和同步带302，电机301固定连接于安装板102上，电机301的布置方向和主轴202所在方向平行，电机301的输出轴与主轴202上均连接有带轮，两带轮之间通过同步带302传动连接，其中，电机301位于防护腔101的外部，而电机301的输出轴穿过安装板102进入防护腔101内，同步带302和带轮均位于防护腔101内，防止驱动部300和磨头部200之间的传动结构受损，有利于持续稳定的进行打磨作业。
38.工作原理/步骤：
39.电机301通过同步带302带动主轴202旋转，主轴202绕轴旋转带动磨头204旋转，从而完成打磨作业；在打磨过程中，在第一孔2051中通入冷却水，经过整个环形的第一腔后从第二孔2052中排出，同时在主轴202的流道2021中通入冷却水，流经流道2021之后，从靠近磨头204的一端排出；主轴202和轴承203高速旋转产生大量热能，热量向外传递与第一腔中的冷却水进行热交换，热量向内传递与主轴202内的冷却水进行热交换，从而降低轴芯温度。
40.技术效果：
41.1、本技术所述的动力磨头204在主轴202内部开设用于通水的流道2021，在磨头204打磨过程中，冷却水能够有效的将由于主轴202或轴承203旋转摩擦产生的热量带走，从而降低磨头204的主轴202的温度，提高打磨过程中磨头204的稳定性，从而提高磨头204加工品质，解决了现有技术中磨头204的加工品质不佳的技术问题；达到提高磨头204的加工品质的技术效果。
42.2、本技术进一步的在壳体201和安装座100之间设置第一腔，通过向第一腔的顶部通入冷却水，并从第一腔的底部排出，进一步与磨头204的内部进行热交换，从而降低磨头204的主轴202的温度，提高打磨过程中磨头204的稳定性。
43.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
44.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。