一种氮化铝陶瓷喷嘴出口微孔加工及流量检测系统和方法与流程

本发明涉及陶瓷加工，尤其是一种氮化铝陶瓷喷嘴出口微孔加工及流量检测系统和方法。

背景技术：

1、近年来，随着半导体行业的进一步发展，应用于不同场合的陶瓷件被开发出来。

2、目前有一种pvd用氮化铝等离子喷嘴部件被开发利用。使用时等离子气体从氮化铝陶瓷喷嘴一端的微孔口喷出，在压力固定的条件下需要通过喷嘴孔的孔口大小来固定喷出的流量值。由于喷嘴孔口直径在φ0.3±0.005mm左右，很难通过机加工打孔的方式满足该尺寸，而且喷嘴孔口最终的检测还需要在固定压力下，通过喷嘴孔口通过的氮气气体流量来进行检测，由于气体流量大小会受到打孔时孔径的微调、孔深等因素的影响，因此，在检测和加工方面都有很大难度。严重制约了生产加工效率，提高了生产成本。

3、因此，急需设计一款既能够实现对喷嘴微孔孔径大小的加工，同时还能够满足微孔流量要求的加工检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有氮化铝陶瓷喷嘴微孔加工难度大，无法满足出口流量精准控制要求，生产效率低等问题，而提供一种氮化铝陶瓷喷嘴出口微孔加工及流量检测系统和方法。

2、本发明实现其第一个发明目的所采用的技术方案是：一种氮化铝陶瓷喷嘴出口微孔加工及流量检测系统，包括转接器、检测系统和喷射控制系统，所述的检测系统和喷射控制系统通过一开关控制装置连接转接器并实现控制切换，所述的检测系统包括氮气供气装置、用于调节检测压力的压力控制器和用于检测喷嘴出口流量的流量计，所述的喷射控制系统包括用于实现抛光微调微孔孔径的金刚石抛光液喷射装置。该氮化铝陶瓷喷嘴出口微孔加工及流量检测系统，根据陶瓷喷嘴出口微孔的工作流量要求，设计能够实现陶瓷喷嘴精加工及测量检测一体式的系统，具体的通过一转接器将半成品陶瓷喷嘴分别与检测系统和喷射控制系统连接，检测系统和喷射控制系统通过一开关控制装置进行切换，检测系统主要通过一氮气供气装置向半成品陶瓷喷嘴出口微孔通一定压力的氮气，并且利用流量计对出口气体流量进行检测，然后根据检测的气体流量来判定微孔孔径是否符合制作要求，当流量未达到设计要求时，通过开关切换装置关闭气路，然后开启金刚石抛光液喷射装置向微孔内喷射金刚石抛光液，通过带有一定压力的金刚石抛光液的流动对微孔进行微调抛光加工，抛光微调一定时间后，关闭金刚石抛光液喷射装置，开启检测系统，向抛光微调后的微孔中充入氮气，并检测微调后微孔出口流量值，重复上述操作，直到满足微孔流量设定值，即完成了喷嘴出口微孔的精加工及流量检测要求。通过改变气体流量检测方法和微孔孔口加工方法，做到了一次装夹产品就能满足微孔直径微调加工和氮气气体流量检测，且微调后能达到流量精度1%以内控制，实现了稳定量产的生产要求，极大的提高了加工效率和合格率，还能极大的提高产能，降低加工成本。

3、作为优选，所述的转接器包括一体设置的转接端和插接端，所述的转接端设置有真空连接法兰和用于连接待加工检测微孔陶瓷喷嘴的密封连接孔，在所述的密封连接孔内部设置有密封件；所述的转接端的端面中心向外凸设有插接凸起，所述的插接端内部设置有用于连接检测系统的插接孔。连接器是用来将待加工检测微孔陶瓷喷嘴连接到检测系统和喷射控制系统中的部件，因此，在转接器上设置有转接端和插接端，转接端连接待加工检测微孔陶瓷喷嘴，插接端与管路快速插接连接，方便操作，而在转接端设置连接法兰是为了方便与真空检测装置连接，实现对待加工检测微孔陶瓷喷嘴在真空状态下的流量检测。

4、作为优选，所述的检测系统通过供气管路与转接器连接，在所述的供气管路上还设置有一级过滤器和二级过滤器，所述的氮气供气装置连接一级过滤器，一级过滤器连接压力控制器，压力控制器连接流量计，所述的流量计连接二级过滤器，二级过滤器连接开关控制装置，所述的开关控制装置通过一三通管路连接转接器，所述的喷射控制系统通过一喷射管路与三通管路连接。为了实现加工和检测的精确性，在供气管路上设置有一级过滤器和二级过滤器，以去除氮气中的杂质，保证氮气的纯度，以实现流量的精准检测，从而保证加工精度。为了实现检测系统和喷射控制系统与转接器的切换连接，采用三通管路实现三者之间的连接，结构简单，连接控制方便。

5、作为优选，所述的金刚石抛光液喷射装置内部设置有3μm～9μm金刚石抛光液。利用带有一定压力的金刚石抛光液的流动来实现对微孔的微调抛光加工，自动加工，精度高，根据不同精度加工要求，金刚石抛光液中金刚石的粒径优选3μm～9μm。

6、作为优选，所述的金刚石抛光液喷射装置内部设置有至少三种不同粒径金刚石抛光液容纳腔，所述的喷射控制系统内部设置有至少三路连通不同粒径金刚石抛光液容纳腔的喷射通道，所述的开关控制装置内部设置有控制不同喷射击通道的控制开关。设置不的粒径金刚石抛光液容纳腔和喷射通道，以及控制开关，可以根据加工及检测需要，控制不同的喷射通道开启，从而可以实现对微孔进行粗抛光或精抛光，以及可以快速选择喷射通道，极大的提高了工作效率。

7、作为优选，所述的喷射控制系统还包括用于调节系统喷射压力的液体压力控制器。为了实现对微孔孔径的微调抛光加工，金刚石抛光液需要带有一定压力，因此，设置液体压力控制器用于调节系统喷射出的金刚石抛光液的压力，以达到通过金刚石抛光液流动进行抛光的目的。

8、作为优选，还包括一真空检测装置，所述的真空检测装置包括抽真空设备和真空罩。设置真空检测装置是为了实现对陶瓷喷嘴微孔在真空条件下流量的检测，以确保陶瓷喷嘴微孔的加工精度和流量准确性。

9、作为优选，所述的真空罩包括罩壳连接端和抽真空端，所述的罩壳连接端设置有罩壳连接法兰，在所述的罩壳连接端的端部中心处向内凹设有插接槽，所述的插接槽与转接器上的插接凸起配合设置；在所述的真空罩内部与插接槽同轴线设置有用于容纳待加工检测微孔陶瓷喷嘴的插设腔，在抽真空端的内部与插设腔同轴线设置有抽真空孔，在抽真空端的端部内部设置有真空设备连接腔。真空检测装置主要包括抽真空设备和一真空罩，真空罩为了将设置在转接器上的待加工检测微孔陶瓷喷嘴完全罩设形成密封状态，并通过抽真空装置抽真空，以检测真空状态下的流量，基于此，真空罩上设置有罩壳连接法兰、插接槽、插设腔、抽真空孔和真空设备连接腔。

10、本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案是：一种利用氮化铝陶瓷喷嘴出口微孔加工及流量检测系统进行微孔加工和检测的方法，包括以下步骤：

11、步骤1：待加工检测微孔陶瓷喷嘴制作：将氮化铝陶瓷粉料成型烧结后精加工，喷嘴出口微孔留有0.02mm～ 0.07mm加工余量，其余特征全部加工到设计尺寸，得到待加工检测微孔陶瓷喷嘴；

12、步骤2：将待加工检测微孔陶瓷喷嘴连接至转接器上，待加工检测微孔陶瓷喷嘴与转接器上的转密封连接孔之间通过密封件密封连接;

13、步骤3：将转接器与检测系统和喷射控制系统连接；

14、步骤4：安装后首先开启氮气瓶，检测连接位置是否有泄露，如无泄露，即可调节压力控制器至设定压力，然后通过流量计读取待加工检测微孔陶瓷喷嘴微孔处的流量值；

15、步骤5：如检测压力值未到设定数值，旋转开关控制装置，关闭气路的连通，开启喷射控制系统，通过液体压力控制器调整系统压力，通过喷射管路向待加工检测微孔陶瓷喷嘴的微孔喷射金刚石抛光液，通过喷出3μm～ 9μm金刚石抛光液对微孔进行流体抛光微调孔径，抛光微调一定时间后，关闭喷射控制系统，开启气路连接，检测微调后微孔处的流量值，重复直至微孔孔径满足流量设定值；完成常压下的微孔加工和检测；

16、步骤6：最后制得高精度的陶瓷喷嘴成品。

17、该微孔加工和检测的方法，通过专用转接器、检测系统和喷射控制系统，做到了一次装夹产品就能满足微孔直径微调加工和氮气气体流量检测，且微调后能达到流量精度1%以内控制，并且实现稳定量产，极大的提高了加工效率和合格率。使用本发明方法加工的产品不仅能够满足客户的使用要求，还能极大的提高产能，降低加工成本。

18、作为优选，步骤1中，待加工检测微孔陶瓷喷嘴制作，喷嘴出口微孔是使用加工中心用超细钻头加工，使微孔留有0.02mm～ 0.07mm余量。

19、作为优选，步骤3中，转接器与检测系统和喷射控制系统连接，是将氮气供气装置通过供气管道连接至三通管路，在供气管路上依次连接一级过滤器、压力控制器、流量计、二级过滤器和开关控制装置；在三通管路上连接喷射控制系统，是将金刚石抛光液喷射装置与喷射管路连接，在喷射管路上连接液体压力控制器，将喷射管路与三通管路连接，完成检测系统与喷射控制系统和转接器的连接。

20、作为优选，步骤5中，通过喷出3μm～ 9μm金刚石抛光液对微孔进行流体抛光微调孔径，包括选择单一粒径金刚石抛光液对微孔进行流体抛光微调孔径和通过选择不同粒径金刚石抛光液对微孔进行流体逐级抛光微调孔径。

21、作为优选，在步骤6之前还进行真空检测微孔流量：将真空罩安装在带有待加工检测微孔陶瓷喷嘴转接器上，使待加工检测微孔陶瓷喷嘴罩设容纳在插设腔内部，将真空罩的抽真空端与抽真空设备连接，通过抽真空设置进行抽真空，实现在真空状态下的微孔流量检测。根据产品需要，为了满足更高精度要求，还可在真空状态下进行加工检测。

22、本发明的有益效果是：该氮化铝陶瓷喷嘴出口微孔加工及流量检测系统，通过改变气体流量检测方法和微孔孔口加工方法，做到了一次装夹产品就能满足微孔直径微调加工和氮气气体流量检测，且微调后能达到流量精度1%以内控制，实现了稳定量产的生产要求，极大的提高了加工效率和合格率，还能极大的提高产能，降低加工成本。