晶片双面精密研磨机设计
双面修面研磨抛光机参数

双面修面研磨抛光机用途:广泛用于蓝宝石钟表玻璃、手机玻璃、玻璃基片、MP3面板、光学玻璃晶片、LED蓝宝石衬底、石英晶片、硅片、诸片、陶瓷基板、活塞环、阀片、铝铁硼、铁氧体、钼片、铌酸锂、钽酸锂、PTC热敏电阻、光盘基片、陶瓷密封环、硬质合金密封环、钨钢片等各种材料的双面研磨、抛光。
工作原理:本系列研磨机为精密磨削设备,上、下研磨盘作相反方向转动,工件在载体内作既公转又自转的游星运动。
磨削阻力小不损伤工件,而且两面磨削均匀,生产效率高。
特点:1、系列研磨机运行采用四台电机驱动,可以给上研磨盘、下研磨盘、齿圈、太阳轮单独进行调速,使研磨达到最理想的转速比,其太阳轮相对与其它三个转速比可作无级调速,使游轮可实现正转、反转,满足了不同研磨及修盘工艺的需求。
2、系列研磨机为下研磨盘升降方式,下研磨盘的高低位置可在总行程范围内随意停留自锁,以满足改变游轮啮合高低位置的需要。
3、系列研磨机采用四段压力,即轻压、中压、重压、修研的运行过程。
4、系列研磨机采用PLC程控系统,触摸屏操作面板,电机采用变频调速,电机转速与运行时间可直接输入触摸屏。
5、可根据用户要求增加光栅厚度控制系统,加工后的产品厚度公差可控制在±0.002mm范围内;平面度公差可控制在±0.001mm范围内。
设备规格:型号NMC-6BL NMC-7BL NMC-9BL NMC-12BL NMC-18BL研磨盘规格¢386×¢155×30t ¢510×¢185×20t ¢635×¢240×30t ¢772×¢260×40t ¢910×¢316×50t最大工件尺寸¢110mm ¢150mm ¢180mm ¢220mm ¢310mm游轮规格¢139.3mm(P.C.D) ¢195mm(P.C.D) ¢228.5mm(P.C.D) ¢283.6mm(P.C.D) ¢340mm(P.C.D)游轮数量5枚5枚5枚5枚5枚下部研磨盘转速0-60rpm 0-60rpm 0-60rpm 0-60rpm 0-50rpm最大功率 1.5kw 2.2kw 2.2kw 3.7kw 7.5kw外形尺寸800×1100×2100mmH 840×1260×2100mmH 1300×920×2400mmH 1400×1150×2500mmH 1600×1150×2500mmH重量760kg 850kg 1200kg 1800kg 2500kg注:如有需求其它规格、机种,可为其设计定做。
高精密双面研磨机结构原理图4

维高
VGO 减速机电机
VGO 开发的双面研磨减速机多层驱动系统应用产品Biblioteka 高精密双面研磨机结构原理图
双面研磨机驱动系统应用
针对日益发展的精密研磨行业,专门开发 了双面研磨机用的减速系统 上磨盘 驱动减速机 (驱动花键推杆根据客户设计) 下磨盘 驱动减速机 太阳轮 驱动减速机 外齿圈顶针升降减速机 根据磨盘大小不一,减速机配置的功率不一样 下磨盘减速机和太阳轮减速机串联链接,同轴驱动, 正反方向输出, 太阳轮减速机驱动电机为伺服电机。 700mm 直径磨盘驱动功率配置 上磨盘 5.5KW 下磨盘 5.5KW 太阳轮 3KW 升降减速机 180w
超精密双面抛光机结构的优化设计_胡晓珍

!V%"!超精密双面抛光机结构的优化设计!胡晓珍!李伟"!!浙江海洋学院"浙江舟山&#Z$$$#"浙江工业大学"浙江杭州&#$$#%$摘要!针对传统双面抛光机存在的问题"从实现超精密抛光的设备条件出发"对机床传动系统&主轴支撑结构&上抛光盘加载系统&抛光盘修整&床身等进行优化改进设计#提高了超精密双面抛光机床的精度和系统性能"为晶片获得纳米级加工精度的超光滑加工表面创造了有利条件#关键词!超精密加工双面抛光机优化设计N @()&)L/1>/.)5"$#O +(%’B @%/6).)$">$8<+/B .)1/1A $+).7)"50’67)"/’Ic ;,4Y *7-!"89a 7;"$!\*7.;,-5R @7,-I -;J 7>6;<E "\*4+6*,-&#Z$$$")’1’"\*7.;,-5I -;J 7>6;<E 4A H 7@*-4=45E "’,-5Y *4+&#$$#%")’1%$,-(./0(!9-<*;6G,G7>"64F 7G>4N=7F 6;-<*74>;5;-,=C4+N=7B 6;C7C G4=;6*;-5F ,@*;-7*,J 7N77-C;6@+667C ",-CA 4>>7,=;Y ,<;4-4A +=<>,B G>7@;6;4-G4=;6*;-57‘+;GF 7-<@4-C;<;4-6"4G<;F ;Y 7C C76;5-S ,6,@@4F G=;6*7C ;-<>,-6F ;66;4-6E 6<7F4A <*7F ,@*;-7"6<>+@<+>74A <*76G;-C=7"=4,C;-56E 6<7F ">7G,;>;-5G=,<7,-C <*7F ,P @*;-7F ,;-6<>+@<+>7"7<@O OH *76<,N;=;<E ,-C ,@@+>,@E 4A <*7+=<>,B G>7@;6;4-C4+N=7B 6;C7C G4=;6*;-5F ,@*;-7*,J 7N77-;F G>4J 7C NE<*74G<;F ;Y 7C 6<>+@<+>7C76;5-,-C ,CJ ,-@7C C4+N=7B 6;C7C G4=;6*;-5G>4@766"<*7>7A 4>7<*7+=<>,B 6F 44<*6+>A ,@74A <*7S ,A 7>*,6N77-54<;-<*7-7SC7J 7=4G7C C4+N=7B 6;P C7C G4=;6*;-5F ,@*;-7O1&234.5-!I =<>,B G>7@;6;4-M ,@*;-;-5’34+N=7B 6;C7C Q 4=;6*;-5’R G<;F ;Y ,<;4-4A D<>+@<+>7376;5-随着光电子信息产业的快速发展%对作为光电子器件基片材料的蓝宝石$单晶硅等人工晶片的表面粗糙度和平整度的要求越来越高%甚至要求获得纳米级加工精度的超光滑无损伤加工表面&双面抛光加工作为晶片超平滑表面加工最有效的技术手段之一%近年来受到了超精密加工研究领域和光电子材料生产加工企业的广泛关注与重视n +#n ,&双面抛光加工是工件随行星轮做行星式转动的同时%上下表面由上下抛光盘施加压力%依靠抛光液中微小磨粒的划擦作用而微细去除表面材料的一种精密加工方法n +U n ,&传统的双面抛光机由于机床结构和控制系统的不完善%使加工的晶片平整度差%加工效率低%达不到光电子材料晶片苛刻的加工精度和表面质量要求%因此需要改进传统的研磨抛光设备%研制具有高加工精度的超精密双面抛光机以满足要求&本文在分析传统双面抛光机存在问题的基础上%从实现高精度的超精密双面抛光机要求出发%着重在机床结构方面提出了双面抛光机的优化措施&6传统双面抛光机存在的问题国内传统的双面抛光机结构一般采用单电动机或双电动机通过齿轮传动使上下抛光盘$中心轮及齿圈运动%如图#&这类抛光机的共同缺点是(这种运动传递方式下抛光盘和工件分别只得到两种或三种速比%难以通过运动参数的调节改善工件运动轨迹的分布来提高加工精度’多级齿轮传动降低主轴系统的回转精度’抛光盘工作转速较低%主轴转速一般为%$fZ$>W F ;-%加工效率低’控制系统不完善%只能简单地手动控制或半自动控制%不能精密控制加载过程’铸铁结构床身%单立柱结构%刚性相对较差%加工精度达不到晶片的加工要求&7实现超精密抛光的设备条件精密加工机床本身应具有高的精度$刚度$稳定性!浙江省自然科学基金"MV$&$%!#$浙江省科技厅重点项目"U$$%)U#$$^#$舟山市科技局项目"$V##%#!VV "!及自动化的性能n +U n ,&因此为获得纳米级精度的超光滑无损伤加工表面%超精密双面抛光机对其本身的精度及系统的性能要求也非常高&总结国外的高精度双面抛光机设备%优化设计后的机床应具有以下性能("##高的运动精度和稳定性’"U #有可控的工件运动轨迹%柔性启动$停止’"&#能精密控制加载过程’"%#具有自动化微机控制系统’"V #实现抛光盘的超精密平面修整&为使超精密双面抛光机具有以上性能%同时考虑传统双面抛光机存在的问题%从机床结构方面提出了如下的实现方案("##采用四个变频电动机分别拖动上下抛光盘$太阳轮$内齿圈%无级调速%软启动$软停止%使加工平稳可靠%冲击小’"U #采用超精密液体静压轴承的回转主轴系统及缩短传动链%提高机床的运动精度’"&#采用球头轴承浮动连接及数字阀控制气动伺服加载系统的上盘结构%保证加载均匀并精密控制加载过程’"%#改进抛光盘的修整方法%提高加工精度’"V #采用花岗岩工作台面及封闭式龙门箱形的主体式结构%提高机床的刚度及稳定性%改善机床工作环境&按此方案改进后的机床结构简图如图U 所示&8超精密双面抛光机设计中采用的优化措施8O 6采用四变频电动机独立驱动主轴组件由于超精密双面抛光机要求达到的加工精度高%要求主轴组件转动平稳$无冲击$刚度好$轴向间隙及径向跳动小%同时为调整运动参数%扩大机床的加工范围%主轴系统应具有变速功能&传统研抛机采用单W 双电动机带动%通过齿轮传动系统实现上下抛光盘$太阳轮$内齿圈的转动&上下抛光盘与行星轮只有两种或三种转速比%限制了双面抛光加工运动轨迹的变化%缺乏对速度的精确控制’且转速低%抛光盘转速一般#V f Z$>W F ;-%中心轮及齿圈转速一般U f U$>W F ;-%使工件加工效率低&针对以上缺点%采用四个电动机分别拖动上下抛盘$太阳轮$内齿圈%使它们具有独立的运动%设备具有可控的运动轨迹&中心轮$上下抛光盘最高转速为#V$>W F ;-%齿圈为^V >W F ;-&机床传动系统的传动链变为电动机0皮带0机床主轴%减少了主轴传动环节上齿轮对主轴平稳运转的影响&另外采用变频调速器来实现电动机在运转中的无级调速%通过调整变频调速器的参数实现加工过程软启动$软停止&采用超精密光栅测控技术%使各主轴抛光转速精度控制在u $e #>W 6以内%减小加工过程的冲击与振荡%保证加工过程与加工质量的稳定性&8O 7主轴采用超精密液体静压轴承主轴回转系统包括主轴支承及驱动%它不仅要求有很高的回转精度%而且要能保持原精度长期稳定&滚动支承由于误差环节多$精度不高%因此下抛光盘主轴改用了液体静压轴承支撑&液体静压轴承与传统双面抛光机普遍采用的滚动轴承相比%运动精度可以提高一个数量级%从几个微米提高至零点几个微米%并提高机床运动的平稳性%减小振动&大端面静压轴承保证了具有较高的承载能力和刚度%液压油采用精密温控油箱控温%保证机床长时间在恒温的环境中工作&8O 8上盘采用球头轴承浮动连接如图U 所示%如果气缸活塞杆与上抛光盘采用刚性连接%则要求上下抛光盘两个加工表面必须有很高的平行度%而且气缸活塞杆中心与带动上抛光盘运转!VZ "!的轴心要求有很高的同轴度%给机床的制造和安装带来许多困难&一旦制造或安装中产生误差%就会引起上抛光盘产生倾斜%最终使上下抛光盘不能很好地贴合%甚至上下抛光盘产生错盘现象%使工件受力不均%产生较大的尺寸误差及平面度误差&同时考虑上抛光盘工作时不仅要加载荷而且需要高速转动%一般的浮动接头结构达不到要求&因此%上抛光盘与气缸活塞杆采用球弧面的球轴承浮动连接%以吸收活塞杆和负载的偏心或不平行对活塞杆产生的偏心负载和横向负载%并允许上抛光盘!$2$1方向在u &s 以内的摆动&上抛光盘运转轴心可作微量偏心滑移%使上下抛光盘能很好地贴合%保证抛光盘上的受力均匀及工件两个面的平行度&8O 9上盘采用数字阀控制气动伺服加载系统上抛光盘结构特别%非接触抛光时%要将上抛光盘相对工件"在下抛光盘上#浮起数微米’而在接触抛光时要对上抛光盘加载%最大载荷要达#_1以上’停止抛光时%则又要将上抛光盘抬起一定高度&为实现该功能%上抛光盘采用静压气缸加载&同时为保证抛光时的压力调整要求%采用静压活塞&径向精度由气缸缸筒内表面保证%轴向精度由气缸下端面的精度来保证%调试以后使上抛光盘达到很高的径向定位精度和轴向定位精度&通过控制工件所受的加工压力来控制材料的去除%最终达到弱力乃至微力加工%是提高超光滑表面加工质量的重要途径之一&由于传统的减压阀控制的气动加载系统控制特性较差%不能精密地控制抛光压力%改用如图&所示的双面抛光机气动伺服加载系统&该系统由低摩擦双作用气缸$拉压两用D 型载荷传感器$气动数字伺服阀$数字阀控制器$0W3$3W 0$工控机$信号转换器等环节组成&由于采用了新型气压直接数字驱动技术%利用载荷传感器与高精密的气动控制系统联合实现压力闭环反馈控制%能精确控制抛光载荷&8O ;抛光盘的超精密研抛修整为了保证在加工过程中抛光盘具有较好的刚性%同时具有较好的抛光液吸附效果%选用不锈钢材料制作的抛光盘粘贴聚氨脂的类弹性抛光盘%保证抛光液分布均匀%达到稳定抛光效果&加工过程中%由于行星轮作自转运动的上$下抛光盘上%内外缘形成不同的相对抛光速度而引起抛光盘伞状变形&图%为加工过程中行星轮转向与表面变形的关系&如果行星轮转向与抛光盘相同"顺向模式#%晶片上表面与上抛光盘外缘相对速度较小%而与下抛光盘的相对速度较大%因此上抛光垫表面材料去除较少%下抛光垫表面材料去除较多%形成中心凸起的)顺向模式*表面磨损变形’相反形成)逆向模式*的表面磨损变形&由于是采用聚氨脂抛光垫%不宜采用传统抛光盘磨削或精车方式进行修整&改用竹制行星轮定期进行反向抛光研修或采用在加工过程中周期变向补偿等工艺方法%来减小或避免这一原因造成的加工表面变形&图V 为优化机床采用的抛光加工工艺%在粗抛阶段可调速改变行星轮的转向%实现正反转要求%行星轮转速与变向周期取决于晶片表面材料去除状态变化&8O <花岗岩工作台面及封闭式龙门箱形的主体结构为保证工件的平面度%抛光盘除了自身的平面度要保证外%抛光盘相对床身的工作台面的平行度也要保证&而抛光盘及与之相连的主轴组件都放在工作台面上%所以工作台面要求保持高的平面精度稳定性%否!V^"!则工作台面变形会使得下抛光盘倾斜%最终使上下抛光盘不能很好地贴合%工件受力不均%产生较大的尺寸误差及平面度误差&必须采用尺寸稳定性好的材料作为工作台面的材料&花岗石比铸铁长期尺寸稳定性好%热膨胀系数低%对振动的衰减能力强%硬度高%耐磨且不生锈&因此改原来的铸铁床身为花岗石工作台面的床身%使机床具有较高的精度保持性&考虑到超精密加工中外界微小的变化对加工质量有较大的影响%同时在高速抛光加工时抛光液会由于离心作用而向外甩%所以改开式为封闭式的外壳罩来保证较洁净的加工环境’同时为提高机床的刚度%改单立柱结构为龙门式主体结构&9机床主要参数与实验结果9O 6机床主要参数改进设计后的MD B UZK )型精密双面抛光机的主要参数如下(上下抛光盘尺寸分别为(,&[$F Fh UV F F $,#%$F Fh UV F F上下抛光盘转速($f#V$>W F ;-加工工件(%英寸晶片%每盘V 片最小抛光厚度($O&F F 加工表面精度(0=j #-F %?80j U -F 加工效率(V -F W *9O 7工艺试验在该机床上采用图V 所示的抛光加工工艺对%英寸"厚度$OV F F #单晶硅片进行了初步的工艺试验%获得了表面粗糙度值为$eV&&-F $平面度小于u Ue V[$"$k $e Z&-F #的高精度硅晶片抛光表面%实现了硅片超光滑表面的加工&;结语针对传统双面抛光机存在的缺陷%通过对机床传动系统$主轴支撑结构$上抛光盘加载系统$抛光盘修正$床身等结构优化设计%提高了机床的精度$刚度$稳定性及自动化的性能&研制开发的MD B UZK )型超精密双面抛光机具有先进的机械结构%可实现蓝宝石$单晶硅等光电子材料晶片的高效率$超光滑表面加工&达到国外同类双面抛光机的纳米级加工水平%可替代昂贵的进口设备&参考文献#袁哲俊%王先逵O 精密与超精密加工技术O 北京(机械工业出版社%U$$[OU 袁巨龙O 功能陶瓷的超精密加工技术O 哈尔滨(哈尔滨工业大学出版社%U$$$O&钱宁%阮健%李伟O 双面抛光机气动伺服加载系统分析O 机床与液压%U$$Z "[#(^U f ^%%2O c O ’+%c O 3O ’+%H *737J 7=4GF 7-<4A <*7Q >7@;6734+N=7D;C7C Q 4=P ;6*;-5M ,@*;-7O ]7E (-5;-77>;-5M ,<7>;,=6%U$$Z (&^V B &^!第一作者#胡晓珍$女$#!^#年生$硕士$讲师$研究方向#精密工程及先进制造技术%!编辑徐洁兰""""收稿日期(U$$[B #U B $%#""文章编号!!&#%如果您想发表对本文的看法"请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#!上接第V&页"稳定悬浮时%其位移传感器输出波动最大为#&[Fb %则磁轴承最大位移波动为#^-F %磁轴承稳定性比较好%位移波动为#$-F 左右&9结语通过以上分析可知%采用数字控制器模拟化设计方法对基于Q93控制的磁悬浮轴承系统数字控制器进行了设计和实现%对控制系统的改进Q93算法采用双线性变换法离散%以及采用模块化设计程序的设计%实现了转子的正常悬浮&实践证明%这种数字控制器模拟化设计方法能设计出数字控制器以满足磁悬浮轴承系统的要求%能较快的对系统参数进行调试%提高工作效率’经过调试和试验%实现了初步目标000转子的稳定悬浮%为下一步的控制策略研究开发和使用提供了软件和硬件基础&参考文献#D@*S 7;<Y 7>2%K =7+=7>’%H >,T =7>0O 0@<;J 7F ,5-7<;@N7,>;-560N,6;@6%G>4G7><;76,-C ,GG=;@,<;4-4A,@<;J 7F ,5-7<;@N7,>;-56ODS ;<Y 7>=,-C ((H ’%#!!%U 8,>64--7+>?O 376;5-,-C @4-<>4=4A ,@<;J 7F ,5-7<;@N7,>;-56E 6<7F 6A 4>*;5*6G77C >4<,<;4-(n +Q *O 3O 3;667><,<;4-n ,O \+>;@*((H ’%#!!$&伊扎尔曼?O 著%王振准%赵鉴超译O 数字调节系统O 北京(机械工业出版%# alt="&O%戚雅各O 关于数字控制系统采样周期的分析和选择O 电气传动%#![^"V #V叶宁%汪晓来O 双线性变换的递推算法O 控制理论与应用%#![V "&#第一作者#王彦涛$男$#![%年生$在读硕士$研究方向是主动磁悬浮轴承的控制方法与实现%!编辑李静""""收稿日期(U$$[―$^―$^#""文章编号!!&#&如果您想发表对本文的看法"请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置#。
双面研磨抛光机的设计
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湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题目:硬脆质材料双面/研磨抛光机的设计____专业:机械设计制造及其自动化_________学号: 2010963032__________________ 姓名:王林森______ 指导教师:周后明____________________完成日期: 5月20___________________湘潭大学兴湘学院毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目:硬脆材料双面研磨抛光机的设计学号:2010963032 姓名:王林森专业:机械设计制造及其自动化指导教师:周后明系主任:刘柏希一、主要内容及基本要求研磨抛光是硬脆材料获得光滑和超光滑高表面质量的重要加工方法。
本设计为硬脆材料双面研磨抛光机的设计,其主要技术指标与要求如下:1、研磨盘的直径:250mm;2、工件研具相对速度:5~500m/min,连续可调;3、运动形式:上研磨盘固定,下研磨盘与太阳齿轮、内齿轮转动4、整机形式:立式,要求构造简单、成本低设计要求:1、完成硬脆材料双面研磨抛光机的方案设计和选型论证2、硬脆材料双面研磨抛光机的结构设计,绘制部件装配图和主要零件图,图纸总量折合成A0,不少于2张3、撰写设计说明书,关键零件应进行强度和刚度计算,说明书字数不少于1~5万4、完成资料查阅和3000字的文献翻译二、重点研究的问题硬脆材料双面研磨抛光机的结构设计及相关强度校核。
三、进度安排四、应收集的资料及主要参考文献1、机械设计手册2、机械传动设计手册3、于思远,林彬. 工程陶瓷材料的加工技术及其应用[M] . 北京:机械工业出版社,2008.4、袁哲俊,王先逵. 精密和超精密加工技术-第2版[M]. 北京:机械工业出版社,2007.5、袁巨龙. 功能陶瓷的超精密加工技术[M]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,20006、王先逵. 精密加工技术实用手册[M]. 北京:机械工业出版社,20077、相关网络资信湘潭大学兴湘学院毕业论文(设计)评阅表学号2010963032 姓名王林森专业机械设计制造及其自动化毕业论文(设计)题目:脆硬质材料双面/研磨抛光机的设计湘潭大学兴湘学院毕业论文(设计)鉴定意见学号:2010963032 姓名:王林森专业:机械设计制造及其自动化毕业论文(设计说明书)30 页图表 5 张目录摘要 (2)第一章绪论 (4)1.1脆硬材料的一些简介 (4)1.2国内外研磨和抛光的历史及其发展现状 (4)第二章工作原理及基本要求 (6)2.1抛光机理 (6)2.2双面研磨机的工作原理 (6)2.3双面研磨机的主要特点 (7)2.4本次设计的主要方向 (8)第三章研磨与抛光的主要工艺因素 (9)3.1工艺因素及其选择原则 (9)3.2研磨盘和抛光盘 (10)3.3平面研磨使用的研具 (13)3.4磨粒 (13)3.5加工液 (13)3.6工艺参数 (13)第四章结构设计及相关强度校核 (14)4.1工件保持架的选择 (14)4.2小齿轮的选择 (15)4.3内齿圈的选择 (15)4.4保持架、内齿圈、小齿轮组成的轮系中各齿轮运动速度的确定 (16)4.5其他齿轮的选择 (17)4.5.1齿轮1的选择 (17)4.5.2齿轮2的选择 (17)4.5.3齿轮3和齿轮4的确定 (18)4.6轴承的选择及其参数 (19)4.7电动机的选择 (20)4.8轴的设计及强度校核计算 (21)总结 (23)参考文献 (24)附录 (25)硬脆材料双面研磨/抛光机的设计摘要:双面平面研磨是在传统研磨机构的基础上,通过改变研磨平面的数目从而来提高研磨精度和效率的一种研磨方式。
2MM8470型精密双面研磨机的研制
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探头 式测量仪 ,配备尺 寸测量控制 器 ,实现 了工件
的在线 自动测量 ,省去 了人 工手动测 量工件 的麻烦 。
控制仪 调整简单 ,只需调 整 CPH、CPL值 即可 。专
用 的卡头可 以方 便快捷 的调整测量 头 的位 置 。
另一方面 ,设计 了半 自动上下 料工作 台 ,上下
料 时,只需 点动 中心轮旋 转相应 的角度 ,推 入行星
2008年 第 4期 (总 第 176期 )
2MM8470型精密双面研磨机的研制
穆 雪健 路玮琳 孔 艳
河南新机股份 有 限公 司 (4 5 300 3)
摘 要 介 绍 了双 面 研磨 机 应 用 于 制冷 压 缩 机 、油 泵 油 嘴等 零 件 一整 形精 加 工 的 良好前 景 ,分 析 了 国 内一 些 研 磨 机 存在 的不 足 。详 细 地 介绍 了 2MM8470型 精 密双 面 研 磨机 的结 构 特 点 、主 要 技 术参 数 、控 制 方 法 以及 先 进 的 设 计理念和技术。通过对批量多品种零件的试磨得出结论,该研 磨机工作精度和生产效率满足 了高效、高精度研磨 零件 的市场 需求 。 关键 词 机 床 精 密 研磨 机
目前 ,国 内双端 面研磨机 ,作 为轴 承套 圈、柱 塞 、阀片等 零件研磨 的关键设 备 ,其结 构 、性 能、 工作精度 基本能满 足用户要求 ,但 由于没有 自动测 量系统和 自动上下 料装置 ,在 加工效率 方面难 以适 应市场要 求 。
2MM8470型 高精密双 面研 磨机 的总体 设计 思 路是 以 MB4363B 双盘研磨机 为基础 ,充分借 鉴 国 内外 同类 设备 的先进技术及 结构 ,采 用 CBN 砂 轮 研磨 ,气 动控制 ,数字化尺 寸控制系 统 ,对加 工工 件 实现在 线测量 ,半 自动 上下料 ,触摸屏 控制 界面 , 配置恒温 冷却过 滤系统 ,实现 手动或 自动循环操 作 。
双面研磨抛光机的设计

双面研磨抛光机的设计1.设备结构:双面研磨抛光机的主要结构包括底座、主轴、砂轮、电动机、传动系统、控制系统等部分。
底座作为整个设备的基础部分,能够提供稳定的支撑。
主轴安装在底座上,用于固定砂轮和传递动力。
电动机通过传动系统将动力传递给主轴,驱动砂轮进行加工。
控制系统用于控制电动机的启停、转速和加工时间等参数。
2.砂轮选择:砂轮是双面研磨抛光机中至关重要的部分,其选择对加工效果有很大影响。
一般来说,对于金属材料可以选择金刚石砂轮,对于玻璃和陶瓷材料可以选择石英砂轮。
砂轮的粒度和硬度应根据加工材料的硬度和表面要求来选择。
3.电动机和传动系统:电动机是双面研磨抛光机的动力源,传动系统负责将动力传递给主轴。
电动机的功率应根据加工材料的硬度和加工表面的要求来确定。
传动系统应具备稳定的传动效果,以保证砂轮的正常运转。
4.控制系统:控制系统是双面研磨抛光机的智能化部分,用于控制设备的运行参数。
控制系统可以选择PLC控制或者微电脑控制,实现启停、转速调节和加工时间控制等功能。
通过控制系统,可以实现设备的自动化运行,提高生产效率。
5.安全保护:6.维护保养:总结:双面研磨抛光机是一种用于金属、玻璃、陶瓷等材料的表面加工设备。
其主要组成部分包括底座、主轴、砂轮、电动机、传动系统和控制系统等。
在设计过程中,应注意选择合适的砂轮、电动机功率和传动系统,配备安全保护装置,并进行定期的维护保养。
通过合理的设计和使用,双面研磨抛光机能够提高加工效率和质量,满足不同材料的加工需求。
UNIPOL-160D双面研磨抛光机说明书

双面研磨抛光机说明书
UNIPOL-160D
天津品创科技发展有限公司
产品简介
UNIPOL-160D双面研磨抛光机主要用于石英晶片、蓝宝石、陶瓷、玻璃、金属等片状材料的精密双面研磨抛光。
本机采用涡轮蜗杆减速机为传动机构,通过齿轮组实现上、中、下三轴不同速度、不同方向的转动,使上、下研磨抛光盘和中间太阳轮产生速度差以及相对运动,而样件置于太阳轮驱动的载样齿轮内孔中,从而对其进行双面研磨抛光。
主要特点
1、转速采用手动调整变频器频率的控制方式。
2、可同时对4片最大尺寸为Φ2"的基片进行双面研磨抛光。
3、可进行薄片的双面减薄。
4、是双面研磨抛光Si、Ge、氧化物单晶基片的理想工具。
技术参数
传真:************。
高精度双面同步研磨抛光机的研究

高精度双面同步研磨抛光机的研究高精度双面同步研磨抛光机的研究一、项目目的意义1.项目提出背景与意义(1)项目背景近些年伴随着产品大环境的改变、经济一体化进程的提升对产品性能的要求日益苛刻。
高精密加工产业也是不断地提高自身设备的加工精度,双面抛光技术作为晶片超光滑表面加工的最有效手段,不但对器件的加工精度要求越来越高,而且对于制作器件原材料的加工要求也在提高,而且对于制作器件原材料的加工要求也在提高。
例如作为晶片振荡片的石英晶片,对其振荡频率影响极其明显的便是晶片的厚度;光电行业中蓝宝石晶片经常被用作衬底片,晶片的厚度越小散热越快,器件的性能发挥也就越好;与此同时表面粗糙度的减小;也在同体积情况下集成度越高,性能随之越好;加工工件的厚度越小也就是变得越薄,对于原材料的消耗也在减少,极大地提高材料的利用率从而降低产品的生产成本,加大了企业的利润和市场的竞争力。
所以精密磨削加工技术,己经成为现代机械制造业最重要的发展方向之一。
在提高产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用;石英晶体、石墨、蓝宝石、光学水晶、玻璃等非金属材料的平面研磨和抛光,由于要求精度高,需使用研磨抛光机对其进行研磨抛光。
传统的抛光研磨机采用行星传动结构,与游星轮啮合的太阳轮和齿圈均采用销齿,降低了材料成本,便于维护,但是实际生产时,销齿比游星轮齿轮要高出许多,在传动时,与游星轮接触的销齿下端磨损快,上端磨损较少,导致磨损不均匀,影响传动的效果,进而影响了加工的精度,和零件的使用寿命。
并且,在研磨时会产生大量的热,如果温控不合格,会直接影响加工精度。
(2)项目意义飞速发展的光电子信息产业不断带动着像硅晶片、蓝宝石晶片等一系列人工晶片,人工晶片表面平整度和表面粗糙度也朝着高精度、高质量的方向发展。
然而晶片的表面平整度和粗糙度等表面质量的好坏取决于超精密加工的好坏,即研磨和抛光所达到最小表面粗糙度。
因此如何有效的获得晶片的超平滑无损伤表面己经成为研磨和抛光加工技术的主要研究方向。
双面研磨抛光机结构设计及磨削轨迹研究

万方数据
哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《双面研磨/抛光机结构设计及磨 削轨迹研究》 ,是本人在导师指导下,在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进 行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发 表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体,均已在文中以 明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名: 董 瑞 日期: 2016 年 03 月 28 日
- II -
万方数据
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文
mathematical model is set up, the trajectory simulation based on Matlab simulation analysis, adopting single factor choosing different factors: tooth lap ratio, polishing disk rotational speed, workpiece location for this research, it is concluded that the factors influence on grinding trajectory uniformity grinding track is the most complexly, the best uniformity of a set of process parameters. Finally, according to the theoretical analysis of orthogonal experiment analysis, selected from a set of optimum combination parameters , combined with the theoretical model to analyze the feasibility of the parameters, the feasibility of modeling and theoretical analysis is verified by experiment research. Analysis and conclusions of this paper, not only has practical value of doublesided grinding / polishing machine actual processing, and selecting operation and process parameters, but also provides a theoretical basis for future research. Keywords grinding; polishing; lightweight construction; modal analysis; grinding trajectory; process parameters
18B型超精密双面抛光机设计【文献综述】

文献综述机械设计制造及其自动化18B型超精密双面抛光机设计一、概述随着微电子技术和信息技术的快速发展, 各种光电子器件取得惊人的成果,它集成了现代机械、光学、计算机、电子、测量及材料等先进技术,已成为国家科学技术发展水平的重要标志。
同时,对作为光电子器件基片材料的蓝宝石、单晶硅等人工晶片的表面粗糙度和平整度的要求越来越高,有的甚至要求获得纳米级的加工精度的超光滑无损伤加工表面,并且制造大规模集成电路的硅片、水晶振子基片等元件基片的最终加工均采用超精密平面抛光, 要求有极高的平面度, 两端面严格平行且无晶向误差。
因此如何高效地获得光电子晶片超平滑无损伤表面已成为超精密抛光加工技术的研究热点。
由于双面抛光加工作为晶片超平滑表面加工最有效的技术手段之一,自然而然的在近年来受到了超精密加工研究领域和光电子材料生产加工企业的广泛关注与重视。
二、已有文献综述及评价硅单晶材料发展动态[1](邓志杰,2000)概述了现代特大规模集成电路对单晶片的质量要求、直拉硅单晶生长工艺及晶片加工技术研究进展和硅单晶材料市场现状及发展趋势.硅单晶作为现代信息社会的关键性支撑材料已有半个世纪的发展历史。
为了满足现代盐碱规模集成电路(UISI)对单晶材料越来越严格的要求,单晶硅在水断增大直径的同时,对生长工艺和晶片加工进行了深入的研究,并不断取得新进展。
MS 6BC 型精密双面抛光机的研制[2](张璟, 胡刚翔,马树林1,李伟,叶怀储,2008)从研磨加工现状及传统研磨的缺点中探讨新的研磨技术,这时固着磨料高速研磨技术应运而生。
但固着磨料研磨也存在一个新问题,就是磨具在研磨中会出现磨损,这就导致了磨具面形精度下降,以致被加工件面形精度下降,这就要求人们要经常地及时地修整磨具。
固着磨料研磨所用的磨具表面上固结着极为耐磨的磨料,这使磨具修整十分困难,因此限制了固着磨料研磨的广泛应用[2]。
同时,浮动研磨也给解决磨具磨损问题带来很多困难。
晶片双面精密研磨机设计

晶片双面精密研磨机设计摘要:本研磨机是一台是能够对4英寸的晶片进行双面精密研磨的机器,所加工的晶片是光电子领域使用的人工晶体基片(如蓝宝石、水晶、硅、碳化硅等)。
设计的主要任务是进行晶片双面精密研磨机的总体设计、传动系统设计和加载系统设计。
加载方式采用气缸加载,加载压力的变化过程呈斜线式上升。
在开始和结束时压力都要尽量减小,从而降低了上研磨盘的振动对工件造成的不良影响。
为了使研磨过程中晶片运动轨迹复杂化,晶片放在保持架内,保持架成为由中心齿轮和齿圈所构成的差动轮系中的行星齿轮。
使晶片的运动是行星运动和自转运动的合成运动。
通过改变中心轴和空心轴的运动参数,即可获得不同的行星轮的运动轨迹。
为使晶片研磨有较高的研磨效率,研磨盘表面加工有深3mm的十字形槽。
此外,根据研磨机的工作原理,设计了它的控制系统。
将气动控制系统与电气控制系统联合控制,实现了研磨压力的精确控制,且工作效率高,安全可靠。
通过研究双面研磨的加工机理,分析了双面研磨的运动过程,并运用计算机模拟了研磨运动轨迹,使研磨运动轨迹能达到研磨痕迹均匀并且不重叠。
因此,加工后的晶体有很高的平面度,且两端面有较高的平行度。
关键词:双面研磨;研磨机设计;晶片;计算机仿真本设计来自:完美毕业设计网登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计客服QQ:8191040The Design of Double-Side Wafer PrecisionLapping MachineAbstract: The lapping machine is a double-side precision lapping machine, which is able to double-sided lapping 4 inches of wafers. The processing wafers are artificial crystal substrates, which are used in the area of photoelectron, such as sapphire, quartz, silicon, silicon carbide and other artificial crystal.The major task of this design is to achieve the overall design, the transmission system design and the loading system design for double-side wafer precision lapping machine. Loading mode used air cylinder to load. The change of the loading pressure’s process was rose as oblique line expression. At the beginning and the end, the loading pressure must be minimized. Thereby, the vibration on the lapping plate will be reduced. And the impact on the work piece will be reduced. To realize the wafer’s complicated movement tracks, wafers are put on the cage inside. Cage becomes the planetary gear, which consists of the center gear and ring gear that constitute the differential gear train. So the movement of wafer is consisted of planetary motion and spin motion. As long as changing the motion parameters of the center axis and the hollow axis, the different movement tracks of the cage will appear. To enable wafers have a high lapping efficiency, there are cruciform grooves which deep are 3mm on the surface of the lapping plate.Further, the control system have been designed based on the operational principle of the lapping machine. By combination of the pneumatic control system and the electronic control system, the precisely control for pressure is realized. So the lapping machine is high in working efficiency and working on the safe side.Through study the processing mechanism and the motion process of double-side lapping, the lapping movement tracks are simulated by computer. So lapping movement tracks can achieve uniformity and are not the same. Therefore, the processed crystal has a high degree of planar and parallel on the two sides.Key words: Double-side lapping; Lapping Machine; Wafer; Computer Simulation目 录1 前言··································································································································· 42 晶片双面精密研磨机的总体设计··················································································· 6 2.1 制定晶片双面精密研磨机的工艺分析········································································ 6 2.1.1 单面研磨方式············································································································· 6 2.1.2 双面研磨方式············································································································· 6 2.1.3 晶片双面精密研磨机的工艺分析············································································· 7 2.2确定晶片双面精密研磨机的总体结构方案································································· 7 3 晶片双面精密研磨机的传动系统设计··········································································· 8 3.1 传动系统的选择············································································································ 8 3.2 传动系统零件设计········································································································ 8 3.2.1 电动机的选择············································································································· 8 3.2.2 带传动的设计计算····································································································· 9 3.2.3 减速器的选择··········································································· 错误!未定义书签。
高精度大尺寸硅晶片的双面研磨抛光机改进设计

文章 编 号: 08 80 (000 — 5 6 0 10 —3 X2 1)6 0 8— 5
高精度大 尺寸硅 晶片的双面研磨抛光机 改进设计
陈 毓 1 胡 晓珍 1 李 , , 伟2
30 1) 10 4 (. 1 浙江海洋学院机电工程学 院 , 浙江舟山 3 6 0 ; . 104 2 浙江工业大学机械工程学院 , 浙江杭州
中图分类号: G 8 . 2 T 5 1 T 5 06 ;G 9 9 文献标识码 : A
・
Up r dn eino g — rc inD u l Sd dGr dn n g a igD s f g Hih P ei 0 o be ie i iga d s - n
P l h n a h n o r e S z i c n W a e o i i g M c i e f rLa g - i e S l o s i fr
第2 9卷 第 6 期
21年 1 月 00 1
浙江海洋学院学报( 然科 学版) 自
Jun l f hj n ca nvr t( a rl c n e o ra o ei gO e nU ies yN t a i c) Z a i u Se
V0 .9 N . 1 o6 2 No . 0 0 v, 1 2
CHEN Yu ,HU a — h n ,L e Xi o z e IW i
( . co l f lc o eh ncl n ier go hj n ca nvri , hu hn 3 0 ; 1 S h o o et m c a i gn e n f ei gO e nU i sy Z o sa 0 4 E r aE i Z a e t 1 6
1070型自动精密双面研磨机的结构设计

研磨机的修盘是用修正轮进行 ,这种修盘方式存在 3个方面的不足 ,一是寻找最佳修盘参数难 ;二是 修盘工序 自动化程度低 ,劳动强度大 ;三是不便于
1一内齿圈 2一下磨盘
适应新 的研磨工艺需求 。于是我们通过大量 的理论 分 析 和 结 构 论 证 ,研 制 了这 款 1070型 自动 精 密 双 面 研磨 机 。
第4期理_ 壁
201 6g-
I_百u 家i仑u 坛
1070型 自动精密双面研磨机的结构设计
吴晓英 ,王安全 ,曾旭东 (云南飞隆劳 尔设备有 限公 司 。云南 昆明 6501 14)
摘 要 : 传统双面研磨机修 盘方式存在 三方面不足 ,一是 寻找最佳修盘 参数难 ,二是修 盘 自动化程度低 ,三是不
如 图 2,传统双 面研 磨机主要 由底座部分 、内 的工 艺方 法 ,并 逐渐 在 蓝宝 石 加工 行业 中得到 应用 。 齿 圈传动机构 、下磨盘传动机构 、太 阳轮传动机构 、 这种 工艺 方 法 的修 盘不 仅要 修 盘端 面 而且 要在 盘 面 上磨 盘传动机构 、横梁部分 (横梁有龙门式和悬臂 上车削深度为 lmm左右的螺旋槽 ,传统结构的双面 式 )及施压气缸组成 。内齿 圈传动机构 、下磨盘传 研磨机是不具备在本机上 自动完成此车削功能的。
6丛 廷』1 I 1 55
百家论坛 I 云20南16币斗技管理 - if"第4期
2传统 双面研磨机
这种 研 磨 机 的结 构 原理 决 定 了它 的修 盘 工 作 只
2.1传 统 双面研 磨机 的结 构组 成
能用修正轮修正 (或者另配外置车刀架完成 ,这不 是 本 文 的讨论 范 围 )。这 种修 盘方 式有 以下几 方 面 的
MS-6BC型精密双面抛光机的研制

控制, 电气控 制系 统见 图 3 。由 图 3可知 , 种数 据 各 如 抛光 盘压力 检测 和抛光 盘位 置检 测数据 等送 人工
控机 , 后 由工 控机 进行 数据处 理 , 然 通过数 字 阀驱动
力; 电气 控 制 系 统 能控 制 气 缸 的 加 载 动 作 过 程 和
1 .载 荷 传 感 器 3 . 变 频 电 机 的 转 速 。 双 面 .气 缸 2 控制 器 4 .储 气 罐 5 .变 速 抛光 加工 设 备见 图 1 。双 电机 6 .同 步 带 7 .立 柱 8 .
生 产企业 , 多数工 厂 只 能 完成 研 磨 加工 及 少 量 产 但
反 , 而 降 低 工 从
件 的 负 荷 。抛 光
品的单 面抛光加 工 , 尚存在工 件加 工表 面平 整度差 ,
加 工效率低 等诸 多 问题 , 这一 现 象 严 重制 约 着 生 产 企 业 的发 展 。国际上 只有美 国、 日本 、 国等 少数 工 英
Ms B 一6 C型精 密双 面抛光机 具 有加 工精度 高 , 制性 能好 的特 点 , 用 于蓝 宝石 、 晶硅 等人 工 晶片 的超 控 适 单
蝻 密 加 I o
关键 词 : 双面抛 光 ; 电子材料 ; 光 滑表 面 光 超
中 图 分 类 号 : Q 7 . T 11 6 文献标 志码 : B
摘
要 : 电子信 息产 业 的快速发 展 , 求 蓝 宝石 、 晶硅 等材 料 高效 率 、 光 滑表 面加 工 , 密双 面 光 要 单 超 精
抛 光加 工是得 到这 些材料超 光 滑表 面的主要 加 工方 法之 一 。本 文介 绍 了新研 制 的 Ms B 一6 C型精 密双 面
抛 光机 , 绍 了其 结构及其 特 点 , 介 并论 述 了双 面抛 光 加 工的 主要 工 艺 因素 和过 程 。 最后 通 过试 验 验 证 了
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晶片双面精密研磨机设计摘要:本研磨机是一台是能够对4英寸的晶片进行双面精密研磨的机器,所加工的晶片是光电子领域使用的人工晶体基片(如蓝宝石、水晶、硅、碳化硅等)。
设计的主要任务是进行晶片双面精密研磨机的总体设计、传动系统设计和加载系统设计。
加载方式采用气缸加载,加载压力的变化过程呈斜线式上升。
在开始和结束时压力都要尽量减小,从而降低了上研磨盘的振动对工件造成的不良影响。
为了使研磨过程中晶片运动轨迹复杂化,晶片放在保持架内,保持架成为由中心齿轮和齿圈所构成的差动轮系中的行星齿轮。
使晶片的运动是行星运动和自转运动的合成运动。
通过改变中心轴和空心轴的运动参数,即可获得不同的行星轮的运动轨迹。
为使晶片研磨有较高的研磨效率,研磨盘表面加工有深3mm的十字形槽。
此外,根据研磨机的工作原理,设计了它的控制系统。
将气动控制系统与电气控制系统联合控制,实现了研磨压力的精确控制,且工作效率高,安全可靠。
通过研究双面研磨的加工机理,分析了双面研磨的运动过程,并运用计算机模拟了研磨运动轨迹,使研磨运动轨迹能达到研磨痕迹均匀并且不重叠。
因此,加工后的晶体有很高的平面度,且两端面有较高的平行度。
关键词:双面研磨;研磨机设计;晶片;计算机仿真本设计来自:完美毕业设计网登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计客服QQ:8191040The Design of Double-Side Wafer PrecisionLapping MachineAbstract: The lapping machine is a double-side precision lapping machine, which is able to double-sided lapping 4 inches of wafers. The processing wafers are artificial crystal substrates, which are used in the area of photoelectron, such as sapphire, quartz, silicon, silicon carbide and other artificial crystal.The major task of this design is to achieve the overall design, the transmission system design and the loading system design for double-side wafer precision lapping machine. Loading mode used air cylinder to load. The change of the loading pressure’s process was rose as oblique line expression. At the beginning and the end, the loading pressure must be minimized. Thereby, the vibration on the lapping plate will be reduced. And the impact on the work piece will be reduced. To realize the wafer’s complicated movement tracks, wafers are put on the cage inside. Cage becomes the planetary gear, which consists of the center gear and ring gear that constitute the differential gear train. So the movement of wafer is consisted of planetary motion and spin motion. As long as changing the motion parameters of the center axis and the hollow axis, the different movement tracks of the cage will appear. To enable wafers have a high lapping efficiency, there are cruciform grooves which deep are 3mm on the surface of the lapping plate.Further, the control system have been designed based on the operational principle of the lapping machine. By combination of the pneumatic control system and the electronic control system, the precisely control for pressure is realized. So the lapping machine is high in working efficiency and working on the safe side.Through study the processing mechanism and the motion process of double-side lapping, the lapping movement tracks are simulated by computer. So lapping movement tracks can achieve uniformity and are not the same. Therefore, the processed crystal has a high degree of planar and parallel on the two sides.Key words: Double-side lapping; Lapping Machine; Wafer; Computer Simulation目 录1 前言··································································································································· 42 晶片双面精密研磨机的总体设计··················································································· 6 2.1 制定晶片双面精密研磨机的工艺分析········································································ 6 2.1.1 单面研磨方式············································································································· 6 2.1.2 双面研磨方式············································································································· 6 2.1.3 晶片双面精密研磨机的工艺分析············································································· 7 2.2确定晶片双面精密研磨机的总体结构方案································································· 7 3 晶片双面精密研磨机的传动系统设计··········································································· 8 3.1 传动系统的选择············································································································ 8 3.2 传动系统零件设计········································································································ 8 3.2.1 电动机的选择············································································································· 8 3.2.2 带传动的设计计算····································································································· 9 3.2.3 减速器的选择··········································································· 错误!未定义书签。