行星式研磨抛光机的设备改造设计(1)

作者简介：董德明（１９６６年一）男，讲师，从事电气控制教学及研究工作。
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（上接第５８页） 从图４中可以看出，在相同的加工载荷下，改
机的改造后，对改造前后的抛光机性能进行实验
奉基金项目：福建省教育厅科技项目（编号：ＪＡ０９１８２）；福建省教育厅Ａ类科技项目（ＪＡ０９１８１）。
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刚度。 考虑到上研磨盘需要进行拆卸和清洗等工作，
高度值为９００ｒａｍ。而横梁考虑到要预留一定的操 作空间，长度为４６０ｍｍ。经过多次的反复的计算， 拟选用２０ａ号热轧普通槽钢来搭建龙门结构川。
闽南理工学院精密工程研究所原有ＬＺＭ．６Ｂ 型行星式单臂研磨抛光机购自浙江舟山绿洲光电 机械有限公司。行星式单臂研磨抛光机重心低、 性能稳定、结构紧凑、操作方便、安全可靠、噪 声低、无污染、损耗小，并且由于采用行星式运 动，球磨效率高、粒度细，因此常用于超精密研 磨抛光ｆｌ。】。然而该研磨抛光机在机械结构上还存 在一些不足：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等。从而降低了研磨 过程中加工的稳定性，当对陶瓷等材料进行加工 时，容易造成工件表面的划伤，甚至造成工件破 损。
6.袁哲俊;王先逵 精密和超精密加工技术 1999 7.王贵成 精密加工技术实用手册 2003
本文读者也读过(6条) 1. 钱宁.阮健.李伟.QIAN Ning.RUAN Jian.LI Wei 双面抛光机气动伺服加载系统分析[期刊论文]-机床与液压 2006(8) 2. 郑森伟.王伟.迟岩.李梅.刘伟 行星式研磨抛光机通用夹具设计[期刊论文]-机电技术2010,33(2) 3. 王军.孙军.吕玉山 晶片行星式研磨抛光机运动模拟的研究[期刊论文]-机械设计与制造2000(2) 4. 孟庆元 新型曲轴抛光机[期刊论文]-中国科技博览2010(9) 5. 胡晓珍.陈毓.李伟.HU Xiaozhen.CHEN Yu.LI Wei 新型恒速变向平动双面抛光机设计[期刊论文]-新技术新工艺 2009(5) 6. 王瑞芳.徐方.WANG RUIFANG.XU FANG 研磨抛光机器人运动控制器设计与研究[期刊论文]-微计算机信息 2007,23(26)
针对研磨抛光机悬臂结构左右晃动的情况， 设计将悬臂式结构改为龙门式结构的构建。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。具体构建方法如图３ 所示。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，以增加起
表１加工实验条件（不同载荷）
图４不同加工载荷下去除效率
星ｏ．２
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加工载荷（Ｋｐａ）
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图５不同加工载荷下表面粗糙度
（下转第８１页）
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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这样能在电路出现大电流的情况下，保护ＩＧＢＴ逆 变模块不被大电容的放电电流烧坏。
调心球轴承外围滚道呈球面，具有调心性能， 因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起 的轴心不正。它主要承受径向载荷，同时可承受 较小的轴向载荷。轴的轴向位移限制在游隙限度 内，具有自动调心性能，允许内、外围相对倾斜 不大的条件下正常工作，适用于支座座孔不能严 格保证同轴度的部件中。气缸顶柱的转速为 ６０ｒ／ｍｉｎ，要求的精度较高，所以应选用调心球轴 承，轴承的型号代码可定为“１”，顶柱直径①３５， 选择轴承的内径代码选择“０７”。根据查表选用代 码为１２０７的轴承崎１。
2.Tso P L;Wang Y Y;TsaiM J A study of carriermotion on a dual2face CMP machine 2001(116)
3.聂陶荪;冯浩 抛光机磨头主轴动力分析[期刊论文]-中国陶瓷工业 2000(03)
4.徐锦康 机械设计 1997
5.周志斌;肖沙里;周宴 现代超精密加工技术的概况及应用[期刊论文]-现代制造工程 2005(01)
引证文献(1条)
1.王伟.刘伟.迟岩.郑森伟 行星式研磨抛光机传动机构改造及试验[期刊论文]-机电技术 2011(2)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jdjs201001019.aspx
造前后抛光机的加工效率接近：加工效率均随着 研究，根据实验研究结果，可得以下结论：
加工载荷的增加而增加。从图５中可以看出，随着
（１）在相同的加工载荷下，抛光机在改造前
加工载荷的增加，改造前后抛光机对工件加工的
后的去除率差别不大，加工效率均随着加工
表面粗糙度都随之增大；在相同的加工载荷下，
载荷的增加而增加。
关键词：行星式研磨抛光机设备改造机械改造 中图分类号：ＴＧ５９１ ＴＧ５８０．６９２文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—４８０１（２０１０）０１—０５７—０３
引言
在研磨抛光过程中，由于工艺的稳定性不足， 当对陶瓷等硬脆难加工材料进行加工时，容易造 成工件表面的划伤，甚至造成工件破损。为此， 需要一种加载稳定均匀的抛光机，以改善抛光工 艺，进一步提高加工质量。
抛光机改造后所获得的表面粗糙度明显低于改造
（２）改造前后抛光机对工件加工的表面粗糙
前所获得的表面粗糙度。
度都随加工载荷的增加而增大，但改造后抛
４结语
光机对工件加工的表面粗糙度明显优于改造前 的。
针对研磨抛光机悬臂结构左右晃动，将悬臂
（３）行星式研磨抛光机的改造设计研究可以
式结构改为龙门式结构的构建。采用调心球轴承， 具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠
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行星式研磨抛光机的设备改造设计木
刘伟王伟李和仙王文武叶坤煌
（闽南理工学院精密工程研究所，福建石狮３６２７００）
摘要：本课题对原有ＬＺＭ．６Ｂ型行星式单臂研磨抛光机进行了某些方面的改造：采用封闭式龙门箱形的主体式 结构以提高机床的刚度及稳定性：改善机床工作环境采用球头轴承浮动连接，保证加载均匀。通过改造后抛光机性能 实验可以得到，在各种研磨工艺参数相同的情况下，抛光机在改造前后的去除率差别不大，但改造后抛光机对工件加 工的表面粗糙度明显优于改造前的。研究结果表明该设备的改造设计，可以较低的成本加工出高精密度的产品，极大 地满足了生产与科研的需要。
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
刘伟， 王伟， 李和仙， 王文武， 叶坤煌 闽南理工学院精密工程研究所,福建,石狮,362700
机电技术 MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY 2010,33(1) 1次
参考文献(7条)
1.吴宏基;曹利新;刘健 行星式平面研磨机研抛过程运动轨迹分析[期刊论文]-大连理工大学学报 2002(04)
本文针对已有的抛光机机型进行改造，使之 适应氧化锆、氧化铝等高硬度材料的研磨抛光。 因此，本课题利用已有技术实力，针对行星式单 臂研磨抛光机的缺点，对其进行设备改造，使之 满足对硬脆难加工材料进行超精密加工的精度要 求，改造后的设备见图１。
图１龙门式研磨抛光机
１ 行星式研磨抛光机的主体结构改造设计
原有购买的ＬＺＭ．６Ｂ的研磨抛光机上研磨盘 支座采用悬臂式结构。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，如图２。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。
３结语 本文对大功率谐振零电压过渡软开关变频
器的控制电路的功能、开关功率器件驱动电路和 谐振环节辅助开关等在使用中应注意的问题，进 行了较深入地讨论和分析，希望这种新型的变频 器，在实际应用中能发挥更大的作用。
参考文献： ［１］王清灵，龚幼民．现代矿井提升机电控系统［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９６． ［２］张一工，肖湘宁．现代电力电子技术原理与应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２００３． ［３］胡崇岳．现代交流调速技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５．
光机。 检测仪器：Ｍａｈｒ Ｐｅｒｔｈｏｍｃｔｅｒ Ｓ２表面粗糙度测
量仪，扫描长度选择５．６ｍｍ，采样点数１１２００，垂 直轮廓分辨率０．８ｎｍ；千分表；ＳＨＩＭＡＤＺＵ ＡＵＹ２２０分析天平。 ３．２抛光压力对材料去除率及表面粗糙度的影响
在不同的加工压力下进行加工实验，测量材 料去除率和加工表面粗糙度，对比改造前后的 ＬＺＭ．６Ｂ行星式研磨抛光机的加工性能。实验条件 如表ｌ所示，每１０ｍｉｎ观测一次数据，去除率对比 见图４，表面粗糙度对比见图５。
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１（１ １６）：１９４—２００． ［７］吴宏基，曹利新，刘健等．行星式平面研磨机研抛过程运动轨迹分析［Ｊ］．大连理工大学学报，２００２，４２（４）．
作者简介：刘伟（１９８２年一），男，硕士，助教。研究方向：超精密加工技术。
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行星式研磨抛光机的设备改造设计
３抛光机性能实验分析
在抛光加工过程中，不同的抛光参数对抛光加 工的影响不同，抛光机的性能测试主要是检验抛光 机在各种压力下的抛光质量，据资料分析，抛光质
量的好坏决定于抛光后试样表面的质型明ｌ。
３．１实验材料及仪器 实验材料：１０１面硅片，洛阳单晶硅厂生产。 实验仪器：改造前后的ＬＺＭ．６Ｂ行星式研磨抛
较低的成本加工出高精密度的产品，极大地 满足了生产与科研的需要。
曲或不同心引起的轴心不正。在行星式研磨抛光
参考文献： ［１］王贵成．精密加工技术实用手册［Ｍ］．武汉理工大学出版社，２００３． ［２］袁哲俊，王先逵．精密和超精密加工技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９９． ［３］周志斌，肖沙里，周宴等．现代超精密加工技术的概况及应用［Ｊ］．现代制造工程，２００５（ｉ）． ［４］徐锦康等．机械设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９７． Ｃ５］聂陶荪，冯浩．抛光机磨头主轴动力分析［Ｊ］．中国陶瓷工业，２０００，７（３）：１６—１８． ［６］Ｔｓｏ Ｐ Ｌ，Ｗａｎｇ Ｙ Ｙ。ＴｓａｉＭ Ｊ．Ａ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｃａｒｒｉｅｒｍｏｔｉｏｎ ｏｎ ａ ｄｕａｌ２ｆａｃｅ Ｃ御ｍａｃｈｉｎｅ【Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｌｌａｔｅｒｉａｌｓ
图２悬臂式结构悬臂梁的晃动示意图
图３龙门式主体结构
２行星式研磨抛光机的连接机构改造设计
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 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。