CN101249633A - 新型精密研磨抛光机 - Google Patents

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Abstract

一种新型精密研磨抛光机，包括设有研磨抛光材料的抛光盘、样品的固定调节装置，其特征在于：样品的固定调节装置包括底座、互相平行的导向柱及精密丝杠、平行于抛光盘的顶盘和中盘，其中精密丝杠经轴承垂直安装于顶盘和底座之间，导向柱与顶盘、底座垂直固定连接，中盘安装在顶盘和底座之间且位于抛光盘的上方，其通孔与导向柱间隙配合，其螺纹孔与精密丝杠配成螺栓螺母副，精密丝杠上端配装手柄；中盘上设有辐射状排列的导轨，滑动架沿着导轨滑动；载料块镶嵌在轴承中，轴承安放在滑动架中，二者为间隙配合；样品固定在载料块的底面；载料块内部为中空结构。本设备可以有效地防止样品磨偏，精确控制磨削量，材料耗费少而效率高。

Description

新型精密研磨抛光机
技术领域
本发明属于精密研磨抛光机设备，具体是一种用于半导体材料、陶瓷材料及金属材料样品的新型精密研磨抛光机。
背景技术
通常的金相试样抛光机结构中，电机带动磨盘旋转，转速较快，一般设有一个或几个固定转速，工作时需手持样品或载料块，在砂纸或者抛光布上进行研磨抛光。这种抛光机主要研磨金属或者陶瓷试样，结构简单，操作方便。由于人工手持样品，样品容易磨偏，磨削量也难于精确控制。国内现有的精密研磨抛光机，大多采用二到三个方位的夹具夹持修整环，环内放置载料块，样品粘接于载料块下面，主要依靠载料块自重研磨材料，有的则需手持载料块；当样品上下表面平行度较低或者厚度不均匀，样品极易磨偏，磨削量也不易控制。国外报道的精密研磨抛光机，磨盘采用可升降机构或者采用弹簧加压装置调节磨盘与工件之间的压力，研磨量也不能精确控制；当样品平整度较低或者厚度不均匀时，样品也容易磨偏。对于功能半导体材料或者其它功能材料，试样厚度和上下表面平行度显著影响材料的光电及其它性能数据的测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺点，保证试样上下表面平行度、精确控制磨削量的新型精密研磨抛光机。其技术方案为：
一种新型精密研磨抛光机，包括设有研磨抛光材料的抛光盘及其驱动装置、位于抛光盘下方带出水口的机架和样品的固定调节装置，其特征在于：样品的固定调节装置包括底座、互相平行的导向柱及精密丝杠、平行于抛光盘的顶盘和中盘，其中精密丝杠经轴承垂直安装于顶盘和底座之间，导向柱的上、下两端通过螺栓分别与顶盘、底座垂直固定连接，中盘安装在顶盘和底座之间且位于抛光盘的上方，其通孔与导向柱间隙配合，其螺纹孔与精密丝杠配成螺栓螺母副，精密丝杠的上端配装手柄；中盘的中心设有吊环，与顶盘上的滑轮机构、配重通过钢丝绳连接形成配重机构；中盘上设有呈辐射状排列的导轨，导轨上设有等距离的螺纹盲孔，滑动架安装在导轨上并沿着导轨滑动；载料块镶嵌在轴承中，轴承安放在滑动架中，二者为间隙配合；样品固定在载料块的底面；载料块内部为中空结构，空腔中放置若干配重块。
所述的新型精密研磨抛光机，中盘上设有辐射状排列的一条或者多条导轨，每条导轨上设有一个或者多个滑动架。
所述的新型精密研磨抛光机，轴承与滑动架形成塞杆-套筒结构。
所述的新型精密研磨抛光机，设有光电千分尺，起始端用螺钉固定在顶盘上，测量显示盒固定在中盘上。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1、由于镶嵌有载料块的轴承安放在滑动架中央、滑动架固定在导轨上，轴承与滑动架二者为间隙配合形成塞杆-套筒结构，轴承可以上下自由滑动而不发生倾斜。样品固定在载料块的底面，当样品的下表面，亦即磨削面偏离抛光盘的平行面时，此结构能够给予有效修正，保证了样品上下表面的平行度。
2、载料块镶嵌在一选定的轴承中，该轴承安放在滑动架中央，二者为间隙配合。当样品的下表面磨削时，下表面和研磨抛光材料之间产生摩擦力；如果磨削面上受到的摩擦力不平衡而相对于载料块中心轴线产生一定的力矩时，样品和载料块可以发生转动。
3、中盘的每条导轨上可设有多个滑动架，这样样品在中盘上的径向位置就可以调整，一次装夹安装多个样品，提高了研磨抛光材料或者其它磨削材料的利用率。很多个样品的同时抛光极大地提高了抛光机的抛光效率。
4、精密丝杠上端配装手柄，转动手柄可以使中盘沿着导向柱上下垂直运动，从而可以控制样品的磨削量。
5、载料块内部为中空结构，空腔中可以放置若干配重块，这样通过调节载料块的自重和多寡调节施加在样品上的压力，以此来控制磨削速度。
本设备可以有效地防止样品磨偏，精确控制磨削量，材料耗费少而效率高。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1所示实施例中部分的A-A剖面图；
图3是图1中设有导轨和滑块机构的中盘的俯视图。
图中：1、底座  2、机架  3、载料块  4、7、17、22、轴承  5、中盘  6、精密丝杠8、顶盘  9、手柄  10、导向柱  11、滑轮机构  12、滑动架  13、导轨  14、光电千分尺15、配重  16、涡轮蜗杆减速器  18、研磨抛光材料  19、抛光盘  20、出水口  21、主轴23、电机  24、配重块  25、螺钉  26、样品  27、吊环
具体实施方式
在图1-3所示的实施例中：主轴21通过轴承17和轴承22垂直安装在机架2和底座1之间，上端键合连接抛光盘19，下端键合连接涡轮蜗杆减速器16的涡轮，涡轮蜗杆减速器16的输入端蜗杆与电机23输出轴经过联轴器连接。电机23、涡轮蜗杆减速器16均通过螺栓固定在底座1上。
精密丝杠6经轴承7垂直安装于顶盘8和底座1之间，导向柱10的上、下两端通过螺栓分别与顶盘8、底座1固定连接且与精密丝杠6保持平行。中盘5安装在顶盘8和底座1之间且位于抛光盘19的上方，其通孔与导向柱10间隙配合，其螺纹孔与精密丝杠6配成螺栓螺母副。精密丝杠6的上端配装手柄9，转动手柄9可以使中盘5沿着导向柱10上下运动。光电千分尺14，起始端用螺钉固定在顶盘8上，测量显示盒固定在中盘5上。
中盘5的中心设有吊环27，与顶盘8上的滑轮机构11、配重15通过钢丝绳连接形成配重机构，用来平衡中盘5的重量，使其等于或者略大于中盘5与其承载所有物件的重量和。
中盘5上带有辐射状排列的导轨13，其上设有等距离的螺纹盲孔，滑动架12可以沿着导轨13滑动，选择好位置后用螺钉25固定在导轨13上。底部固定有样品26的载料块3镶嵌在轴承4中，轴承4安放在滑动架12中央，二者为间隙配合，轴承4可以上下自由滑动。载料块3内部为中空结构，空腔中可以放置若干配重块24。
工作时，取下载料块3和轴承4，将样品26固定在载料块3的下方。将轴承7放回滑动架12中，沿着导轨13调整滑动架12位置，用螺钉25将其固定在导轨13上。调整配重块24的重量和个数。若有多个载料块3和多个样品26，重复以上操作。
转动手柄9降低中盘5的位置。当其与研磨抛光材料18的间隙仅为几毫米时，通过变频器起动电机23，并调整到合适的转速，向研磨抛光材料18喷洒含有磨料的抛光液，继续降低中盘5的位置，观察到样品26与研磨抛光材料18轻轻接触时将光电千分尺14的读数置零。将样品26欲磨削去的厚度分为数等份，每次转动手柄9给予一等份的磨削量，直到完成全部磨削量或者样品26表面达到满意的抛光效果。

Claims (4)

1、一种新型精密研磨抛光机，包括设有研磨抛光材料(18)的抛光盘(19)及其驱动装置、位于抛光盘(19)下方带出水口(20)的机架(2)和样品(26)的固定调节装置，其特征在于：样品(26)的固定调节装置包括底座(1)、互相平行的导向柱(10)及精密丝杠(6)、平行于抛光盘(19)的顶盘(8)和中盘(5)，其中精密丝杠(6)经轴承(7)垂直安装于顶盘(8)和底座(1)之间，导向柱(10)的上、下两端通过螺栓分别与顶盘(8)、底座(1)垂直固定连接，中盘(5)安装在顶盘(8)和底座(1)之间且位于抛光盘(19)的上方，其通孔与导向柱(10)间隙配合，其螺纹孔与精密丝杠(6)配成螺栓螺母副，精密丝杠(6)的上端配装手柄(9)；中盘(5)的中心设有吊环(27)，与顶盘(8)上的滑轮机构(11)、配重(15)通过钢丝绳连接形成配重机构；中盘(5)上设有呈辐射状排列的导轨(13)，导轨(13)上设有等距离的螺纹盲孔，滑动架(12)安装在导轨(13)上并沿着导轨(13)滑动；载料块(3)镶嵌在轴承(4)中，轴承(4)安放在滑动架(12)中，二者为间隙配合；样品(26)固定在载料块(3)的底面；载料块(3)内部为中空结构，空腔中放置若干配重块(24)。
2、如权利要求1所述的新型精密研磨抛光机，其特征在于：中盘(5)上设有辐射状排列的一条或者多条导轨(13)，每条导轨(13)上设有一个或者多个滑动架(12)。
3、如权利要求1所述的新型精密研磨抛光机，其特征在于：轴承(4)与滑动架(12)形成塞杆-套筒结构。
4、如权利要求1所述的新型精密研磨抛光机，其特征在于：设有光电千分尺(14)，起始端用螺钉固定在顶盘(8)上，其测量显示盒固定在中盘(5)上。
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