CN107414406A - 滚花加工装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚花加工装置及其使用方法，其中，滚花加工装置包括：滚轮、刀头、刀柄和固定部，所述刀头包括第一刀头端和第二刀头端，所述滚轮与所述第一刀头端通过第一铰轴铰接，所述第二刀头端与所述刀柄一端通过第二铰轴铰接，所述第一铰轴与所述第二铰轴垂直，所述固定部用于在垂直于所述第二铰轴的方向上固定所述刀头。所述滚花加工装置的刀头的方向可以调节，能够对表面具有不同切平面的待加工件进行加工。因此，所述滚花加工装置能够提高花纹的加工效率，降低生产成本。

Description

滚花加工装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及半导体溅射靶材制造领域，尤其涉及一种滚花加工装置及其使用方法。

背景技术

溅射工艺是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)中的一种，是指以一定能量的粒子(离子或中性原子、分子)轰击固体表面，使固体近表面的原子或分子获得足够大的能量逸出固体表面而到达基板的工艺。

通常情况下，溅射镀膜过程中，金属离子从溅射靶材表面溅射出来，沿多个不同方向离开靶材表面，这样，到达基板上的靶材料很少，大部分靶材料被浪费了。为了避免这种问题，溅射设备中设置聚焦环，所述聚焦环用于将离子汇聚到基板上。

在溅射过程中，为了防止掉落在聚焦环表面的溅射原子脱落，聚焦环表面具有花纹，所述花纹用于提高聚焦环的粗糙程度以增加聚焦环对溅射原子的吸附能力。聚焦环表面的花纹是通过安装在设备上的滚花刀具挤压材料表面产生的。

然而，聚焦环表面花纹的加工方法具有效率较低，生产成本较高的缺点。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种滚花加工装置及其使用方法，能够提高聚焦环表面花纹的加工效率，降低生产成本。

为解决上述问题，本发明提供一种滚花加工装置，包括：刀头，包括第一刀头端和第二刀头端；滚轮，所述滚轮与所述第一刀头端通过第一铰轴铰接；刀柄，所述刀柄一端与所述第二刀头端通过第二铰轴铰接，所述第二铰轴与所述第一铰轴垂直；固定部，用于使所述刀头和所述刀柄相对固定。

可选的，所述固定部包括：连接件和紧固件；所述连接件一端与所述刀头连接，所述连接件的另一端与所述刀杆连接，所述连接件包括条形孔；所述紧固件包括：紧固杆和位于所述紧固杆一端的紧固头，所述紧固头的直径大于所述条形孔的宽度，所述紧固杆的另一端穿过所述条形孔，且深入所述刀柄内。

可选的，所述连接件与所述刀头固定连接；所述连接件为半圆形；所述连接件在圆心处与所述第二刀头端固定连接；所述条形孔为与所述连接件共圆心的圆弧形。

可选的，所述第二铰轴与所述刀头固定连接；所述连接件与所述第二铰轴固定连接。

可选的，所述刀柄具有第一孔，所述第一孔贯穿所述刀柄；所述第二铰轴贯穿所述第一孔。

可选的，所述连接件与所述刀头通过第三铰轴铰接，所述第三铰轴一端连接所述连接件，所述第三铰轴的另一端连接所述刀头。

可选的，所述连接件为长方形，所述连接件一端与所述刀头铰接；所述条形孔为长方形。

可选的，所述紧固杆侧壁表面具有螺纹；所述刀柄包括螺纹孔，所述紧固杆与所述紧固头相对的一端位于所述螺纹孔中。

可选的，所述紧固件为螺栓。

相应的，本发明还提供一种滚花加工装置的使用方法，包括：提供待加工件和滚花加工装置，所述待加工件表面包括一个或多个待加工区，所述待加工区任一点处的切平面均相同；调节所述刀头的位置，使所述刀头带动所述滚轮绕所述第二铰轴转动，直至所述滚轮的母线与所述待加工区的切平面平行；调节所述刀头的位置之后，通过所述固定部固定所述刀头；固定所述刀头之后，通过滚轮对所述待加工区进行滚花处理。

可选的，所述待加工件为环件结构，所述待加工件包括相对的两个端面，所述端面为圆柱面；所述端面一条母线为一个待加工区。

可选的，调节所述刀头的位置的步骤包括：使所述滚轮母线与所述端面母线垂直；进行滚花处理的步骤包括：使所述滚轮与所述端面接触；使所述滚轮在所述端面上沿所述端面母线方向滚动，并与所述端面进行挤压。

可选的，还包括：重复所述调节所述刀头的位置至进行滚花处理的步骤一次或多次至加工完成所有待加工区。

可选的，所述待加工件包括相对的两个端面，所述端面为圆柱面；重复调节所述刀头的位置至进行滚花处理的步骤包括：对所述端面多条母线进行滚花处理。

可选的，所述待加工件还包括侧面；重复调节所述刀头的位置至进行滚花处理的步骤还包括：对所述侧面进行滚花处理。

可选的，所述固定部包括：连接件和紧固件，所述连接件包括条形孔，所述连接件与所述刀头连接，所述紧固件包括紧固头和与所述紧固头相连的紧固杆，所述紧固头的直径大于所述条形孔的宽度，所述紧固杆贯穿所述条形孔，所述紧固杆侧壁表面具有螺纹；所述刀柄包括螺纹孔，所述紧固杆一端位于所述螺纹孔中；调节所述刀头的位置的步骤中，所述刀头使所述连接件转动，带动所述条形孔相应移动，使所述紧固杆贯穿所述条形孔。

可选的，通过所述固定部固定所述刀头的步骤包括：拧紧所述紧固件，使所述连接件与所述刀柄固定连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的滚花加工装置中，所述刀头与所述刀柄通过所述第二铰轴铰接，所述第一铰轴与所述第二铰轴垂直，因此，所述刀头能够围绕所述第二铰轴轴线转动，使所述滚轮母线的方向发生变化。从而能够对具有不同切平面的待加工件表面进行加工，即能够在不更换刀头的情况下对表面为曲面的待加工件进行加工。因此，所述滚花加工装置能够提高花纹的加工效率，降低生产成本。

本发明的滚花加工装置的使用方法中，所述刀头的位置能够调节，从而使所述刀头绕所述第二铰轴转动，而使所述滚轮的母线与所述待加工区的切平面平行。因此，在通过所述滚花加工装置对表面为曲面的待加工件进行加工时，可以通过调节所述刀头的位置，实现对具有不同切平面的多个待加工区进行加工，从而实现对所述待加工件的加工。因此，滚花加工装置的使用方法能够在不更换滚花加工装置的情况下对多个待加工区进行加工，从而提高加工效率，降低生产成本。

附图说明

图1为一种聚焦环表面花纹的加工方法的结构示意图；

图2和图3是本发明的滚花加工装置一实施例的结构示意图；

图4是本发明的滚花加工装置另一实施例的结构示意图；

图5至图7是本发明的滚花加工装置的使用方法一实施例各步骤的结构示意图。

具体实施方式

现有的聚焦环表面花纹的加工方法存在花纹加工效率较低，生产成本较高的问题。

现结合一种聚焦环表面花纹的加工方法，分析所述聚焦环表面花纹的加工方法的花纹加工效率较低，生产成本较高的原因：

图1是一种聚焦环表面花纹的加工方法的结构示意图。所述聚焦环表面花纹的加工方法包括：

提供环件结构20和滚花加工刀具。图1示出所述环件结构20的部分截面示意图。所述环件结构20包括肩部21，所述肩部21的端面为圆柱面；所述滚花加工刀具包括滚轮11、刀头12和与所述刀头12固定连接的刀柄。

通过所述滚花加工装置对所述环件结构20端面进行滚花处理；

更换滚花加工刀具对所述环件结构20端面进行滚花处理。

所述聚焦环表面花纹的加工方法中，所述肩部21的端面为圆柱面，所述肩部21端面的不同位置处具有不同的切平面，此外，所述滚花加工刀具的所述刀头12不能转动。因此，在通过滚花加工刀具对所述肩部21的端面进行加工时，沿所述圆柱面的不同母线进行加工时，需要更换具有不同加工角度的滚花加工刀具。因此，所述聚焦环表面花纹的加工方法加工效率低，工序复杂。

为解决所述技术问题，本发明提供了一种滚花加工装置，包括：滚轮、刀头、刀柄和固定部，所述刀头包括第一刀头端和第二刀头端，所述滚轮与所述第一刀头端通过第一铰轴铰接，所述第二刀头端与所述刀柄一端通过第二铰轴铰接，所述第一铰轴与所述第二铰轴垂直，所述固定部用于在垂直于所述第二铰轴的方向上固定所述刀头。

本发明的滚花加工装置中，所述刀头与所述刀柄通过所述第二铰轴铰接，所述第一铰轴与所述第二铰轴垂直。因此，所述刀头能够围绕所述第二铰轴轴线转动，使所述滚轮母线的方向发生变化。从而能够对不同向切平面的待加工件表面进行加工，即能够在不更换刀头的情况下对表面为曲面的待加工件进行加工。因此，所述滚花加工装置能够提高花纹的加工效率，降低生产成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2和图3是本发明的滚花加工装置的结构示意图。图3是图2的侧视图。

请参考图2和图3，所述滚花加工装置包括：刀头120，包括第一刀头端和第二刀头端；滚轮110，所述滚轮110与所述第一刀头端通过第一铰轴111铰接；刀柄130，所述刀柄130一端与所述第二刀头端通过第二铰轴121铰接，所述第二铰轴121与所述第一铰轴111垂直；固定部140，用于使所述刀头120和所述刀柄130相对固定。

本实施例中，所述滚轮110为圆柱形。

本实施例中，所述第一铰轴111的延伸方向与所述滚轮110的母线平行。所述滚轮110能够围绕所述第一铰轴111轴线自转。

本实施例中，所述第二刀头端与所述刀柄130一端通过第二铰轴121铰接，所述第一铰轴111与所述第二铰轴121垂直，则所述刀头120能够围绕所述第二铰轴121旋转，能够使所述刀头120的母线方向发生变化，从而能够改变加工方向，从而实现多个方向的加工。

本实施例中，所述刀柄130具有第一孔，所述第一孔贯穿所述刀柄130。

本实施例中，所述第二铰轴121贯穿所述第一孔，所述第二铰轴121与所述刀头120固定连接，从而实现所述刀头120与所述刀柄130之间的铰接。

本实施例中，所述固定部包括：连接件141和紧固件142。

所述连接件141的一端连接所述刀头120，所述连接件141的另一端通过所述紧固件142与所述刀柄130连接。

具体的，本实施例中，所述刀头120通过所述第二铰轴121与所述连接件141固定连接。所述连接件141与所述第二铰轴121固定连接。

本实施例中，所述连接件141为半圆形。所述连接件141在圆心处与所述第二铰轴121固定连接。

本实施例中，所述连接件141包括条形孔143，所述条形孔143贯穿所述连接件141。

本实施例中，所述条形孔143为圆弧形，所述条形孔143与所述连接件141共圆心。

本实施例中，所述紧固件142包括：紧固杆和与所述紧固件一杆相连的紧固头。本实施例中，所述紧固头的直径大于所述条形孔143的宽度。

本实施例中，所述紧固杆的另一端贯穿所述条形孔143，且深入所述刀柄130内。

本实施例中，所述紧固杆贯穿所述条形孔，所述紧固杆侧壁具有螺纹。

本实施例中，所述刀柄130包括螺纹孔，所述紧固杆与所述紧固头相对的一端位于所述螺纹孔中，所述紧固杆侧壁的螺纹与所述螺纹孔侧壁接触。当固定所述刀头时，可以通过将所述紧固杆拧入所述螺纹孔，实现对连接杆141的固定，从而实现对刀头120的固定。

具体的，本实施例中，所述紧固件为螺栓，所述紧固头为所述螺栓头，所述紧固杆为螺杆。

本实施例中，所述滚花加工装置还包括固定结构150。所述固定结构150用于实现所述刀柄130与滚花加工装置中夹持设备的连接。

图4是本发明的滚花加工装置另一实施例的结构示意图。

请参考图4，本实施例与上一实施例的相同之处在此不多做赘述，不同之处包括：

所述连接件241为长方形，所述条形孔243为沿所述连接件延伸方向延伸的长方形。

所述第二铰轴221仅连接所述刀头120和所述刀柄130，所述第二铰轴221不与所述连接件241连接。

所述连接件240与所述刀头120通过第三铰轴201铰接，所述第三铰轴201一端连接所述刀头120，所述第三铰轴201的另一端连接通过所述紧固件242与所述刀柄130连接。

综上，本发明的滚花加工装置中，所述刀头与所述刀柄通过所述第二铰轴铰接，所述第一铰轴与所述第二铰轴垂直。因此，所述刀头能够围绕所述第二铰轴轴线转动，使所述滚轮母线的方向发生变化。从而能够对具有不同切平面的待加工件表面进行加工，即能够在不更换刀头的情况下对表面为曲面的待加工件进行加工。因此，所述滚花加工装置能够提高花纹的加工效率，降低生产成本。

图5至图7是本发明的滚花加工装置的使用方法一实施例各步骤的结构示意图。

请参考图5至图7，本发明还提供一种滚花加工装置的使用方法。

后续提供待加工件和滚花加工装置。

请参考图2和图3，提供滚花加工装置。

所述滚花加工装置与滚花加工装置一实施例相同，在此不多做赘述。

请参考图5，提供待加工件200，所述待加工件200表面包括一个或多个待加工区，所述待加工区任一点处的切平面相同。

本实施例中，所述待加工件200为环件结构，所述待加工件200具有相对的两个端面211和侧面221。

本实施例中，所述侧面221为圆柱面。

本实施例中，所述端面211近似为圆柱面。

本实施例中，所述端面211每条母线上各个点的切平面相同，不同母线上各个点的切平面不同。因此，所述端面的一条母线为一个待加工区。所述端面211包括若干待加工区。

请参考图6，调节所述刀头120的位置，使所述刀头带动所述滚轮绕所述第二铰轴转动，直至所述滚轮110的母线与所述待加工区的切平面平行。

所述刀头120通过所述第二铰轴121与所述刀柄130铰接，所述刀头120能够相对于所述刀柄130发生转动，从而能够调节所述刀头120母线的方向，进而调节加工方向。因此，在对表面具有不同切平面的待加工件200(如图4所示)进行加工时，可以通过调节所述刀头120的方向，使所述滚轮110母线的方向与所述待加工区的切平面平行，从而实现对待加工件不同待加工区的加工。因此，能够避免在对待加工件的不同待加工区进行加工时，更换刀具，节约生产成本，提高生产效率。

本实施例中，所述第二铰轴121与所述刀头120固定连接，所述连接件141与所述第二铰轴121固定连接。因此，在调节所述刀头120的位置的过程中，转动所述刀头120使所述刀头120以所述第二铰轴121的轴线为中心轴进行转动，从而通过所述第二铰轴121带动所述连接件141转动。

本实施例中，所述条形孔143与所述连接件141共圆心，且所述连接件141的圆心在所述第二铰轴121的轴线上。因此，所述螺纹孔始终能够与部分所述条形孔143的位置重合，从而使所述紧固杆始终处于所述螺纹孔中，进而能够在后续固定所述连接件141的过程中，实现对连接件141的固定，从而实现对刀头110的固定。

继续参考图6，调节所述刀头120的位置之后，通过所述固定部固定所述刀头120。

本实施例中，所述紧固件142包括：紧固杆和与所述紧固杆一端相连接的紧固杆。

本实施例中，通过所述固定部固定所述刀头120的步骤包括：拧紧所述紧固件142，使所述连接件141与所述刀柄130固定连接。

请参考图7，图7中的虚线框2部分为图5沿1-1’割线的截面图的局部示意图。固定所述刀头120之后，通过所述滚花轮对所述待加工件200进行滚花处理。

本实施例中，对所述待加工件200进行滚花处理的步骤包括：通过所述滚花加工装置对所述待加工件200端面211进行滚花处理。

本实施例中，所述端面211为圆柱面。

具体的，对所述待加工件200端面211进行滚花处理的步骤包括：使所述滚轮110与所述端面211接触；使所述滚轮110在所述端面211上沿端面211母线滚动，并与所述端面211发生挤压，在所述端面211上形成花纹。

本实施例中，对所述待加工件200端面211进行滚花处理的过程中，所述滚轮110的母线与所述端面211的母线垂直。

本实施例中，使所述滚轮110在所述端面211上滚动的步骤中，所述滚轮110沿所述端面211母线方向滚动。

本实施例中，所述端面211为曲面，不同端面211母线上接触点的切平面不相同，在对所述端面211进行加工过程中需要改变所述滚轮110母线的方向。因此，可以通过重复上述调节所述刀头120的位置至进行滚花处理的步骤，使所述滚轮110母线的方向与所述待加工区的切线方向相同，从而实现对所述端面211的加工。

本实施例中，不同母线为不同的待加工区，重复调节所述刀头120的位置至进行滚花处理的步骤包括：对多条母线进行滚花处理。

本实施例中，在对不同母线处的端面211进行加工的过程之间需要调节所述刀头110的方向。

本实施例中，所述待加工件200还包括侧面221。重复调节所述刀头的位置至进行滚花处理的步骤还可以包括：通过所述滚花加工装置对所述侧面221进行滚花处理。在其他实施例中，还可以通过刀头方向不可调节的滚花加工刀具对所述侧面进行滚花处理。

请参考图4，示出滚花加工装置的使用方法另一实施例的结构示意图。

本实施例与上一实施例的相同之处在此不多做赘述，不同之处包括：所述连接件241与所述刀头120通过第三铰轴201铰接，所述条形孔为长方形。则调节所述刀头120位置的过程中，旋转所述刀头120，所述第三铰轴201随所述刀头120移动，所述紧固件242的位置不变，则所述紧固件242到所述第三铰轴201的距离发生改变。又由于所述连接件241与所述刀头120铰接，所述连接件241可以绕所述第三铰轴201转动，从而使所述紧固杆242处于所述条形孔243中，进而能够通过所述紧固件242固定所述连接杆241，从而使所述刀头120相对于所述连接杆241固定。

综上，本发明的滚花加工装置的使用方法中，所述刀头的位置能够调节，从而使所述刀头绕所述第二铰轴转动，而使所述滚轮的母线与所述待加工区的切平面平行。因此，在通过所述滚花加工装置对表面为曲面的待加工件进行加工时，可以通过调节所述刀头的位置，实现对具有不同切平面的多个待加工区进行加工，从而实现对所述待加工件的加工。因此，滚花加工装置的使用方法能够在不更换滚花加工装置的情况下对多个待加工区进行加工，从而提高加工效率，降低生产成本。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种滚花加工装置，其特征在于，包括：

刀头，包括第一刀头端和第二刀头端；

滚轮，所述滚轮与所述第一刀头端通过第一铰轴铰接；

刀柄，所述刀柄一端与所述第二刀头端通过第二铰轴铰接，所述第二铰轴与所述第一铰轴垂直；

固定部，用于使所述刀头和所述刀柄相对固定。

2.如权利要求1所述的滚花加工装置，其特征在于，所述固定部包括：连接件和紧固件；

所述连接件一端与所述刀头连接，所述连接件的另一端与所述刀杆连接，所述连接件包括条形孔；

所述紧固件包括：紧固杆和位于所述紧固杆一端的紧固头，所述紧固头的直径大于所述条形孔的宽度，所述紧固杆的另一端穿过所述条形孔，且深入所述刀柄内。

3.如权利要求2所述的滚花加工装置，其特征在于，所述连接件与所述刀头固定连接；

所述连接件为半圆形；所述连接件在圆心处与所述第二刀头端固定连接；

所述条形孔为与所述连接件共圆心的圆弧形。

4.如权利要求3所述的滚花加工装置，其特征在于，所述第二铰轴与所述刀头固定连接；所述连接件与所述第二铰轴固定连接。

5.如权利要求1所述的滚花加工装置，其特征在于，所述刀柄具有第一孔，所述第一孔贯穿所述刀柄；所述第二铰轴贯穿所述第一孔。

6.如权利要求2所述的滚花加工装置，其特征在于，所述连接件与所述刀头通过第三铰轴铰接，所述第三铰轴一端连接所述连接件，所述第三铰轴的另一端连接所述刀头。

7.如权利要求6所述的滚花加工装置，其特征在于，所述连接件为长方形，所述连接件一端与所述刀头铰接；所述条形孔为长方形。

8.如权利要求2所述的滚花加工装置，其特征在于，所述紧固杆侧壁表面具有螺纹；所述刀柄包括螺纹孔，所述紧固杆与所述紧固头相对的一端位于所述螺纹孔中。

9.如权利要求2所述的滚花加工装置，其特征在于，所述紧固件为螺栓。

10.一种滚花加工装置的使用方法，其特征在于，包括：

提供待加工件和权利要求1所述的滚花加工装置，所述待加工件表面包括一个或多个待加工区，所述待加工区任一点处的切平面均相同；

调节所述刀头的位置，使所述刀头带动所述滚轮绕所述第二铰轴转动，直至所述滚轮的母线与所述待加工区的切平面平行；

调节所述刀头的位置之后，通过所述固定部固定所述刀头；

固定所述刀头之后，通过滚轮对所述待加工区进行滚花处理。

11.如权利要求10所述的滚花加工装置的使用方法，其特征在于，所述待加工件为环件结构，所述待加工件包括相对的两个端面，所述端面为圆柱面；

所述端面一条母线为一个待加工区。

12.如权利要求11所述的滚花加工装置的使用方法，其特征在于，调节所述刀头的位置的步骤包括：使所述滚轮母线与所述端面母线垂直；

进行滚花处理的步骤包括：使所述滚轮与所述端面接触；使所述滚轮在所述端面上沿所述端面母线方向滚动，并与所述端面进行挤压。

13.如权利要求10所述的滚花加工装置的使用方法，其特征在于，还包括：重复所述调节所述刀头的位置至进行滚花处理的步骤一次或多次至加工完成所有待加工区。

14.如权利要求13所述的滚花加工装置的使用方法，其特征在于，所述待加工件包括相对的两个端面，所述端面为圆柱面；

重复调节所述刀头的位置至进行滚花处理的步骤包括：对所述端面多条母线进行滚花处理。

15.如权利要求13所述的滚花加工装置的使用方法，其特征在于，所述待加工件还包括侧面；

重复调节所述刀头的位置至进行滚花处理的步骤还包括：对所述侧面进行滚花处理。

16.如权利要求10所述的滚花加工装置的使用方法，其特征在于，所述固定部包括：连接件和紧固件，所述连接件包括条形孔，所述连接件与所述刀头连接，所述紧固件包括紧固头和与所述紧固头相连的紧固杆，所述紧固头的直径大于所述条形孔的宽度，所述紧固杆贯穿所述条形孔，所述紧固杆侧壁表面具有螺纹；

所述刀柄包括螺纹孔，所述紧固杆一端位于所述螺纹孔中；

调节所述刀头的位置的步骤中，所述刀头使所述连接件转动，带动所述条形孔相应移动，使所述紧固杆贯穿所述条形孔。

17.如权利要求16所述的滚花加工装置的使用方法，其特征在于，通过所述固定部固定所述刀头的步骤包括：拧紧所述紧固件，使所述连接件与所述刀柄固定连接。