CN108581058A - 靶材控制变形加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种靶材控制变形加工方法，通过根据待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸。再根据待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。通过上述过程，分别按照粗铣面的加工规则信息和精铣面的加工规则信息，并通过多次切削的方式进行加工，可确保加工后钛溅射靶材表面的粗糙度及尺寸满足工艺要求的同时，减小钛溅射靶材的振动量和变形程度，提高钛溅射靶材的加工质量。

Description

靶材控制变形加工方法

技术领域

本发明涉及靶材加工技术领域，具体而言，涉及一种靶材控制变形加工方法。

背景技术

钛是一种化学元素，是一种银白色的过渡金属，其具有重量轻、强度高、具有金属光泽且耐湿、耐氯气及耐腐蚀性等特点。钛靶材广泛应用于液晶显示器领域，其中，对钛溅射靶材质量，例如靶材表面的平面度、平行度等具有较高要求。但是，钛溅射靶材在高速的加工过程中容易出现变形，使得加工后的表面纹理不一致，且表面粗糙度较大。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于，提供一种靶材控制变形加工方法以改善上述问题。

本申请实施例提供一种靶材控制变形加工方法，应用于加工设备，所述加工设备包括至少一个盘刀，所述方法包括：

控制夹具夹持待加工钛溅射靶材；

根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸；

根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。

可选地，所述控制夹具夹持待加工钛溅射靶材的步骤之后，所述方法还包括：

根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息从所述至少一个盘刀中选择出用于进行粗加工的第一目标盘刀，并根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息从所述至少一个盘刀中选择出用于进行精加工的第二目标盘刀。

可选地，所述根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸的步骤，包括：

提供直径为100毫米的第一目标盘刀，控制所述第一目标盘刀的主轴转速为每分钟600转；

控制所述第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面的进给量为每分钟500毫米，并沿垂直于所述待加工面的方向按每次切削的吃刀量为0.5毫米至1毫米的规格对所述待加工面进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸。

可选地，所述根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸的步骤，包括：

提供直径为100毫米的第二目标盘刀，控制所述第二目标盘刀的主轴转速为每分钟600转；

控制所述第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上的进给量为每分钟300毫米，并沿垂直于所述粗铣面的方向按每次切削的吃刀量为0.05毫米的规格对所述粗铣面进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。

可选地，所述根根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸的步骤之后，所述方法还包括：

翻转所述待加工钛溅射靶材，利用所述第一目标盘刀对所述待加工钛溅射靶材上已满足所述第一预设尺寸的粗铣面的另一侧的待加工面进行加工，直至所述待加工钛溅射靶材整体满足预设要求。

可选地，所述方法还包括：

在对所述待加工钛溅射靶材进行粗加工时利用冷却液对所述待加工面进行冷却，并在对所述待加工钛溅射靶材进行精加工时利用冷却液对所述粗加工面进行冷却。

可选地，所述夹具安装在所述加工设备上，所述夹具包括紧固件以及夹持部，所述夹持部包括第一夹持件和与所述第一夹持件平行设置的第二夹持件，所述待加工钛溅射靶材可设置在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间，所述紧固件转动时控制所述第二夹持件向所述第一夹持件的方向移动以夹持所述待加工钛溅射靶材。

可选地，所述第一目标盘刀和所述第二目标盘刀分别包括上端部、中间部以及下端部，所述上端部的型号为C5-390.55-40，所述中间部的型号为C5-391.05-32，所述下端部的型号为R245-100032-12L。

可选地，所述第一目标盘刀和所述第二目标盘刀的刀头的材料为钨钢或者白钢。

可选地，所述待加工钛溅射靶材的初期形状为长方体、正方体或圆盘。

本申请实施例提供的靶材控制变形加工方法，通过根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸。再根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。通过上述过程，分别按照粗铣面的加工规则信息和精铣面的加工规则信息，并通过多次切削的方式进行加工，可确保加工后钛溅射靶材表面的粗糙度及尺寸满足工艺要求的同时，减小钛溅射靶材的振动量和变形程度，提高钛溅射靶材的加工质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的靶材变形加工方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的第一目标盘刀或第二目标盘刀的结构图。

图3为图1中步骤S120的子步骤的流程图。

图4为图1中步骤S130的子步骤的流程图。

图标：10-上端部；20-中间部；30-下端部；31-刀头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

金属靶材作为液晶显示器制造中的重要原料之一，对其质量要求也越来越高，希望通过提高其平面度和平行度从而使金属靶材与溅射设备结构相匹配，进而提高溅射所形成的溅射薄膜的质量。

钛溅射靶材在加工过程中，由于受到加工刀具的切削，内部将产生与该切削力相对的内应力。该内应力在加工过程中可与受到的切削力相互抵消以达到平衡。但是，在加工结束之后，该内应力缺乏可与其抵消的切削力将使得钛溅射靶材产生变形，影响所得到的溅射薄膜的质量。因此，需在对钛溅射靶材进行加工时，尽量减小其产生的内应力，以避免后续变形的产生。

基于上述发现，本申请实施例提供一种靶材控制变形加工方法，请参阅图1，所述靶材控制变形加工方法应用于加工设备，所述加工设备可为数控机床。下面将对所述靶材控制变形加工方法的具体流程进行详细阐述。

步骤S110，控制夹具夹持待加工钛溅射靶材。

步骤S120，根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸。

步骤S130，根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。

在本实施例中，所述夹具设置在数控机床上，可将所述待加工钛溅射靶材安装在所述夹具上以固定待加工钛溅射靶材。其中，所述夹具包括紧固件以及夹持部，所述夹持部包括第一夹持件和与所述第一夹持件平行设置的第二夹持件。所述待加工钛溅射靶材可设置在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间。所述紧固件转动时控制所述第二夹持件向所述第一夹持件的方向移动以夹持所述待加工钛溅射靶材。其中，所述紧固件可以是丝杆，所述第一夹持件和所述第二夹持件可以是开设有通孔且所述通孔的内部开设有与所述丝杆的外壁上的外螺纹相配合的内螺纹。当然，也可以采用其他的方式，只要实现所述第二夹持件可相对于所述第一夹持件移动并夹持内部的待加工钛溅射靶材的目的即可，本实施例不作具体限制。

在本实施例中，待加工钛溅射靶材的形状可根据应用环境以及溅射要求呈长方体、正方体、圆盘状或者是其他任意不规则形状。

由上述可知，所述加工设备包括至少一个盘刀，在控制夹具夹持待加工钛溅射靶材之后，可选择适于待加工钛溅射靶材的盘刀进行加工。可选的，根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息从所述至少一个盘刀中选择出用于进行粗加工的第一目标盘刀。并根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息从所述至少一个盘刀中选择出用于进行精加工的第二目标盘刀。

利用盘刀对靶材进行加工时，其直径越大，在相同的主轴转速和进给量的前提下，切口越平整。但若盘刀的直径过大，在加工过程中，盘刀产生的惯性太大导致产生的扭力过大，靶材容易发生变形，因此，盘刀的直径尺寸应当适中。在本实施例中，所述第一目标盘刀和所述第二目标盘刀均采用直径为100毫米的盘刀。

请参阅图2，本实施例中，所述第一目标盘刀和所述第二目标盘刀分别包括上端部10、中间部20以及下端部30。其中，所述上端部10为刀柄，所述下端部30包括刀头31。可选地，在本实施例中，所述上端部10的型号为C5-390.55-40，所述中间部20的型号为C5-391.05-32，所述下端部30的型号为R245-100032-12L。

可选地，在本实施例中，所述第一目标盘刀和所述第二目标盘刀的刀头31的材料为钨钢或者白钢。

在上述基础上，本实施例中，根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸。

其中，可选地，请参阅图3，在本实施例中，步骤S120可以包括步骤S121和步骤S122两个子步骤。

步骤S121，提供直径为100毫米的第一目标盘刀，控制所述第一目标盘刀的主轴转速为每分钟600转。

步骤S122，控制所述第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面的进给量为每分钟500毫米，并沿垂直于所述待加工面的方向按每次切削的吃刀量为0.5毫米至1毫米的规格对所述待加工面进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸。

在进行靶材加工时，切削盘刀的转速过快，则切削时温度较高，将影响切削盘刀的使用寿命。但若切削盘刀的转速过慢，将使得加工的靶材的表面出现凹凸不平的纹路，造成靶材表面粗糙。在本实施例中，考虑到钛材料的强度较高等特点，在对待加工钛溅射靶材进行加工时，控制第一目标盘刀的主轴转速为每分钟600转。

其中，进给量与靶材变形区的变形量有直接关系，一般来说，进给量越小，变形量也越小。在本实施例中，控制第一目标盘刀在待加工钛溅射靶材的待加工面的进给量为每分钟500毫米。

切削过程中存在剪切和挤压，如果吃刀量过小，则挤压效果大于切削效果，如此，将使得距离表层不同深度的靶材中的晶粒间大小不同，造成靶材表面残余应力大。若吃刀量过大，则在加工过程中容易出现打滑现象。因此，在本实施例中，在进行粗加工时，按每次切削的吃刀量为0.5毫米到1毫米的规则进行切削。其中，在进行切削时，可利用多次切削，如此，多次少量的方式将减小靶材的变形。

可选地，在对待加工钛溅射靶材进行粗加工的过程中，还可对待加工钛溅射靶材的进行粗加工的面利用冷却液进行冷却。

在对靶材的单面粗加工完成之后，可翻转待加工钛溅射靶材，并利用所述第一目标盘刀对所述待加工钛溅射靶材上已满足所述第一预设尺寸的粗铣面的另一侧的待加工面进行加工，直至所述待加工钛溅射靶材整体满足预设要求。

可选地，在对待加工钛溅射靶材完成粗加工之后，还需在粗加工后得到的粗铣面上进行精加工。可选地，根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。

其中，请参阅图4，在本实施例中，步骤S130可以包括步骤S131和步骤S132两个子步骤。

步骤S131，提供直径为100毫米的第二目标盘刀，控制所述第二目标盘刀的主轴转速为每分钟600转。

步骤S132，控制所述第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上的进给量为每分钟300毫米，并沿垂直于所述粗铣面的方向按每次切削的吃刀量为0.05毫米的规格对所述粗铣面进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。

在本实施例中，待加工钛溅射靶材在经过上述的粗加工之后，其形状相对已经产生变化，其内部也已产生一定应力。因此在进行精加工之前，可先将粗加工后的待加工钛溅射靶材放置一段时间，使其内部应力得到释放。

在本实施例中，在进行精加工时，选择的第二目标盘刀为直径为100毫米的盘刀。控制第二目标盘刀的主轴转速为每分钟600转。

在进行精加工时，需将进给量设置为较小值，以进一步避免靶材变形。本实施例中，在精加工时，控制所述第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上的进给量为每分钟300毫米。

此外，控制第二目标盘刀沿垂直于所述粗铣面的方向按每次切削的吃刀量为0.05毫米的规格对所述粗铣面进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。

同样地，在进行精加工时，采用多次切削，少量切削的方式进行，如此以进一步减小后续靶材的变形。

综上所述，本申请实施例提供一种靶材控制变形加工方法，通过根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸。再根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。通过上述过程，分别按照粗铣面的加工规则信息和精铣面的加工规则信息，并通过多次切削的方式进行加工，可确保加工后钛溅射靶材表面的粗糙度及尺寸满足工艺要求的同时，减小钛溅射靶材的振动量和变形程度，提高钛溅射靶材的加工质量。

进一步地，在对待加工钛溅射靶材进行粗加工时，控制盘刀的转速为600毫米，进给量为每分钟500毫米，且吃刀量为0.5毫米至1毫米。

在对经过粗加工后得到的待加工钛溅射靶材进行精加工时，控制盘刀的转速为600毫米，进给量为每分钟300毫米，且吃刀量为0.05毫米。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种靶材控制变形加工方法，其特征在于，应用于加工设备，所述加工设备包括至少一个盘刀，所述方法包括：

控制夹具夹持待加工钛溅射靶材；

根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸；

根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。

2.根据权利要求1所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述控制夹具夹持待加工钛溅射靶材的步骤之后，所述方法还包括：

根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息从所述至少一个盘刀中选择出用于进行粗加工的第一目标盘刀，并根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息从所述至少一个盘刀中选择出用于进行精加工的第二目标盘刀。

3.根据权利要求1所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸的步骤，包括：

提供直径为100毫米的第一目标盘刀，控制所述第一目标盘刀的主轴转速为每分钟600转；

控制所述第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面的进给量为每分钟500毫米，并沿垂直于所述待加工面的方向按每次切削的吃刀量为0.5毫米至1毫米的规格对所述待加工面进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸。

4.根据权利要求1所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述根据所述待加工钛溅射靶材的精铣面的加工规则信息控制第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上通过多次切削以进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸的步骤，包括：

提供直径为100毫米的第二目标盘刀，控制所述第二目标盘刀的主轴转速为每分钟600转；

控制所述第二目标盘刀在经过粗加工后的粗铣面上的进给量为每分钟300毫米，并沿垂直于所述粗铣面的方向按每次切削的吃刀量为0.05毫米的规格对所述粗铣面进行精加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的精铣面的尺寸满足第二预设尺寸。

5.根据权利要求3所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述根据所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的加工规则信息控制第一目标盘刀在所述待加工钛溅射靶材的待加工面通过多次切削以进行粗加工直至得到的所述待加工钛溅射靶材的粗铣面的尺寸满足第一预设尺寸的步骤之后，所述方法还包括：

翻转所述待加工钛溅射靶材，利用所述第一目标盘刀对所述待加工钛溅射靶材上已满足所述第一预设尺寸的粗铣面的另一侧的待加工面进行加工，直至所述待加工钛溅射靶材整体满足预设要求。

6.根据权利要求1所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对所述待加工钛溅射靶材进行粗加工时利用冷却液对所述待加工面进行冷却，并在对所述待加工钛溅射靶材进行精加工时利用冷却液对所述粗加工面进行冷却。

7.根据权利要求1所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述夹具安装在所述加工设备上，所述夹具包括紧固件以及夹持部，所述夹持部包括第一夹持件和与所述第一夹持件平行设置的第二夹持件，所述待加工钛溅射靶材可设置在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间，所述紧固件转动时控制所述第二夹持件向所述第一夹持件的方向移动以夹持所述待加工钛溅射靶材。

8.根据权利要求2所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述第一目标盘刀和所述第二目标盘刀分别包括上端部、中间部以及下端部，所述上端部的型号为C5-390.55-40，所述中间部的型号为C5-391.05-32，所述下端部的型号为R245-100032-12L。

9.根据权利要求2所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述第一目标盘刀和所述第二目标盘刀的刀头的材料为钨钢或者白钢。

10.根据权利要求1所述的靶材控制变形加工方法，其特征在于，所述待加工钛溅射靶材的初期形状为长方体、正方体或圆盘。