CN110039343A - 一种用于射流加工的掩膜板夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于射流加工的掩膜板夹具，涉及工装夹具领域；包括底座，所述底座上设有贴紧装置，本发明提出一种利用贴紧装置将掩膜板吸附在工件上，从而使得掩膜板靠近射流柱的一侧的射流面平整，避免多余的结构干扰射流场，从而影响射流加工精度的掩膜板夹具。

Description

一种用于射流加工的掩膜板夹具

技术领域

本发明属于工装夹具领域，特别涉及一种用于射流加工的掩膜板夹具。

背景技术

掩膜在化学蚀刻、半导体加工等生产过程中得到广泛应用。其原理是用选定的图像、图形或物体，对处理的工件进行遮挡，来控制图像处理的区域或处理过程。用于覆盖的特定图像或物体称为掩膜板。掩膜板材料可以是金属材料，也可以是多分子材料。射流抛光是运用液体增压原理，通过特定的装置（增压口或高压泵），将动力源(电动机)的机械能转换成压力能；具有巨大压力能的水或混有磨粒的悬浮液等在通过小孔喷嘴时将压力能转变成动能，从而形成高速射流。目标材料在液体高速冲击下实现去除加工。射流抛光中，加工工具为射流柱，其具有很好的柔性。当在加工工件表面覆盖一层掩膜的情况下，射流就可以根据掩膜槽的形状进行加工。由于射流抛光中夹具结构对射流场的干扰会极大影响射流加工精度，所以为保证射流场的稳定性，夹具需要保证在可靠吸附掩膜的前提下，尽量减少干扰。现有的夹具夹持掩膜板后，部分夹具的结构位于掩膜板靠近射流柱的一侧，从而导致射流柱的射流面不平整，从而会对射流场造成极大的影响，从而影响射流加工精度。

中国专利授权公告号CN205571975U，授权公告日20160914，公开了一种数控射流夹具；包括纵向杆和第三横向杆，纵向杆的两端安装有第一横向杆和第二横向杆，第三横向杆通过滑块和滑槽安装于纵向杆，第三横向杆通过轴承安装有丝杠，第一横向杆与第三横向杆的台阶上放置有加工件本体，第三横向杆通过丝杠对加工件本体进行两侧的夹紧固定，可满足对不同宽度的加工件进行固定，第一横向杆和第三横向杆的第一丝杆安装有固定块，固定块两端设有第二丝杆，第二丝杆上的第一螺帽可根据加工件本体的厚度进行高度的调节，方便固定不同厚度的加工件。该发明虽然设计合理，工作稳定，但是其夹持掩膜板后，仍然有部分夹具的结构位于掩膜板靠近射流柱的一侧，对于射流场的干扰仍然很大，影响射流加工精度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术夹持掩膜板后，部分结构位于掩膜板靠近射流柱的一侧，从而造成射流面不平整，从而影响射流加工精度的缺点，提出一种利用贴紧装置将掩膜板吸附在工件上，从而使得掩膜板靠近射流柱的一侧的射流面平整，避免多余的结构干扰射流场，从而影响射流加工精度的掩膜板夹具。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于射流加工的掩膜板夹具，包括用于摆放工件的底座，其特征在于，所述底座上设有用于将掩膜板贴紧在工件上的贴紧装置。将工件放置在底座上，然后将掩膜板放置在工件上，工件位于掩膜板与底座之间，贴紧装置对掩膜板产生一个朝向底座的力此时掩膜板紧紧贴在工件上，另外，掩膜板将工件压紧在底座上，掩膜板靠近射流柱的一侧的射流面平整，避免多余的结构干扰射流场，具有很好的射流加工精度。

作为优选，贴紧装置包括若干伸缩柱及真空泵，所述伸缩柱底端固接底座上，所述伸缩柱内从其一端到另一端设有第一气道，所述第一气道底端与真空泵连接，所述伸缩柱顶端抵靠在掩膜板下侧从而使得第一气道顶端成为封闭端。

将工件放在底座上，真空泵运作减小第一气道内的气压，在第一气道顶端与大气压之间的压力差之下，掩膜板被吸附在伸缩柱顶端，真空泵使得第一气道内压力减小，第一气道体积减小，最终会使得伸缩柱会缩短，掩膜板不断下降，最终掩膜板贴合在工件上侧，伸缩柱顶端抵靠在掩膜板下侧从而使得第一气道顶端成为封闭端，保证第一气道不会漏气，从而使得第一气道内的气压足够小，使得掩膜板的吸附效果好。

作为优选，伸缩柱包括一根导向柱，所述导向柱底端固接在底座上，所述导向柱顶端套设有一个导向套，所述导向柱与导向套滑动连接，所述导向柱内从其一端到另一端设有第二气道，所述导向套包括套孔，所述套孔顶端抵靠在掩膜板下侧从而使得套孔顶端成为封闭端，所述第二气道顶端从套孔底端插入套孔，所述第二气道与套孔共同组成第一气道，所述第二气道底端与真空泵连接。导向套与导向柱共同组成伸缩柱，导向套的套孔与第二气道共同组成第一气道，导向套滑动连接在导向柱上，当第一气道气压减小的时候，即，套孔与第二气道内的气压减小的时候，由于套孔顶端抵靠在掩膜板下侧，因此掩膜板被吸附在导向套顶端，同时，第一气道在大气压的作用下体积减小，导向套沿着导向柱滑动。

作为优选，底座上设有抽气孔及第三气道，所述抽气孔与真空泵连接，所述第三气道一端与抽气孔连通，所述第三气道另一端与第一气道底端连通。真空泵连接在抽气孔上，真空泵工作的时候，真空泵通过第三气道同时对所有的第一气道进行抽气，工作高效。

作为优选，底座在第一气道底端处均设有调压螺栓，所述调压螺栓与底座螺纹配合，当调压螺栓拧紧时，所述调压螺栓的螺柱抵靠在第一气道底端，所述第三气道与第一气道断开。增设调压螺栓，当调压螺栓拧紧时，调压螺栓的螺柱抵靠在第一气道底端，此时第三气道与第一气道之间断开，此时第一气道内的气压不会降低，因此此时伸缩柱不会缩短，即，掩膜板不会下降，随着调压螺栓慢慢拧松，调压螺栓在第一气道与第三气道之间相当于一个闸门，第一气道与第三气道之间通道慢慢变大，第一气道内的气压越来越低，通过调整调压螺栓的松紧，可以调节第一气道内的气压，从而可以控制掩膜板在工件上的吸附力大小。

作为优选，底座上侧设有第四气道及用于吸附工件的吸附孔，所述吸附孔通过第四气道与真空泵连接。增设吸附孔，工件放在吸附孔上，当真空泵工作的时候，吸附孔气压减小，在大气压作用下，工件被吸附在底座上，从而可以防止工件在底座上乱动，进一步提高射流加工的精度。

作为优选，底座在吸附孔附近设有增稳槽，所述增稳槽与吸附孔之间设有若干气槽，所述增稳槽与吸附孔之间通过气槽连通。增设增稳槽，增稳槽与吸附孔之间通过气槽连通，当真空泵工作的时候，增稳槽与吸附孔之间的气压同时减小，增稳槽的面积较大，因此工件与增稳槽之间的吸附面积较大，从而可以增大工件被底座吸附的力，提高了工件的稳定性。

作为优选，所述增稳槽为圆环形，所述增稳槽的圆心位于吸附孔处。增稳槽为圆形，可以使得增稳槽对工件的吸附力对称性较好。

作为另选，本发明中的贴紧装置还可以是：贴紧装置包括若干伸缩柱及真空泵，所述伸缩柱内从其一端到另一端设有第一气道，所述第一气道顶端为封闭端，所述伸缩柱底端固接在底座上，所述伸缩柱顶端设有电磁铁，所述电磁铁连接有电磁控制系统，所述第一气道与真空泵连接。电磁控制系统打开，电磁铁将掩膜板吸附住，真空泵启动，真空泵减小第一气道内的压力，伸缩柱缩短，掩膜板下降，最终掩膜板将工件压紧在底座上。

本发明的有益效果是：（1）本发明中，掩膜板依靠贴紧装置的吸力紧紧的抵靠在工件上，掩膜板靠近射流柱的一侧的射流面平整，避免多余的结构干扰射流场，具有很好的射流加工精度；（2）当真空泵工作的时候，吸附孔气压减小，在大气压作用下，工件被吸附在底座上，从而可以防止工件在底座上乱动，进一步提高射流加工的精度。

附图说明

图1为本发明实施例一使用时的结构示意图；

图2为本发明实施例一使用时的俯视图；

图3为图2沿着A-A线剖切得到的剖视图；

图4为图2沿着B-B线剖切得到的剖视图；

图5为本发明实施例一的结构示意图；

图6为本发明实施例二的剖视图。

图中：底座1、掩膜板3、伸缩柱4、导向柱5、导向套6、第一气道7、第二气道8、套孔9、抽气孔10、第三气道11、工件12、吸附孔13、调压螺栓14、增稳槽15、气槽16、电磁铁17、第四气道18。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细阐述：

实施例一：

图1至图5为一种用于射流加工的掩膜板夹具，包括用于摆放工件12的底座1，底座1上设有导向柱5，导向柱5底端固接在底座1上，，导向柱5顶端套设有一个导向套6，导向柱5与导向套6滑动连接，导向柱5内从其一端到另一端设有第二气道8，导向套6包括套孔9，套孔9顶端抵靠在掩膜板3下侧从而使得套孔9顶端成为封闭端，第二气道8顶端从套孔9底端插入套孔9，第二气道8与套孔9共同组成第一气道7，第二气道8底端与一个真空泵连接。底座1上设有抽气孔10及第三气道11，抽气孔10与真空泵连接，第三气道11一端与抽气孔10连通，第三气道11另一端与第一气道7底端连通。底座1在第一气道7底端处均设有调压螺栓14，调压螺栓位于底座侧面，调压螺栓14与底座1螺纹配合，当调压螺栓14拧紧时，调压螺栓14的螺柱抵靠在第一气道7底端，第三气道11与第一气道7断开。底座1上侧设有用于吸附工件12的吸附孔13，吸附孔13与真空泵连接。底座1内设有第四气道18，吸附孔13与抽气孔10通过第四气道18连接。底座1在吸附孔13附近设有增稳槽15，增稳槽15与吸附孔13之间设有若干气槽16，增稳槽15与吸附孔13之间通过气槽16连通。增稳槽为圆环形，所述增稳槽的圆心位于吸附孔处。

本实施例使用时：底座通过压块或者电磁吸盘等方式安装在机床工作台上，抽气孔与真空泵连接，工件放置在底座的吸附孔上，将调压螺栓拧紧，打开真空泵，工件在增稳槽及吸附孔的作用下被吸附在底座上，然后将掩膜板放置在导向套顶端，然后拧松调压螺栓，导向套吸附住掩膜板，导向套下滑，掩膜板不断下移，最终掩膜板抵靠在工件上，通过调节调压螺栓的松紧，可以调节掩膜板与工件之间的压力。

实施例二：

图6为本实施例的结构示意图，本实施例与实施例一基本一致，不同之处在于：第一气道7顶端为封闭端，伸缩柱4底端固接在底座1上，伸缩柱4顶端设有电磁铁17，电磁铁17连接有电磁控制系统，第一气道7与真空泵连接。

本实施例使用时：先将工件放置在底座上，然后通过电磁控制系统控制电磁铁将掩膜板吸附在伸缩柱顶端，然后打开真空泵，伸缩柱缩短，最终掩膜板抵靠在工件上，并将工件压紧在底座上。

Claims (8)

1.一种用于射流加工的掩膜板夹具，包括用于摆放工件（12）的底座（1），其特征在于，所述底座（1）上设有用于将掩膜板（3）贴紧到工件（12）上的贴紧装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于射流加工的掩膜板夹具，其特征在于，所述贴紧装置包括若干伸缩柱（4）及真空泵，所述伸缩柱（4）底端固接底座（1）上，所述伸缩柱（4）内从其一端到另一端设有第一气道（7），所述第一气道（7）底端与真空泵连接，所述伸缩柱（4）顶端抵靠在掩膜板（3）下侧从而使得第一气道（7）顶端成为封闭端。

3.根据权利要求2所述的一种用于射流加工的掩膜板夹具，其特征在于，所述伸缩柱（4）包括一根导向柱（5），所述导向柱（5）底端固接在底座（1）上，所述导向柱（5）顶端套设有一个导向套（6），所述导向柱（5）与导向套（6）滑动连接，所述导向柱（5）内从其一端到另一端设有第二气道（8），所述导向套（6）包括套孔（9），所述套孔（9）顶端抵靠在掩膜板（3）下侧从而使得套孔（9）顶端成为封闭端，所述第二气道（8）顶端从套孔（9）底端插入套孔（9），所述第二气道（8）与套孔（9）共同组成第一气道（7），所述第二气道（8）底端与真空泵连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于射流加工的掩膜板夹具，其特征在于，所述底座（1）上设有抽气孔（10）及第三气道（11），所述抽气孔（10）与真空泵连接，所述第三气道（11）一端与抽气孔（10）连通，所述第三气道（11）另一端与第一气道（7）底端连通。

5.根据权利要求2或3所述的一种用于射流加工的掩膜板夹具，其特征在于，所述底座（1）在第一气道（7）底端处均设有调压螺栓（14），所述调压螺栓（14）与底座（1）螺纹配合，当调压螺栓（14）拧紧时，所述调压螺栓（14）的螺柱抵靠在第一气道（7）底端，所述第三气道（11）与第一气道（7）断开。

6.根据权利要求2或3任意一项所述的一种用于射流加工的掩膜板夹具，其特征在于，所述底座（1）上侧设有第四气道（18）及用于吸附工件（12）的吸附孔（13），所述吸附孔（13）通过第四气道（18）与真空泵连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于射流加工的掩膜板夹具，其特征在于，所述底座（1）在吸附孔（13）附近设有增稳槽（15），所述增稳槽（15）与吸附孔（13）之间设有若干气槽（16），所述增稳槽（15）与吸附孔（13）之间通过气槽（16）连通。

8.根据权利要求1所述的一种用于射流加工的掩膜板夹具，其特征在于，所述贴紧装置包括若干伸缩柱（4）及真空泵，所述伸缩柱（4）内从其一端到另一端设有第一气道（7），所述第一气道（7）顶端为封闭端，所述伸缩柱（4）底端固接在底座（1）上，所述伸缩柱（4）顶端设有电磁铁（17），所述电磁铁（17）连接有电磁控制系统，所述第一气道（7）与真空泵连接。