CN113211006A - 一种机械手臂的凸台倾角加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手臂的凸台倾角加工方法，旨在解决现在对凸台采用立铣刀的加工方式会影响圆度和圆柱度，导致不良率高的不足。该发明对凸台进行加工，凸台包括凸台本体和凸台本体下方的加工底面，步骤包括：（1）选用外径镗刀对凸台进行半精加工，所述外径镗刀加工至凸台本体根部形成有圆角；（2）选用铣刀对步骤（1）加工出的圆角和加工底面削切并在凸台本体靠近根部位置形成有倒斜角；（3）选用外径镗刀对凸台本体进行精加工。通过镗刀和铣刀的配合，保证了凸台的圆度和圆柱度，提高了产品的良率，通过负压通道利用负压实现断屑，结构简单，避免断屑干涉主轴，划伤凸台外围的壳体。

Description

一种机械手臂的凸台倾角加工方法

技术领域

本发明涉及机械制造领域，更具体地说，它涉及一种机械手臂的凸台倾角加工方法。

背景技术

自上世纪四十年代,贝尔实验室的肖特莱等人制造了人类第一个晶体管.半个世纪以来,半导体产业蓬勃发展,预计到2030年,将会成为世界第一大产业，随着晶圆生产的产量和尺寸的不断增加，对晶圆的传输速度、精度要求也日益提高，硅片传输机械手即机械手臂（ARM）是半导体工艺链中硅片传输和定位的核心设备,直接影响工艺质量和生产效率.然而在先进自动化装备研制方面,市场主要依赖国外进口.因此半导体全自圆片传输机械手的研究对我国半导体产业的发展具有重要意义。

由于机械手臂关节部位精度要求高，且根部加工后不能留有圆角。传统加工方法只能采用立铣刀精加工外径，虽然能保证加工后凸台根部没有圆角，但机床和刀具对圆度和圆柱度影响很大，加工后圆度和尺寸容易超差造成不良报废。

中国专利公告号CN101450522，名称为机壳的凸台成型方法，该申请案公开了一种机壳的凸台成型方法，是于用来射出成型机壳的模具中，在公模设有顶端具有凸部的凸柱，而在母模设有圆角结构的凹槽、及凹槽底端设有一贯孔，以于注入塑料至该模腔后，在该公模与母模之间形成一机壳、及连接该机壳并介于该凸柱与该凹槽之间的凸台，并使该凸台顶面呈中央凹陷的段落差并具有圆角结构的端角，避免现有技术中凸台存在毛边及段差而导致后续电镀性能不良、以及增加阻抗并影响抗电磁干扰效应效果的问题。它具有加工时会产生圆角，并且圆度和圆柱度无法保证，导致良率较低的不足。

发明内容

本发明克服了现在对凸台采用立铣刀的加工方式会影响圆度和圆柱度，导致不良率高的不足，提供了一种机械手臂的凸台倾角加工方法，它能很好的保证圆度和圆柱度，提升良率。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种机械手臂的凸台倾角加工方法，凸台包括凸台本体和凸台本体下方的加工底面，步骤包括：

（1）选用外径镗刀对凸台进行半精加工，所述外径镗刀加工至凸台本体根部形成有圆角；

（2）选用铣刀对步骤（1）加工出的圆角和加工底面削切并在凸台本体靠近根部位置形成有倒斜角；

（3）选用外径镗刀对凸台本体进行精加工。

相比铣刀，采用外径镗刀粗加工时，会在凸台的底部形成内凹的圆角，因此，使用铣刀消除圆角的同时，对凸台的底面进行插补切削，铣刀在加工过程中对凸台本体的根部位置和加工底面切削。然后，再次选用外径镗刀对凸台本体的侧壁进行精加工，在加工过程中仅切削凸台本体，并不到达根部位置，避免再次实现圆角。镗刀第一次加工时，凸台本体的外径较图纸尺寸更大，铣刀加工时，凸台本体根部从上到下外径尺寸从大于图纸尺寸逐渐过渡到小于图纸尺寸，在镗刀精加工时，切削超出凸台本体大于图纸尺寸部分，使得凸台本体符合图纸要求。通过该方法保证了凸台的圆度和圆柱度，提高了产品加工的良率。仅通过两把刀的配合加工，完成加工，具有较高的加工效率。

作为优选，所述铣刀为燕尾铣刀，燕尾铣刀的自由端到固定端倾斜并设有斜角。自由端宽而自由端细，通过所述斜角，使得切削时在凸台本体的根部形成上粗下细的形状，粗的位置与镗刀粗加工时相同，细的位置较图纸尺寸更细。

作为优选，倒斜角倾斜的角度为15度。上述结构实现了铣刀在切削时到达对应的吃刀量需要较长的行程，充分切削圆角。

作为优选，所述铣刀靠近自由端设有直边。所述直边位置切削的凸台本体对应的即是凸台本体的最下端，该位置设置为小于图纸尺寸0.02mm，避免圆度偏差造成装配干涉。在其上的凸台本体的尺寸从小于图纸尺寸0.02mm过渡到大于图纸尺寸。

作为优选，外径镗刀选用R0.2mm刀片。

作为优选，在步骤（2）中铣刀中的直边对凸台本体侧壁切削且凸台对应直边的直径较图纸尺寸小0.02mm。该结构用于避免圆度偏差造成装配干涉，提高产品良率。

作为优选，步骤（1）中的外径镗刀对凸台本体的加工余量为0.1mm。

作为优选，步骤（3）中的外径镗刀切削凸台本体至加工底面0.02mm处停止并偏心移出。上述步骤避免精加工时再次产生圆角。

作为优选，外径镗刀中设有负压通道，所述外径镗刀在转动路径的切向方向设有进风口，进风口布置在外径镗刀的迎风面上，进风口与所述负压通道连通，负压通道另一端的出口为出风口，出风口的轴向方向与外径镗刀的内侧面平行，所述外径镗刀的内侧面上设有用于断屑的断屑凸块。由于产品的凸台外围还具有对应的壳体，在镗刀加工时会产生切屑，如果受限于加工条件，切屑为较长的带状就会划伤壳体、缠绕在主轴上，为了避免这种情况，设置在断屑结构。进风口面向转动路径的切向方向，进风量达到最大，进入的风从负压通道排出，与外径镗刀靠近凸台的面，即内侧面平行。当风速越快，其压力越小，对应的切屑会周期性的被吸向内侧面，撞击到断屑凸块，然后断裂，完成断屑工作。

作为优选，负压通道的进风口较出风口的口径更大。出风口的风速较进风口的流速更快，形成更大的负压。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）通过镗刀和铣刀的配合，保证了凸台的圆度和圆柱度，提高了产品的良率；（2）通过负压通道利用负压实现断屑，结构简单，避免断屑干涉主轴，划伤凸台外围的壳体。

附图说明

图1是本发明的工件的立体图；

图2是本发明的铣刀加工工件的示意图；

图3是本发明的铣刀加工后工件的示意图；

图4是图3中A处的放大图；

图5是本发明的镗刀加工工件的示意图；

图6是实施例2中的镗刀刀体的示意图；

图中：凸台本体1、加工底面2、外径镗刀3、铣刀4、倒斜角5、直边6、负压通道7、进风口8、出风口9、断屑凸块10、导风槽11。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

实施例1：

一种机械手臂的凸台倾角加工方法，如图1至5所示，通过外径镗刀3和铣刀4进行加工，所述铣刀4为燕尾铣刀4，燕尾铣刀4的自由端到固定端倾斜并设有斜角。自由端宽而自由端细，通过所述斜角，使得切削时在凸台本体1的根部形成上粗下细的形状，粗的位置与镗刀粗加工时相同，细的位置较图纸尺寸更细。倒斜角5倾斜的角度为15度。上述结构实现了铣刀4在切削时到达对应的吃刀量需要较长的行程，充分切削圆角。所述铣刀4靠近自由端设有直边6。所述直边6位置切削的凸台本体1对应的即是凸台本体1的最下端，该位置设置为小于图纸尺寸0.02mm，避免圆度偏差造成装配干涉。在其上的凸台本体1的尺寸从小于图纸尺寸0.02mm过渡到大于图纸尺寸。外径镗刀3选用R0.2mm刀片。

凸台包括凸台本体1和凸台本体1下方的加工底面2，步骤包括：

（1）选用外径镗刀3对凸台进行半精加工，所述外径镗刀3加工至凸台本体1根部形成有圆角，对凸台本体1的加工余量为0.1mm；

（2）选用铣刀4对步骤（1）加工出的圆角和加工底面2削切并在凸台本体1靠近根部位置形成有倒斜角5，铣刀4中的直边6对凸台本体1侧壁切削且凸台对应直边6的直径较图纸尺寸小0.02mm；

（3）选用外径镗刀3对凸台本体1进行精加工，外径镗刀3切削凸台本体1至加工底面20.02mm处停止并偏心移出。

相比铣刀4，采用外径镗刀3粗加工时，会在凸台的底部形成内凹的圆角，因此，使用铣刀4消除圆角的同时，对凸台的底面进行插补切削，铣刀4在加工过程中对凸台本体1的根部位置和加工底面2切削。然后，再次选用外径镗刀3对凸台本体1的侧壁进行精加工，在加工过程中仅切削凸台本体1，并不到达根部位置，避免再次实现圆角。镗刀第一次加工时，凸台本体1的外径较图纸尺寸更大，铣刀4加工时，凸台本体1根部从上到下外径尺寸从大于图纸尺寸逐渐过渡到小于图纸尺寸，在镗刀精加工时，切削超出凸台本体1大于图纸尺寸部分，使得凸台本体1符合图纸要求。通过该方法保证了凸台的圆度和圆柱度，提高了产品加工的良率。仅通过两把刀的配合加工，完成加工，具有较高的加工效率。

实施例2：

如图6所示，本实施例在实施例1的基础上还具有：外径镗刀3中设有负压通道7，所述外径镗刀3在转动路径的切向方向设有进风口8，进风口8布置在外径镗刀3的迎风面上，进风口8与所述负压通道7连通，负压通道7另一端的出口为出风口9，负压通道7的进风口8较出风口9的口径更大。出风口9的风速较进风口8的流速更快，形成更大的负压。出风口9的轴向方向与外径镗刀3的内侧面平行，所述外径镗刀3的内侧面上设有用于断屑的断屑凸块10。内侧面对应出风口位置设有对应的导风槽11，进一步的提高风速，提高负压。

由于产品的凸台外围还具有对应的壳体，在镗刀加工时会产生切屑，如果受限于加工条件，切屑为较长的带状就会划伤壳体、缠绕在主轴上，为了避免这种情况，设置在断屑结构。进风口8面向转动路径的切向方向，进风量达到最大，进入的风从负压通道7排出，与外径镗刀3靠近凸台的面，即内侧面平行。当风速越快，其压力越小，对应的切屑会周期性的被吸向内侧面，撞击到断屑凸块10，然后断裂，完成断屑工作。

以上所述的实施例只是本发明的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，凸台包括凸台本体和凸台本体下方的加工底面，步骤包括：

（1）选用外径镗刀对凸台进行半精加工，所述外径镗刀加工至凸台本体根部形成有圆角；

（2）选用铣刀对步骤（1）加工出的圆角和加工底面削切并在凸台本体靠近根部位置形成有倒斜角；

（3）选用外径镗刀对凸台本体进行精加工。

2.根据权利要求1所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，所述铣刀为燕尾铣刀，燕尾铣刀的自由端到固定端倾斜并设有斜角。

3.根据权利要求2所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，倒斜角倾斜的角度为15度。

4.根据权利要求2所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，所述铣刀靠近自由端设有直边。

5.根据权利要求1所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，外径镗刀选用R0.2mm刀片。

6.根据权利要求4所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，在步骤（2）中铣刀中的直边对凸台本体侧壁切削且凸台对应直边的直径较图纸尺寸小0.02mm。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，步骤（1）中的外径镗刀对凸台本体的加工余量为0.1mm。

8.根据权利要求6所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，步骤（3）中的外径镗刀切削凸台本体至加工底面0.02mm处停止并偏心移出。

9.根据权利要求1所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，外径镗刀中设有负压通道，所述外径镗刀在转动路径的切向方向设有进风口，进风口布置在外径镗刀的迎风面上，进风口与所述负压通道连通，负压通道另一端的出口为出风口，出风口的轴向方向与外径镗刀的内侧面平行，所述外径镗刀的内侧面上设有用于断屑的断屑凸块。

10.根据权利要求9所述的一种机械手臂的凸台倾角加工方法，其特征是，负压通道的进风口较出风口的口径更大。

Images