CN114603313A - 一种薄壁件加工方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种薄壁件加工方法及其应用,所述薄壁件加工方法包括以下步骤:第一加热使填充介质熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后填充介质冷却凝固,对薄壁件半成品进行机加工,第二加热使填充介质熔化后取出,得到薄壁件。本发明所述薄壁件加工方法通过加热熔化、冷却凝固、机加工与熔化取件,完美的将薄壁件加工的每一个环节细致化,完全锁死产品移动,抑制震刀的发生,极大的保证了平面度及形位公差,能够实现半导体精密薄壁件的加工;本发明所述薄壁件加工方法简单便捷、实用性较强、加工精度较高。
Description
技术领域
本发明属于半导体精密加工技术领域,涉及,尤其涉及一种薄壁件加工方法及其应用。
背景技术
薄壁零件已经日益广泛的应用在各工业部门,因为它具有重量轻,节约材料,结构紧凑等特点,但由于薄壁零件的自身特点,在实际操作时会受切削力、切削热、机床夹具、刀具等多方面的因素影响,使得薄壁零件的车、铣加工在机械加工变成一个很棘手的问题,原因是薄壁零件刚性差,强度弱,在加工中极容易变形,使零件的形位误差增大,不易保证零件的加工质量。
随着半导体精密加工领域的不断发展,对与之配套的工艺及方法也需要不断升级,薄壁件的机加工就是其中之一,传统的机加工在薄壁件方面无法加工,变形、震刀、破壁、偏心,虽也可达到加工的目的,但存在诸多缺点,产品报废率高、精度更是达不到,影响了机加工金属薄壁件的局限性。在机加工过程中需要得到的薄壁件的厚度过薄且空间较大,在加工过程中容易发生震刀并产生变形,从而无法加工。
CN109277885A公开了一种碳化钨涂层薄壁导筒的磨削方法,它具体涉及一种碳化钨涂层薄壁导筒与夹具的磨削方法;一种夹具的磨削方法,通过操作磨床对夹具进行磨削,提高了工件的定位精度;一种碳化钨涂层薄壁导筒的磨削方法,基于对所述碳化钨涂层薄壁导筒外轮廓(外圆、过渡圆角、端面、端面倒角)的磨削技术要求确定磨削加工工艺参数,并对碳化钨涂层薄壁导筒外轮廓进行磨削过程控制。但是该方法过于复杂,设备的制造成本过高且无法适用于半导体精密加工领域。
CN105436823B公开了一种控制薄壁零件加工变形的方法属机械加工技术领域。按照以下步骤进行:配比并融化填充剂:按质量百分比为固体石蜡∶液体石蜡∶松香∶甘油酯=9~10:1:1~1.5:1~1.5;将固体石蜡加热使固体石蜡有一半融化成液体,加入液体石蜡,边搅拌加入松香甘油酯的混合粉,加热直到完全融化成液体;浇注填充剂:对需要浇注的零件进行保护,将上述液体填充剂冷却5-10分钟后进行浇注,浇注1/4体积后冷却3分钟,待液体不流淌后继续浇注1/4体积,重复此步骤直到浇注将需要支撑的部位完全覆盖为止;浇注完成后自然温度下冷却6-8小时,方可进行后续的机械加工。但是,该控制薄壁零件加工变形的方法比较复杂且无法保证薄壁件的平面度。
CN108296723A公开了一种薄壁零件加工方法,其特征是它包括以下步骤:首先,完成薄壁零件内壁加工;其次,利用试切测试或仿真软件获薄壁零件外壁加工时的压力值;第三,利用工装夹具对薄壁零件需加工薄壁所在的腔体进行密封,并在密封腔中安装压力传感器;第四,向密封腔中加注能产生压力的介质;第五,对介质加压或降温以使介质对密封腔产生足够的压力来平衡切削加工时对薄壁产生的易导致其变形的压力;第六,进行切削加工,直接加工结束;第七,按照零件加工时效原理,缓慢释放密封腔压力到常压,撤除密封用的工装夹具。但是,该薄壁零件加工方法需要控制压力,这对加工条件的要求较为苛刻,无法适用于精密薄壁件的加工且成本较高。
目前公开的薄壁件加工方法都有一定的缺陷,存在着加工方法复杂、成本较高、加工条件苛刻、无法进行薄壁件的精密加工且误差大的问题。因此,开发一种新型的薄壁件加工方法至关重要。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种薄壁件加工方法及其应用,本发明所述薄壁件加工方法通过加热熔化、冷却凝固、机加工与熔化取件,完美的将薄壁件加工的每一个环节细致化,完全锁死产品移动,抑制震刀的发生,极大的保证了平面度及形位公差,能够实现半导体精密薄壁件的加工;本发明所述薄壁件加工方法简单便捷、实用性较强、加工精度较高。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种薄壁件加工方法,所述薄壁件加工方法包括以下步骤:
第一加热使填充介质熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后填充介质冷却凝固,对薄壁件半成品进行机加工,第二加热使填充介质熔化后取出,得到薄壁件。
本发明所述薄壁件加工方法通过加热熔化、冷却凝固、机加工与熔化取件,完美的将薄壁件加工的每一个环节细致化,完全锁死产品移动,抑制震刀的发生,极大的保证了平面度及形位公差,能够实现半导体精密薄壁件的加工;本发明所述薄壁件加工方法简单便捷、实用性较强、加工精度较高。
作为本发明一种优选的技术方案,所述填充介质包括石蜡、石膏或琼脂中的任意一种或至少两种的组合,例如可以是石蜡和石膏的组合,石膏和琼脂的组合,石蜡和琼脂,或石蜡、石膏和琼脂的组合。
优选地,所述填充介质为石蜡。
本发明所述石蜡的熔点57~63℃,在常温下为凝固状态,在70℃以上加热后呈液态,可完美的渗透在薄壁件的每一个缝隙,温度降低后凝固,能够对产品加工过程的受力起到分担及固定作用,完成薄壁件产品的精密加工。
作为本发明一种优选的技术方案,所述薄壁件包括由若干个薄壁单元组成的格栅结构。
优选地,所述薄壁单元包括筒形或棱柱形。
优选地,所述棱柱形包括空心六棱柱。
作为本发明一种优选的技术方案,所述第一加热为恒温加热。
作为本发明一种优选的技术方案,所述第一加热的温度为70~150℃,例如可以是70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案,所述冷却凝固的温度为-50~50℃,例如可以是-50℃、-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、25℃、30℃、40℃、或50℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案,所述第一加热前用夹具固定薄壁件半成品。
本发明所述夹具可以固定薄壁件半成品,使薄壁件半成品更加平整地铺设于一个平面上,从而保证薄壁件的平面度。
优选地,所述夹具的数量为2~10个,例如可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案,所述冷却凝固与机加工之间还包括:对薄壁件半成品进行定位装夹。
本发明所述定位装夹可以将薄壁件半成品更好地固定于机床上,减弱薄壁件半成品在机加工中发生的偏振。
作为本发明一种优选的技术方案,所述第二加热的温度为70~150℃,例如可以是70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述第二加热后清洗薄壁件表面填充介质。
第二方面,本发明提供了一种第一方面所述的薄壁件加工方法的应用,所述薄壁件加工方法用于制备薄壁件。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明所述薄壁件加工方法通过加热熔化、冷却凝固、机加工与熔化取件,完美的将薄壁件加工的每一个环节细致化,完全锁死产品移动,抑制震刀的发生,极大的保证了平面度及形位公差,能够实现半导体精密薄壁件的加工;本发明所述薄壁件加工方法简单便捷、实用性较强、加工精度较高。
附图说明
图1为本发明实施例1-6提供的薄壁件加工方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种薄壁件加工方法,所述薄壁件加工方法如图1所示,包括以下步骤:
用6个夹具固定由若干个空心六棱柱组成的格栅结构半成品,在70~150℃恒温条件下进行第一加热使石蜡熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后石蜡在-50~50℃条件下进行冷却凝固,对薄壁件半成品进行定位装夹后进行机加工,在70~150℃条件下进行第二加热使石蜡熔化后取出,清洗薄壁件表面石蜡,得到薄壁件。
实施例2
本实施例提供了一种薄壁件加工方法,所述薄壁件加工方法如图1所示,包括以下步骤:
用4个夹具固定由若干个空心四棱柱组成的格栅结构半成品,在70~150℃恒温条件下进行第一加热使石蜡熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后石蜡在-50~50℃条件下进行冷却凝固,对薄壁件半成品进行定位装夹后进行机加工,在70~150℃条件下进行第二加热使石蜡熔化后取出,清洗薄壁件表面石蜡,得到薄壁件。
实施例3
本实施例提供了一种薄壁件加工方法,所述薄壁件加工方法如图1所示,包括以下步骤:
用2个夹具固定由若干个空心三棱柱组成的格栅结构半成品,在70~150℃恒温条件下进行第一加热使石膏熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后石膏在-50~50℃条件下进行冷却凝固,对薄壁件半成品进行定位装夹后进行机加工,在70~150℃条件下进行第二加热使石膏熔化后取出,清洗薄壁件表面石膏,得到薄壁件。
实施例4
本实施例提供了一种薄壁件加工方法,所述薄壁件加工方法如图1所示,包括以下步骤:
用10个夹具固定由若干个空心八棱柱组成的格栅结构半成品,在70~150℃恒温条件下进行第一加热使琼脂熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后琼脂在-50~50℃条件下进行冷却凝固,对薄壁件半成品进行定位装夹后进行机加工,在70~150℃条件下进行第二加热使琼脂熔化后取出,清洗薄壁件表面琼脂,得到薄壁件。
实施例5
本实施例提供了一种薄壁件加工方法,所述薄壁件加工方法如图1所示,包括以下步骤:
用8个夹具固定由若干个筒形组成的格栅结构半成品,在70~150℃恒温条件下进行第一加热使石蜡熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后石蜡在-50~50℃条件下进行冷却凝固,对薄壁件半成品进行定位装夹后进行机加工,在70~150℃条件下进行第二加热使石蜡熔化后取出,清洗薄壁件表面石蜡,得到薄壁件。
实施例6
本实施例提供了一种薄壁件加工方法,除省略用6个夹具固定薄壁件半成品外,其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种薄壁件加工方法,除省略在70~150℃恒温条件下进行第一加热使石蜡熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后石蜡在-50~50℃条件下进行冷却凝固外,即省略第一加热使填充介质熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后填充介质冷却凝固外,其余均与实施例1相同。
对实施例1-8与对比例1得到的薄壁件的厚度及平面度进行检测,所得结果如表1所示。
表1
由表1的数据可得:
(1)实施例1-5中得到的薄壁件的尺寸偏差较小,平面度较高,本发明所述薄壁件加工方法通过加热熔化、冷却凝固、机加工与熔化取件,完美的将薄壁件加工的每一个环节细致化,完全锁死产品移动,抑制震刀的发生,极大的保证了平面度及形位公差,能够实现半导体精密薄壁件的加工;本发明所述薄壁件加工方法简单便捷、实用性较强、加工精度较高。
(2)通过实施例1与实施例6的对比可知,用夹具固定薄壁件半成品能够提升薄壁件的加工精度;本发明所述夹具可以固定薄壁件半成品,使薄壁件半成品更加平整地铺设于一个平面上,从而保证薄壁件的平面度。
(3)通过实施例1与对比例1的对比可知,使用填充介质能够增强薄壁件的加工精度;本发明所述填充介质在熔化后在常温下为凝固状态,在70℃以上加热后呈液态,可完美的渗透在薄壁件的每一个缝隙,温度降低后凝固,能够对产品加工过程的受力起到分担及固定作用,保证薄壁件的加工精度。
综上所述,本发明所述薄壁件加工方法通过加热熔化、冷却凝固、机加工与熔化取件,完美的将薄壁件加工的每一个环节细致化,完全锁死产品移动,抑制震刀的发生,极大的保证了平面度及形位公差,能够实现半导体精密薄壁件的加工;本发明所述薄壁件加工方法简单便捷、实用性较强、加工精度较高。
申请人声明,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,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种薄壁件加工方法,其特征在于,所述薄壁件加工方法包括以下步骤:
第一加热使填充介质熔化并填充至薄壁件半成品内部,随后填充介质冷却凝固,对薄壁件半成品进行机加工,第二加热使填充介质熔化后取出,得到薄壁件。
2.根据权利要求1所述的薄壁件加工方法,其特征在于,所述填充介质包括石蜡、石膏或琼脂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述填充介质为石蜡。
3.根据权利要求1或2所述的薄壁件加工方法,其特征在于,所述薄壁件包括由若干个薄壁单元组成的格栅结构;
优选地,所述薄壁单元包括筒形或棱柱形;
优选地,所述棱柱形包括空心六棱柱。
4.根据权利要求1-3任一项所述的薄壁件加工方法,其特征在于,所述第一加热为恒温加热。
5.根据权利要求1-4任一项所述的薄壁件加工方法,其特征在于,所述第一加热的温度为70~150℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的薄壁件加工方法,其特征在于,所述冷却凝固的温度为-50~50℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的薄壁件加工方法,其特征在于,所述第一加热前用夹具固定薄壁件半成品;
优选地,所述夹具的数量为2~10个。
8.根据权利要求1-7任一项所述的薄壁件加工方法,其特征在于,所述冷却凝固与机加工之间还包括:对薄壁件半成品进行定位装夹。
9.根据权利要求1-8任一项所述的薄壁件加工方法,其特征在于,所述第二加热的温度为70~150℃;
优选地,所述第二加热后清洗薄壁件表面填充介质。
10.一种权利要求1-9任一项所述的薄壁件加工方法的应用,其特征在于,所述薄壁件加工方法用于制备薄壁件。
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