CN115366005B - 一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，底座的顶部设置有向上布置的主轴，主轴的外圈固定有螺纹套，螺纹套的外圈中部通过螺母连接外齿轮升降套的内圈，螺纹套与螺母采用梯形螺纹旋合，外齿轮升降套的外圈上部通过轴承与外齿轮座连接，外齿轮座上安装有外齿轮，外齿轮通过第一电机驱动；外齿轮升降套的底面与外齿轮升降齿轮连接，外齿轮升降齿轮通过第二电机驱动。本发明通过第二电机驱动外齿轮升降齿轮，从而带动外齿轮升降套及螺母沿着螺纹套的螺纹段进行螺纹升降，螺纹套与螺母采用梯形螺纹传动，加工精度高，承载能力好，使用寿命长，可测量性好，传动平稳性高，满足了功能和精度要求。
Description
技术领域
本发明涉及研磨抛光技术领域，具体涉及一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构。
背景技术
目前，在半导体单晶硅，碳化硅晶圆制备过程中需要应用的研磨抛光设备，该设备具有对晶圆加工需要的研磨抛光工具，以及用于隔离和限制加工时晶圆位置的载具，存在以下技术缺陷：该设备驱动载具旋转的外部机构外齿轮除需要具有旋转功能，还需要升降上下料功能；考虑到晶圆设备的精密性，以及加工产品本身的尺寸厚度，形位精度等要求，在升降功能上还需要满足其运动精度、平稳性以及同步性要求。
如何在满足设备的旋转及升降功能的同时满足精度要求，如何避免升降机构在机构长时间运动中卡死，成为急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，以解决上述至少一种技术问题。
本发明的技术方案是：一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，包括底座，所述底座的顶部设置有向上布置的主轴，主轴的外圈固定有螺纹套，螺纹套的外圈中部通过螺母连接外齿轮升降套的内圈，螺纹套与螺母采用梯形螺纹旋合，外齿轮升降套的外圈上部通过轴承与外齿轮座连接，外齿轮座上安装有外齿轮，外齿轮通过第一电机驱动；外齿轮升降套的底面与外齿轮升降齿轮连接，外齿轮升降齿轮通过第二电机驱动。
本发明采用第一电机驱动外齿轮，从而带动外齿轮座沿着主轴旋转；通过第二电机驱动外齿轮升降齿轮，从而带动外齿轮升降套及螺母沿着螺纹套的螺纹段进行螺纹升降，螺纹套与螺母采用梯形螺纹传动，加工精度高，承载能力好，使用寿命长，可测量性好，传动平稳性高，满足了功能和精度要求，对于半导体晶圆产品的制备，起到了提升设备运行平稳性，可靠性，保证了对加工产品的精密、高质量要求。
优选，所述螺纹套的下部设置有圆柱形凸台，圆柱形凸台端面上设置有四个绕圆周均布的排屑槽，所有排屑槽均为上下贯通的通孔，圆柱形凸台靠近螺母一侧的端面上设置有环形的斜坡。
本发明采用排屑槽及斜坡联通的结构，贯穿于螺纹传导轴向，形成良好的导通空间，在机构长时间往复运动中，由于存在机械磨损，金属材料之间会积累一定的磨损物质，螺母产生的铜屑下落到斜坡中，再由四处排屑槽排出到外面，避免了铜屑过量引起螺纹或导向卡死。
附图说明
图1为本发明安装结构的主视图。
图2为图1的A局部放大图。
图中：1.底座；2.螺纹套；3.螺母；4.上导向套；5.下导向套；6.外齿轮升降套；7.外齿轮升降齿轮；8.外齿轮驱动齿轮；9.轴承；10.轴承上压板；11.轴承下压板；12.外齿轮座；13.外齿轮；14.上限位；15.下限位；16.调节连接板；201.排屑槽；202.斜坡。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参阅图1-2，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例一、一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，参考图1，包括底座1，底座1采用铸铁件，所述底座1的顶部设置有向上布置的主轴，主轴的外圈固定有螺纹套2，螺纹套2采用45号钢材质热装在铸件底座1的主轴上面固定成一个组合零件，抗拉强度高；螺纹套2的外圈中部设置有螺纹段，螺纹段通过螺母3连接外齿轮升降套6的内圈，螺纹套2与螺母3采用梯形螺纹旋合，螺母3采用铝青铜材质，提高了螺纹强度和耐磨性；外齿轮升降套6的外圈上部通过轴承9与外齿轮座12连接，外齿轮座12上安装有外齿轮13，外齿轮13通过第一电机驱动；外齿轮升降套6的底面与外齿轮升降齿轮7连接，外齿轮升降齿轮7通过第二电机驱动。本发明采用第一电机驱动外齿轮，从而带动外齿轮座沿着主轴旋转；通过第二电机驱动外齿轮升降齿轮，从而带动外齿轮升降套及螺母沿着螺纹套的螺纹段进行螺纹升降，螺纹套与螺母采用梯形螺纹传动，加工精度高，承载能力好，使用寿命长，可测量性好，传动平稳性高，满足了功能和精度要求，对于半导体晶圆产品的制备，起到了提升设备运行平稳性，可靠性，保证了对加工产品的精密、高质量要求。
实施例二、在实施例一的基础上，所述外齿轮升降套6的上部设置有轴承上压板10，外齿轮升降套6的外圈上部设置有定位轴肩，轴承上压板10与定位轴肩对轴承9的内圈进行限位。所述外齿轮座12的底面设置有沉台，外齿轮座12的底面还设置有轴承下压板11，沉台与轴承下压板11对轴承9的外圈进行限位。本发明采用轴承的内圈安装在外齿轮升降套上，轴承的外圈安装在外齿轮座上，外齿轮座上面安装了外齿轮，轴承再由轴承上压板，轴承下压板上下压紧，轴承分别是轴向和径向的旋转精度保证。
实施例三、在实施例二的基础上，所述轴承下压板11的下方与外齿轮驱动齿轮8连接，外齿轮驱动齿轮8的内圈与外齿轮升降套6的外圈接触。本发明采用外齿轮驱动齿轮安装在轴承下压板上，第一电机驱动外齿轮旋转时带动外齿轮驱动齿轮旋转，外齿轮驱动齿轮的内圈与外齿轮升降套的外圈接触，对外齿轮驱动齿轮进行支撑。
实施例四、在实施例一的基础上，所述螺纹套2的外圈上部设置有上导向套4，螺纹套2的外圈下部设置有下导向套5，上导向套4，下导向套5均采用铜制材料。本发明采用两个导向套采用铜制材料(铝青铜石墨材质)润滑，与螺纹套间隙很小，导向距离长，配合间隙小，能保证螺纹升降时同心，上下传动时更稳定。
实施例五、在实施例四的基础上，所述上导向套4通过数个绕圆周均布的第一沉头螺钉与外齿轮升降套6的顶面连接。所述下导向套5通过数个绕圆周均布的第二沉头螺钉与外齿轮升降套6的底面连接。本发明的螺母、上导向套、下导向套同时安装在外齿轮升降套的内圈，螺纹传递有效动力时，通过串连在一起的同轴结构，保证了传动的方向精度。
实施例六、在实施例一的基础上，参考图2，所述螺纹套2的下部设置有圆柱形凸台，圆柱形凸台端面上设置有四个绕圆周均布的排屑槽201，所有排屑槽201均为上下贯通的通孔，圆柱形凸台靠近螺母3一侧的端面上设置有环形的斜坡202。本发明采用排屑槽及斜坡联通的结构，贯穿于螺纹传导轴向，形成良好的导通空间，在机构长时间往复运动中，由于存在机械磨损，金属材料之间会积累一定的磨损物质，螺母产生的铜屑下落到斜坡中，再由四处排屑槽排出到外面，避免了铜屑过量引起螺纹或导向卡死。
实施例七、在实施例一的基础上，所述主轴下端的外圈设置有调节连接板16，调节连接板16上从上到下依次设置有上限位14、下限位15，外齿轮升降齿轮7设置于上限位14、下限位15之间，上限位14、下限位15是用来检测升降位置是否到达，以便启动或关闭电机。本发明的调节连接板对上限位和下限位进行位置调节，调节安装好后固定；当外齿轮升降齿轮到达最高位时，上限位工作，螺母停止运动；当外齿轮升降齿轮到达最低位时，下限位工作，螺母停止运动，螺母在两个限位之间做螺纹传动，行程一共是50mm。
具体实施时，当螺纹升降结构在上限位14时，为工作状态，第一电机驱动外齿轮13旋转，配合其他旋转机构对工件进行加工；当螺纹升降结构在下限位15时，为停止状态，第一电机、第二电机停转，所有旋转机构停止，人工对工件进行上下料工作。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的顶部设置有向上布置的主轴，主轴的外圈固定有螺纹套（2），螺纹套（2）采用45号钢材质热装在铸件底座（1）的主轴上面固定成一个组合零件，螺纹套（2）的外圈中部通过螺母（3）连接外齿轮升降套（6）的内圈，螺纹套（2）与螺母（3）采用梯形螺纹旋合；外齿轮升降套（6）的外圈上部通过轴承（9）与外齿轮座（12）连接，外齿轮座（12）上安装有外齿轮（13），外齿轮（13）通过第一电机驱动；外齿轮升降套（6）的底面与外齿轮升降齿轮（7）连接，外齿轮升降齿轮（7）通过第二电机驱动；
所述螺纹套（2）的外圈上部设置有上导向套（4），螺纹套（2）的外圈下部设置有下导向套（5）；两个导向套采用铝青铜石墨材质；螺母（3）采用铝青铜材质；
所述螺纹套（2）的下部设置有圆柱形凸台，圆柱形凸台端面上设置有数个绕圆周均布的排屑槽（201），所有排屑槽（201）均为上下贯通的通孔，圆柱形凸台靠近螺母（3）一侧的端面上设置有环形的斜坡（202）；
所述上导向套（4）通过数个绕圆周均布的第一沉头螺钉与外齿轮升降套（6）的顶面连接；
所述下导向套（5）通过数个绕圆周均布的第二沉头螺钉与外齿轮升降套（6）的底面连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，其特征在于：所述外齿轮座（12）的底面设置有沉台，外齿轮座（12）的底面还设置有轴承下压板（11），沉台与轴承下压板（11）对轴承（9）的外圈进行限位。
3.根据权利要求2所述的一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，其特征在于：所述轴承下压板（11）的下方与外齿轮驱动齿轮（8）连接，外齿轮驱动齿轮（8）的内圈与外齿轮升降套（6）的外圈接触。
4.根据权利要求1所述的一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，其特征在于：所述外齿轮升降套（6）的上部设置有轴承上压板（10），外齿轮升降套（6）的外圈上部设置有定位轴肩，轴承上压板（10）与定位轴肩对轴承（9）的内圈进行限位。
5.根据权利要求1所述的一种用于平面加工研磨抛光设备的螺纹升降机构，其特征在于：所述主轴下端的外圈设置有调节连接板（16），调节连接板（16）上从上到下依次设置有上限位（14）、下限位（15），外齿轮升降齿轮（7）设置于上限位（14）、下限位（15）之间，上限位（14）、下限位（15）用于启动或关闭电机。
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