CN204621732U - 一种抛光用底座以及采用此底座的数控机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型的第一目的在于提供一种抛光用底座，包括底座组件以及底板；底座组件包括支撑板以及底座部件，底座部件上设有产品型腔，产品型腔的内部底面上设有与外界抽真空装置连通的第一通孔；支撑板调节组件设置在底板的正上方；调节组件包括长度方向均沿竖直方向设置的弹性部件以及导向部件。抛光用底座整体结构精简；可以实现抛光底座中支撑板和底座部件的整体上下移动，满足不同的加工需求且加工效果好，实用性强；通过抽真空的方式对待加工产品进行固定，不会对待加工产品造成任意损坏，产品质量高。本实用新型的第二目的在于提供一种具有上述抛光用底座的数控机，实现对待加工产品的高效自动化抛光。

Description

一种抛光用底座以及采用此底座的数控机床

技术领域

本实用新型涉及抛光装置领域，特别地，涉及一种抛光用底座及使用此底座的数控机床。

背景技术

人工生长的蓝宝石具有很好的耐磨性，硬度仅次于金刚石达到莫氏9级，同时蓝宝石致密性使其具有较大的表面张力，上述两个特性十分适用于手机、钟表等电子触摸面板。

为了满足蓝宝石光学器件发展的要求，获得高平整的表面，须对蓝宝石进行化学机械抛光(CMP)；CMP是目前唯一能获得全局平面化效果的平整化技术，对蓝宝石晶体表面达到超光滑起到至关重要的作用。

CMP技术是机械磨削和化学腐蚀的组合技术，它借助超微粒子的抛光作用以及浆料的化学腐蚀作用，实现全局平面化超光滑纳米级无损伤精密抛光；CMP的基本方法是将晶片在抛光液中，相对于抛光垫旋转，并施加一定的压力，借助机械摩擦及化学腐蚀作用来完成抛光。

用于触摸面板的蓝宝石，表面质量要求相对更高，目前对以蓝宝石为材料的触摸面板的抛光处理，均采用常规的抛光方法，即将待加工产品固定在底座上进行加工，首先待加工产品固定时会对产品造成一定的损坏，其次，底座不可动，仅仅通过抛光部件的上下移动实现抛光，效果不佳。

因此，设计一种结构精简且加工效果好的抛光装置具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种结构精简且可上下调节的抛光用底座，具体技术方案如下：

一种抛光用底座，包括底座组件以及上表面水平设置的底板；

所述底座组件包括支撑板以及设置在其上表面上的底座部件，所述底座部件的上表面上设有与待加工产品尺寸相匹配的产品型腔，所述产品型腔的内部底面上设有与外界抽真空装置连通的第一通孔；

所述支撑板通过能使其进行上下方向移动的调节组件设置在所述底板的正上方且与其平行设置；所述调节组件包括长度方向均沿竖直方向设置的弹性部件以及导向部件，所述弹性部件的下端设置在所述底板上，其上端设置在所述支撑板的下表面上；所述导向部件的下端设置在所述底板的上表面上，其上端贯穿所述支撑板设置。

以上技术方案中优选的，所述底板的上表面为长方形结构；所述弹性部件包括4组弹性单件，4组所述弹性单件到所述底板上表面沿其宽度方向的对称轴线的距离均相同，4组所述 弹性单件到所述底板沿其长度方向的对称轴线的距离均相同；所述导向部件包括4组导向单件，4组所述导向单件到所述底板上表面沿其宽度方向的对称轴线的距离均相同，4组所述导向单件到所述底板沿其长度方向的对称轴线的距离均相同。

以上技术方案中优选的，所述弹性单件为弹簧；所述导向单件为导向柱。

以上技术方案中优选的，所述支撑板的上表面上设有第一凹槽，所述底座部件的下端固定在所述第一凹槽内；所述底座部件的上表面上设有第二凹槽，所述产品型腔设置在所述第二凹槽的内部底面上。

以上技术方案中优选的，所述第一通孔设置在所述产品型腔内部底面的中心部位，其在所述产品型腔内部底面上的形状为圆形、椭圆形或者方形，其在所述产品型腔内部底面上的面积为所述产品型腔内部底面的面积的0.2-0.4倍。

以上技术方案中优选的，所述底座部件的材质为环氧树脂、电木或者铝合金。

应用本实用新型的抛光底座，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的抛光用底座包括底座组件以及上表面水平设置的底板，底座组件包括支撑板以及底座部件，底座部件上设有产品型腔，支撑板通过能使其进行上下方向移动的调节组件设置在所述底板的正上方，整体结构精简；支撑板通过能使其进行上下方向移动的调节组件设置在所述底板的正上方，可以实现抛光底座中支撑板和底座部件的整体上下移动，满足不同的加工需求且加工效果好，实用性强；产品型腔的内部底面上设有与外界抽真空装置连通的第一通孔，通过抽真空的方式对待加工产品进行固定，不会对待加工产品造成任意损坏，产品质量高。

(2)本实用新型中弹性部件和导向部件的结构以及位置设置，使得抛光底座中支撑板和底座部件的整体上下移动的稳定性好，进一步提高加工效果；弹性单件选用弹簧，导向单件选用导向柱，部件容易获得，且能满足现实的需求，实用性强。

(3)本实用新型中支撑板上设置第一凹槽，便于将底座部件进行固定；底座部件上设有第二凹槽，便于待加工产品进行加工时其周围留有足够的空间，不影响其加工。

(4)本实用新型中第一通孔的位置、形状以及其大小的设计，使得待加工产品能够完全被真空吸住，稳定性好，且也便于第一通孔的加工。

(5)本实用新型中底座部件的材质为环氧树脂、电。木或者铝合金，使用寿命长且不影响待加工产品的加工过程，进一步提高加工效率。

本实用新型的第二目的在于提供一种包含上述抛光用底座的数控机床，技术方案如下：

一种数控机床，包括上述的抛光用底座以及沿竖直方向设置的抛光棒；

所述抛光用底座上的产品型腔设置在数控机床上刚性主轴的正下方；所述抛光棒的上端设置所述刚性主轴的下端，其下端距离所述产品型腔的内部底面的距离为待加工产品在竖直方向的高度的1.2-3.0倍。

以上技术方案中优选的，所述抛光棒包括圆柱棒以及设置在其端部且由抛光材料制成的抛光部位。

以上技术方案中优选的，所述圆柱棒的直径为6mm或8mm；所述抛光部位的材质为树脂铜块，其尺寸为：厚3-5mm，长×宽为6.5mm×6.5mm或者8.5mm×8.5mm。

应用本实用新型的抛光底座，具有以下有益效果：(1)数控机床仅需在原有的数控机床上加上抛光用底座以及抛光棒，改装方便；(2)抛光棒包括圆柱棒以及设置在其端部的且由抛光材料制成的抛光部位，能和数控机床上的刚性主轴进行很好的匹配，且能完成抛光过程；(3)抛光棒的结构以及其材质的选择既节省成本又能达到很好的抛光效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例1的抛光用底座的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例2中抛光棒的结构示意图；

1-底座组件，11-支撑板，12-底座部件，121-第二凹槽，122-产品型腔，2-底板，3-调节组件，31-弹性部件，32-导向部件，4-抛光棒，41-圆柱棒，42-抛光部位，A-第一通孔。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种抛光用底座，详见图1，整体结构精简，具体包括底座组件1以及上表面水平设置的且为长方形结构的底板2。

所述底座组件1包括支撑板11以及设置在其上表面上的底座部件12，最好是所述支撑板11的上表面上设有第一凹槽，所述底座部件12的下端固定在所述第一凹槽内。所述底座部件12的上表面上设有与待加工产品尺寸相匹配的产品型腔122，最好是所述底座部件12的上表面上设有第二凹槽121，所述产品型腔122设置在所述第二凹槽121的内部底面上。第一凹槽的设计便于将底座部件进行固定，第二凹槽的设计便于待加工产品进行加工时其周围留有足 够的空间，不影响其加工。

所述产品型腔122的内部底面上设有与外界抽真空装置连通的第一通孔A，所述第一通孔A最好是设置在所述产品型腔122内部底面的中心部位，其在所述产品型腔122内部底面上的形状为圆形(还可以根据实际需求采用椭圆形或者方形)，其在所述产品型腔122内部底面上的面积为所述产品型腔122内部底面的面积的0.2-0.4倍，既便于第一通孔的加工，又便于将待加工产品能够完全被真空吸住，稳定性好。

所述支撑板11通过能使其进行上下方向移动的调节组件3设置在所述底板2的正上方且与其平行设置，调节组件3的设计可以实现抛光底座中支撑板和底座部件的整体上下移动，满足不同的加工需求且加工效果好，实用性强。

所述调节组件3包括长度方向均沿竖直方向设置的弹性部件31以及导向部件32，所述弹性部件31的下端设置在所述底板2上，其上端设置在所述支撑板11的下表面上；所述导向部件32的下端设置在所述底板2的上表面上，其上端贯穿所述支撑板11设置。最好是：所述弹性部件31包括4组弹性单件，4组所述弹性单件到所述底板2上表面沿其宽度方向的对称轴线的距离均相同，4组所述弹性单件到所述底板2沿其长度方向的对称轴线的距离均相同；所述导向部件32包括4组导向单件，4组所述导向单件到所述底板2上表面沿其宽度方向的对称轴线的距离均相同，4组所述导向单件到所述底板2沿其长度方向的对称轴线的距离均相同。进一步优选的，所述弹性单件为弹簧，所述导向单件为导向柱(所述导向柱的顶端还可以设有盖子，盖子可以采用下端开口且中空的圆柱形结构)。弹性部件和导向部件的结构以及位置设置，使得抛光底座中支撑板和底座部件的整体上下移动的稳定性好，进一步提高加工效果；弹性单件选用弹簧，导向单件选用导向柱，部件容易获得，且能满足现实的需求，实用性强。

所述支撑板11沿所述导向部件32向上移动的最大距离小于等于所述弹性部件31的最大伸长长度，即可实现抛光底座中支撑板和底座部件的整体最大限度地上下移动，满足不同的需求，实用性强。

所述底座的材质为环氧树脂、电木或者铝合金，使用寿命长且不影响待加工产品的加工过程，进一步提高加工效率。

应用本实用新型的抛光用底座时，先将底板2固定在工作台上，再将带有产品型腔122的底座固定在支撑板11上，最后通过调节组件3(包括弹簧以及导向柱)将支撑板11活动设置在所述底板2的正上方。待加工产品放入产品型腔122后，通过抽真空装置抽真空使得产品型腔内的待加工产品被吸住，继而进行后续抛光工序。

实施例2：

一种数控机床，包括实施例1中的抛光用底座以及沿竖直方向设置的抛光棒4，数控机床的其他结构与现有技术相同。

所述抛光用底座上的产品型腔122设置在数控机床上刚性主轴的正下方(最好是刚性主轴的中心轴线与产品型腔122的中间位置相对应)，所述抛光棒4的上端设置所述刚性主轴的下端，其下端距离所述产品型腔122的内部底面的距离为待加工产品在竖直方向的高度的1.2-3.0倍。

所述抛光棒4的结构详见图2，具体包括圆柱棒41以及设置在其端部的且由抛光材料制成的抛光部位42，所述抛光部位42的材质为树脂铜块。最好是：当所述圆柱棒41的直径采用6mm时，所述抛光部位42的的尺寸为：厚3-5mm，长×宽为6.5mm×6.5mm；当所述圆柱棒41的直径采用8mm时，所述抛光部位42的的尺寸为：厚3-5mm，长×宽为8.5mm×8.5mm。

上述圆柱棒41的规格还可以根据机台主轴上夹头的规格选用直径为10mm等其他尺寸；抛光部位42还可以根据抛光产品的材质需要铸铁、白磨皮、各类毛刷等其他抛光材料，其可以选用与圆柱棒41相匹配的正方体或者圆柱体结构。

应用本实施例的数控机床进行抛光的具体过程如下：

第一步：制作抛光棒，具体为：制作一定直径的圆柱棒，选取树脂铜最为抛光部位的材质(还可以根据实际需求选用合成铜、紫铜或进口铸铁等)，将树脂铜块切割成与圆柱棒相匹配的尺寸，接着在圆柱棒底部涂满强力胶，将抛光材料贴合在圆柱棒底部，使切割好的树脂铜块与圆柱棒成为一个整体；

第二步：选用抛光液，抛光液分为水性抛光液和油性抛光液，油性抛光液主要用于表面粗抛光，水性抛光液主要用于表面精抛光，根据实际需求进行选择，抛光液在使用前采用振动仪搅匀。

第三步：将所述抛光用底座固定在数控机床的工作台上，其上的产品型腔122设置在数控机床上刚性主轴的正下方，将待加工产品通过抽真空方式固定在产品型腔122内；将抛光棒4的上端设置所述刚性主轴的下端，其下端距离所述产品型腔122的内部底面一定距离(具体根据实际需求进行选择)；

第四步：设置抛光参数，抛光过程中的抛光参数主要有主轴转速、抛光进给速度、抛光棒磨损量及抛光压力；当主轴采用1500-4500r/min的低转速、500-3500mmmm/min的快进给速度进行加工时，蓝宝石表面平整度效果较好；当采用大于4500r/min的高转速以及小于500mm/min的低进给速度进行加工时，抛光棒的磨损快，正常抛光棒磨损量在0.01～0.05mm；

抛光过程中，抛光棒的压力可以通过调节组件进行调节，具体为：弹簧缩短，抛光棒压力增大；弹簧伸长，抛光棒压力减小。

在实际操作中，通过将机床上的刀具长度补偿(G43)设置为负值，抛光压力增大。长度 补偿(G43)设置为正值，抛光压力减小。根据不同弹簧型号，弹簧的单位长度内所产生的弹力值不一样，来设置长度补偿值的大小。

第五步：进行调试、抛光，具体为：确保步第一步至第四步的正确性，进行调试；调试好后，按下数控机床中机台上的启动键，完成待加工产品的抛光。抛光过程中，铸铁抛光棒的去除量在0.012～0.018mm范围内，粗糙度(SA)为15～20nm；树脂铜及紫铜棒去除量在0.005～0.008mm范围内，粗糙度(SA)为18～25nm；合成铜抛光棒去除量在0.01～0.015mm范围，粗糙度(SA)为10～20nm。

通过本实用新型的数控机床，可以获得以下效果：可以制备大尺寸蓝宝石触摸面板，消除机械加工损伤层，获得表面晶格完整、平整度＜5微米、抛光面粗糙度20纳米以内的超光滑表面，该数控机床缩短蓝宝石基片的加工时间，降低生产成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抛光用底座，其特征在于：包括底座组件(1)以及上表面水平设置的底板(2)；

所述底座组件(1)包括支撑板(11)以及设置在其上表面上的底座部件(12)，所述底座部件(12)的上表面上设置有与待加工产品尺寸相匹配的产品型腔(122)，所述产品型腔(122)的内部底面上设有与外界抽真空装置连通的第一通孔(A)；

所述支撑板(11)通过能使其进行上下方向移动的调节组件(3)设置在所述底板(2)的正上方且与其平行设置；所述调节组件(3)包括长度方向均沿竖直方向设置的弹性部件(31)以及导向部件(32)，所述弹性部件(31)的下端设置在所述底板(2)上，其上端设置在所述支撑板(11)的下表面上；所述导向部件(32)的下端设置在所述底板(2)的上表面上，其上端贯穿所述支撑板(11)设置。

2.根据权利要求1所述的抛光用底座，其特征在于：所述底板(2)的上表面为长方形结构；所述弹性部件(31)包括4组弹性单件，4组所述弹性单件到所述底板(2)上表面沿其宽度方向的对称轴线的距离均相同，4组所述弹性单件到所述底板(2)沿其长度方向的对称轴线的距离均相同；所述导向部件(32)包括4组导向单件，4组所述导向单件到所述底板(2)上表面沿其宽度方向的对称轴线的距离均相同，4组所述导向单件到所述底板(2)沿其长度方向的对称轴线的距离均相同。

3.根据权利要求2所述的抛光用底座，其特征在于：所述弹性单件为弹簧；所述导向单件为导向柱。

4.根据权利要求2所述的抛光用底座，其特征在于：所述支撑板(11)的上表面上设有第一凹槽，所述底座部件(12)的下端固定在所述第一凹槽内；所述底座部件(12)的上表面上设有第二凹槽(121)，所述产品型腔(122)设置在所述第二凹槽(121)的内部底面上。

5.根据权利要求1所述的抛光用底座，其特征在于：所述第一通孔(A)设置在所述产品型腔(122)内部底面的中心部位，其在所述产品型腔(122)内部底面上的形状为圆形、椭圆形或者方形，其在所述产品型腔(122)内部底面上的面积为所述产品型腔(122)内部底面的面积的0.2-0.4倍。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的抛光用底座，其特征在于：所述底座部件(12)的材质为环氧树脂、电木或者铝合金。

7.一种数控机床，其特征在于：包括如权利要求6所述的抛光用底座以及沿竖直方向设置的抛光棒(4)；

所述抛光用底座上的产品型腔(122)设置在数控机床上刚性主轴的正下方，所述抛光棒(4)的上端设置所述刚性主轴的下端，其下端距离所述产品型腔(122)的内部底面的距离为待加工产品在竖直方向的高度的1.2-3.0倍。

8.根据权利要求7所述的数控机床，其特征在于：所述抛光棒(4)包括圆柱棒(41)以及设置在其端部且由抛光材料制成的抛光部位(42)。

9.根据权利要求8所述的数控机床，其特征在于：所述圆柱棒(41)的直径为6mm或8mm；所述抛光部位(42)的材质为树脂铜块，其规格为：厚度为3-5mm，长×宽为6.5mm×6.5mm或者8.5mm×8.5mm。