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三次元振动研磨机

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三次元振动研磨机精度与加工参数的关系

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三次元振动研磨机精度与加工参数的关系

发布日期:2015-06-04 00:00 来源:http://www.dmlucky.com 点击:

  在纳米技术和研磨技术高速开展的年代,人们对三次元振动研磨机研磨精度的需求也越来越,过去的游离式磨法现已不再能满足需求,所以研讨研磨抛光技术成为了这个职业开展的迫切需求。

一木棋牌  以单晶硅为代表的半导体基板、工业陶瓷及光学玻璃等硬、脆资料的加工,曾经选用的游离磨粒研磨及抛光法。可是,这些加工办法在得到镜面的一起也带来了加工功率低等许多的疑问。为了解决这些疑问,方达正逐渐淘汰本来的游离磨粒研磨及抛光技术,开端引入和研制微粒金刚石砂轮的磨削和磨粒固定的超精密平面研磨技术。

  平面研磨因为研磨轮和工件面触摸,磨粒的有效切削数较多,能够得到高的外表精度及加工功率。可是,因为冷却液对加工点的供给艰难,砂轮简略构成阻塞;磨粒的切削深度小而切削长度添加,引起磨粒切削刃磨损;冷却液构成的动压散布及其浮力的效果也影响研磨加工的质量 。

  加工轨道与精度的联系

  三次元振动研磨机主要是靠研磨轮和工件之间的相对运动,加工压力来完成加工过程。图1所示为研磨轮和图1  研磨轮和工件运动联系的技术决议计划的环境适应性得到了极大的改善;因为在决议计划前现已将待加工的特征组合起来,技术决议计划时只是将这些待加工的组合特征进行合理排序,因而技术决议计划的自动化变得愈加也许;特征组合时运用加工办法作为约束、优化条件,在技术决议计划时不触及这方面疑问,从而使技术决议计划简化工件运动原理。因为制造简略,现有的研磨轮大多数选用螺旋线沟槽构造,用该构造研磨轮加工:其加工功率和外表粗糙度能够到达加工需求,可是存在工件基地突起表象,并经常出现脆性化破碎区。图2a 、b 分别为放射线研磨轮和螺线研磨轮的加工轨道示意图。从图中研磨轮和工件的相对运动联系可得出:螺线研磨轮螺线长度方向平行于研磨轮在工件上的切削轨道,加工中掉落的磨粒和切屑不易从沟槽中排出,因而工件外表发作有些破碎表象。放射线研磨轮的放射线长度方向垂直于砂轮在工件上的切削轨道,掉落的磨粒和切屑很快被排出,工件外表无显着的破碎表象。 工件外表加工轨道  以下表中的加工条件,运用SD3000B 放射线研磨轮和螺线研磨轮对5 英寸硅基板进行研磨加工,从研磨加工后工件外表的显微照片能够看出:运用放射线研磨轮加工后得到具有均匀切痕的工件外表;运用螺线研磨轮研磨的硅基板外表存在显着的破碎区。

  加工动压与精度

  因为加工时砂轮与工件触摸区浸在冷却液中,一起加工速度为匀速且不大,依据流态判别规律Re = vdγ (1)式中 v --速度 d --缝隙直径  γ--运动粘度由式(1) 核算得出:研磨加工中雷诺数Re < 2320 ,因而可断定加工中冷却液在砂轮和工件间是归于层流状况。依据流体力学剖析,细小的缝隙会发生极大的动压支承。尽管咱们规划的工件与研磨轮是平行构造,但因为加工动压的影响,工件与研磨轮的两平面之间不可避免地会存在细小的倾斜角(图3) 。由此能够得出研磨加工中冷却液的研磨动压在放射线研磨轮和螺线研磨轮作业线两头的压力差能够表达为

  Δp =12 lμ Q -vbδ2δ3 b(2)式中 Q --冷却液等效流量

  v --砂轮与工件相对速度 b --(放射线、螺线) 线型等效宽度

  l --(放射线、螺线) 线型等效长度

  μ--冷却液比例系数δ--研磨轮与工件等效距离

  研磨动压支承

  图4a 、b 分别为放射线研磨轮和螺线研磨轮的研磨动压示意图,研磨动压在放射线研磨轮和螺线研磨轮线型上出现抛物线散布。剖析图4a 、b 工件在加工中的受力状况能够得出:运用放射线研磨轮加工时动压在工件上的效果力出现摆布对称散布,研磨动压对加工精度的影响较小;关于螺线研磨轮来说,研磨动压在工件上的效果力出现不对称散布,合力在工件主轴上的偏转力矩使工件发生中凸表象。一起,从图2b 能够得出:加工中螺线研磨轮线型等效宽度、等效长度及加工方向的改变较大,由此发生的动压改变也影响工件加工外表质量。

  研磨动压对加工精度的影响

  研磨条件

  为了获得两种砂轮的实践加工性能参数,运用D3000B 树脂结合剂微粒金刚石放射线研磨轮和螺线研磨轮对3 英寸光学资料LiTaO3 进行研磨。设定研磨加工条件如下表所示。研磨轮运用GC3000A 杯状砂轮进行修形及修整。工件毛坯在研磨加工前通过# 400-- # 1000 号金刚石磨粒进行粗研磨,到达外表粗糙度Rmax1. 6μm。

  研磨轮基本参数及条件

  研磨轮类型    研磨轮内       外直径(mm)    研磨轮线型宽度w(mm)

  SD3000B        100            350                    3

  放射线研磨轮运用率( %)    螺线研磨轮运用率( %)    放射线研磨轮条数n

  32                       60                  78

  螺线研磨轮距离γ(mm)    研磨轮与工件基地距a ( mm)     加工工件资料

  5                        110                3 件LiTaO3

  研磨轮速度ω1 (rPmin)     工件速度ω2 (rPmin)        加工压力p(N)

  440 ,400 ,360 ,200         440 ,400 ,360 ,200             10

  加工时刻t (min)      冷却液流量(LPmin)

  5                      1. 2

  图5 为设定研磨轮和工件加工速度ω1 = ω2 =200rPmin 和400rPmin ,通过5min 研磨加工后,测得工件外表的平均差错状况。从图能够得出:速度改变对加工精度的影响较小,放射线研磨轮加工能够得到较高的外表精度。

  研磨绝对速度与精度的联系

  为设定工件速度ω2 = 400rPmin ,研磨轮速度ω1 = 360、400、440rPmin ,通过研磨后测得工件外表的平均差错状况。从图能够得出:当研磨轮和工件速度ω1图6  研磨相对速度对精度影响(ω2 = 400 rPmin)=ω2 = 400rPmin 时,工件外表差错最小,研磨加工相对速度改变对加工精度的影响较小。图7 为设定工件速度ω2 = 400rPmin ,研磨轮速度ω1 = 360、400、440rPmin ,通过研磨后测得工件外表粗糙度( Ramax 、Ramin ) 状况。从图能够得出:研磨轮速度改变对工件外表粗糙度的影响较小,研磨加工相对速度改变对加工精度的影响较小。运用螺线研磨轮研磨后工件外表的粗糙度Ramax和Ramin改变较大,能够看出其加工外表存在有些破碎区。

  研磨相对速度与粗糙度的联系(ω2 = 400rPmin)

  由此咱们能够得出,放射线构造研磨轮受加工动压的影响小于螺线构造研磨轮。选用放射线构造研磨轮能够工件的形状精度及减小外表粗糙度值。


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