專利名稱：微量研磨厚度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實用新型涉及研磨裝置及其測量裝置領(lǐng)域，特別是通過一定的裝置來數(shù)值化的控制工藝中每個步驟的研磨量。
背景技術(shù)：
研磨是在剛性研具(如鑄鐵、錫、鋁等軟質(zhì)金屬或者硬木、塑料等)上注入不同規(guī)格磨料，在一定的壓力下，通過研具和工件的相對滑動，借助磨粒的切削去除加工表面微量材料。研磨過程對材料表面的去除量是微米級的，在平面研磨過程中，固定在基盤上的工件與研磨盤進(jìn)行相對的滑動，通常情況下，我們只能等到工件從基盤上拆卸后才能得知工件被去除的厚度值，中間過程我們根本無法實時的監(jiān)控工件被研磨去除的厚度值。原有平面研磨設(shè)備是依靠修正環(huán)和基盤上工件研磨盤的內(nèi)邊和外邊的摩擦力而產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的，是一種非主動驅(qū)動修正環(huán)和基盤的研磨設(shè)備，如圖I和圖2。圖I是非主動驅(qū)動修正環(huán)和基盤的研磨設(shè)備主視圖，圖2非主動驅(qū)動修正環(huán)和基盤的研磨設(shè)備俯視圖。這套平面研磨設(shè)備由保持架1，工件2，基盤3，修正環(huán)4，載荷塊5，研磨盤6和主軸驅(qū)動設(shè)備7構(gòu)成。工件貼于基盤上，通過主軸帶動研磨盤轉(zhuǎn)動從而完成基盤和研磨盤的相對滑動，通過這種方式帶動磨料去除工件表面材料。常規(guī)加工時，由于研磨厚度是微米級的，所以根本無法通過肉眼進(jìn)行辨識，而且現(xiàn)在也沒用什么比較科學(xué)的方法來實時測量研磨的厚度。若在工藝規(guī)程中明確具體的規(guī)定了某一研磨工序中需要去除的量(材料表面去除層的厚度)，對于一般的研磨加工我們可以采用取下夾具上的工件進(jìn)行度量的方法，但有時候工件在加工過程中無法拆卸或者拆卸后影響到后續(xù)的加工的定位，此時這種直接度量的方法則無法實現(xiàn)研磨量的度量。目前，有部分研究方法涉及到了研磨終點的判別方法，比如在被加工工件中嵌入晶片，當(dāng)研磨到指定的厚度時，光束發(fā)射器發(fā)射的光線就會通過晶片反射回來，這時通過捕捉的光線可以知道反射強度曲線，從而判別是否達(dá)到了研磨的終點，也就是知道是否去除了指定的研磨量。但若在對一個工件進(jìn)行研磨時，規(guī)定了每次更換磨料時要求去除的工件厚度，那么這種方法就要每次都要進(jìn)行晶片的鑲嵌，不僅增加了成本，而且使得加工過程變得極其復(fù)雜。所以對平面研磨過程中對工件研磨厚度的實時測量還是一個亟待解決的難題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要克服原有的平面研磨機(jī)不能對研磨過程中工件的研磨厚度進(jìn)行實時測量的不足，提供一種可以在平面研磨的加工工藝過程中對工件研磨厚度進(jìn)行實時測量的測量裝置。本實用新型的技術(shù)方案是微量研磨厚度測量裝置，其特征在于由Al2O3修正環(huán)、載荷塊、螺旋千分尺和數(shù)字顯示器、緊貼被加工工件的基盤組成，所述數(shù)字顯示屏顯示螺旋千分尺中的讀數(shù)，所述螺旋千分尺與載荷塊連接，所述Al2O3修正環(huán)的內(nèi)徑與基盤的外徑相同，所述載荷塊與Al2O3修正環(huán)構(gòu)成螺旋副，所述的螺旋副使得螺旋千分尺的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3修正環(huán)的上下移動，所述的Al2O3修正環(huán)的底面與被加工工件的底面之間的高度差形成預(yù)設(shè)的研磨厚度。本實用新型借助螺旋千分將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動的精密螺紋副原理，將研磨過程每道工序需要研磨去除的厚度 轉(zhuǎn)化為修正環(huán)的上下移動，與螺旋千分尺不同的是該裝置的螺旋副是位于載荷塊和Al2O3修正環(huán)之間，載荷塊固定不動，螺旋副使Al2O3修正環(huán)上下移動。本實用新型的技術(shù)構(gòu)思當(dāng)研磨工序中某一道工序要求研磨去除的厚度為某一值時，我們可以在數(shù)字顯示千分尺上調(diào)出該值，此時由于精密螺旋副的原理，此時Al2O3修正環(huán)和載荷塊之間有一個相對的移動，移動的距離為上述所述研磨去除的厚度值。初始階段工件的加工面和Al2O3修正環(huán)的下端面是平齊的(如圖4a)，當(dāng)調(diào)出一個數(shù)值后，修正環(huán)下端面與工件的加工面產(chǎn)生一個距離(如附圖3a所示)，該距離就是通過千分尺所微調(diào)出來的需要研磨的厚度。此時當(dāng)加工開始后工件表面的材料被去除，當(dāng)工件被加工到工件加工面與修正環(huán)的下端面再次平齊時，表面工件已經(jīng)被研磨掉了指定的厚度。通過該裝置我們可以監(jiān)控研磨過程中每道工序，并保證了按照工藝規(guī)程中規(guī)定的研磨厚度值進(jìn)行材料的去除。另外在設(shè)計該裝置時，為了提高效率，我們采用數(shù)字顯示的裝置，這樣可以大大的減少千分尺的讀數(shù)時間，提高了加工過程中的效率。對于與載荷塊配合的修正環(huán)，我們采用了材料為Al2O3的工程陶瓷。之所以選擇這種材料，我們考慮到了當(dāng)修正環(huán)的下端面與工件被加工端面平齊時，修正環(huán)下端面會與研磨盤進(jìn)行摩擦，若采用一般材料，這種摩擦?xí)泶蟮念w粒，從而會影響工件研磨的表面質(zhì)量。所以我們材料硬度較高的Al2O3的工程陶瓷來避免這種情況的發(fā)生。本實用新型的優(yōu)點是I.能夠保證研磨過程中每道工序的加工量，從而提高了加工的質(zhì)量和效率，具有廣泛的應(yīng)用前景。2.本實用新型裝置是在原有研磨設(shè)備基礎(chǔ)上加入千分尺的工作原理進(jìn)行設(shè)計的，所以該裝置架構(gòu)簡單、成本較小。3.千分尺上加裝了數(shù)字顯示屏，這樣為讀數(shù)帶來了極大的便利，提高了加工的效率。4.修正環(huán)的材料采用硬度較高的Al2O3工程陶瓷，避免了修正環(huán)與研磨盤摩擦，從而保證了加工的質(zhì)量。5.該裝置中千分尺的精度為千分之一毫米，所以他適用于精密工件的加工。

圖I非主動驅(qū)動修正環(huán)和基盤的研磨設(shè)備主視圖圖2非主動驅(qū)動修正環(huán)和基盤的研磨設(shè)備俯視圖圖3是本實用新型的原理圖——階段I圖3a是圖3的局部放大圖圖4是本實用新型的原理圖——階段2圖4a是圖4的局部放大圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述參照圖3、圖3a、圖4、圖4a :微量研磨厚度測量裝置，其特征在于由Al2O3修正環(huán)3、載荷塊6、螺旋千分尺5和數(shù)字顯示器4、緊貼被加工工件的基盤2組成，所述數(shù)字顯示屏4顯示螺旋千分尺5中的讀數(shù)，所述螺旋千分尺5與載荷塊6連接，所述Al2O3修正環(huán)3的內(nèi)徑與基盤2的外徑相同，所述載荷塊6與Al2O3修正環(huán)3構(gòu)成螺旋副，所述的螺旋副使得螺旋千分尺5的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3修正環(huán)3的上下移動，所述的Al2O3修正環(huán)3的底面與被加工工件的底面之間的高度差形成預(yù)設(shè)的研磨厚度。 如圖3所示加裝了微量研磨厚度測量裝置的平面研磨設(shè)備。用石蠟將工件I (例如銅片、不銹鋼片)貼于陶瓷基盤2上，加裝了微量研磨厚度測量裝置后，由主軸盤8帶動研磨盤7轉(zhuǎn)動，由外圍卡爪固定(參看圖2)和載荷塊的壓力使得基盤轉(zhuǎn)動，從而加工工件。如圖3所示,微量研磨厚度測量裝置由Al2O3修正環(huán)3、載荷塊6、螺旋千分尺5和數(shù)字顯示器4組成。所述數(shù)字顯示屏4顯示螺旋千分尺5中的讀數(shù)，所述螺旋千分尺5與載荷塊6連接成為一連貫體，所述載荷塊6與Al2O3修正環(huán)3構(gòu)成螺旋副，該螺旋副使得螺旋千分尺5的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3修正環(huán)3的上下移動，所述Al2O3修正環(huán)3的內(nèi)徑與基盤2的外徑相同，研磨某道工序初始階段Al2O3修正環(huán)3下端面與工件I的被加工面平齊(參看圖4a)，螺旋千分尺5微調(diào)出工序要求加工的研磨厚度后，Al2O3修正環(huán)3下端面與工件I的被加工面產(chǎn)生一個相對距離(參看圖3a)，也就是要求的加工厚度，當(dāng)加工完成后，工件I的被加工面與Al2O3修正環(huán)3下端面再次平齊(參看圖4a)，從而順利的完成了一次研磨過程的監(jiān)測。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新型的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.微量研磨厚度測量裝置，其特征在于由Al2O3修正環(huán)、載荷塊、螺旋千分尺和數(shù)字顯示器、緊貼被加工エ件的基盤組成，所述數(shù)字顯示屏顯示螺旋千分尺中的讀數(shù)，所述螺旋千分尺與載荷塊連接，所述Al2O3修正環(huán)的內(nèi)徑與基盤的外徑相同，所述載荷塊與Al2O3修正環(huán)構(gòu)成螺旋副，所述的螺旋副使得螺旋千分尺的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3修正環(huán)的上下移動，所述的Al2O3修正環(huán)的底面與被加工エ件的底面之間的高度差形成預(yù)設(shè)的研磨厚度。
專利摘要微量研磨厚度測量裝置，其特征在于由Al2O3修正環(huán)、載荷塊、螺旋千分尺和數(shù)字顯示器、緊貼被加工工件的基盤組成，所述數(shù)字顯示屏顯示螺旋千分尺中的讀數(shù)，所述螺旋千分尺與載荷塊連接，所述Al2O3修正環(huán)的內(nèi)徑與基盤的外徑相同，所述載荷塊與Al2O3修正環(huán)構(gòu)成螺旋副，所述的螺旋副使得螺旋千分尺的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3修正環(huán)的上下移動，所述的Al2O3修正環(huán)的底面與被加工工件的底面之間的高度差形成預(yù)設(shè)的研磨厚度。
文檔編號B24B37/013GK202367582SQ20112048199
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者張利, 文東輝, 潘國慶, 王揚渝 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)