M4480刀片研磨機結構設計文獻綜述

XXX大學本科生畢業(yè)設計（論文）文獻綜述M4480刀片研磨機結構設計學 院 XXXXXXXX 專業(yè)班級 XXXXXXXXXX 姓 名 XXXXXX 學生學號 XXXXXXXX 指導教師 XXXX 填表日期 XXXXXXXXXXX 姓 名XXX開題時間2015年3月學 院XXXXX專業(yè)班級指導教師（導師組）論文題目M4480刀片研磨機結構設計一、 文獻綜述(3000字以上）1.1研磨技術發(fā)展狀況研磨是一種重要的精密和超精密加工方法。它是指利用磨具通過磨料作用于工件表面，進行微量加工的過程。研磨加工的特征是加工精度和質量高。并且加工材料廣，幾乎可以加工任何固態(tài)材料。近年來，隨著人們對產(chǎn)品性能的要求日益提高，研磨加工以其加工精度和加工質量高再次受到人們的關注。尤其近幾年信息技術和光學技術的發(fā)展，對光學零件不僅需求量增大，而且對其質量和精度都提出很高要求，而研磨作為光學加工中一種非常重要的加工方法，起到了不可替代的作用。許多人從事研磨加工技術的研究，目的都是進一步提高研磨加工效率和加工精度，降低加工成本。目前國內(nèi)外研磨加工普遍采用散粒磨料在慢速研磨機上研磨，存在的缺點主要有：1. 磨料散置于磨盤上，為避免磨料飛濺，磨盤轉速不能太高，因此加工效率低；2. 磨料與從工件上磨下的碎屑混淆在一起，不能充分發(fā)揮切削作用，而且還要與這些碎屑一起被清洗掉，浪費能源、浪費磨料；3. 磨料在磨盤上是隨機分布的，其分布密度不均，造成對工件研磨切削量不均，工件面形精度不易控制。特別是磨料與工件間的相對運動具有隨機性，這也增加了工件面形精度的不確定因素；4. 在研磨加工中要嚴格控制冷卻液的流量，以避免沖走磨料，這使得冷卻效果變差，容易引起工件升溫，造成加工精度下降；5. 大顆粒磨料起主要切削作用，易劃傷工件表面，所以對磨料尺寸均勻性要求高；6. 磨料能嵌入軟材質的工件表面，影響工件的使用性能；7. 在研磨中磨料之間相互切削，浪費磨料；8. 磨盤磨損后修整難，需要三個磨盤對研；9. 各道工序間清洗工件要嚴格；10. 工人勞動強度大，對工人操作技術水平要求高。由于傳統(tǒng)研磨存在上述缺點，所以許多人在研究如何改進這種研磨技術。有人研究新型研磨液，有人研究不同磨料和不同材料磨盤的研磨效果，以尋求對應于不同工件的最佳磨料和磨盤。刀具的質量直接影響著被加工工件的質量。為提高工件的質量，人們對刀具提出了較高的要求，特別是用于精密和超精密加工的金剛石刀具都要采用研磨加工。所以國內(nèi)外一些人專門研究刀具加工技術的研究。為了提高加工效率，有人研究可以同時加工工件兩個表面的雙面研磨機。最近人們也探索了許多新的研磨技術，如施加特殊研磨力研磨，有振動研磨、磁性流體研磨和磁力研磨。采用微粒子沖擊去除材料研磨，有彈性發(fā)射加工、非接觸研磨和利用電泳動研磨。用特殊工具研磨有砂帶研磨、液體結合劑砂輪研磨、采用研磨膜研磨和固著磨料研磨，復合研磨有機械化學研磨和電解研磨法等。隨著時代的發(fā)展和科技的進步，人們研究出來了高速研磨機變速控制方法，這種技術屬于機械加工技術中的超精密加工技術，在研磨加工開始及結束兩個階段控制磨具轉速的變化，使之有一個緩慢、迅速、緩慢的提速和降速過程。其效果在于大為減輕磨具與工件表面的沖擊，從而提高加工精度和加工效率。隨著技術的發(fā)展,人們對加工精度的要求越來越高，加工技術水平也在不斷提高,由原來的精密、超精密加工,發(fā)展到現(xiàn)在的納米級加工。但是目前的納米級加工技術普遍存在著加工效率低、成本高的問題,這就限制了納米加工技術的推廣應用。1.2 研磨機的發(fā)展情況研磨機是用涂上或嵌入磨料的研具對工件表面進行研磨的磨床。主要用于研磨工件中的高精度平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、螺紋面和其他型面。研磨機是保證研磨加工的重要條件，因此人們專門研究了各種不同的研磨機。目前國內(nèi)生產(chǎn)高速研磨機的廠家不少，但由于研磨加工的針對性較強,對不同的工件，研磨加工的方法也有很大的差別，所以人們研究開發(fā)出了許多專用的研磨機。研磨機從加工精度上基本分為兩種：一種是加工不僅對精度要求較高并對面形精度也有所要求的工件。另外一種是加工只要求表面粗糙度的零件, 例如各種材質的機械密封環(huán)、陶瓷片、氣缸活塞環(huán)、油泵葉片軸承端面及硅、鍺、石英晶體、石墨、藍寶石、光學水晶、玻璃、鈮酸鋰、硬質合金、不銹鋼、粉灰冶金等金屬材料的平面研磨。這種研磨機適合加工一些尺寸較小，而且數(shù)量較大的零件。在研磨中將工件與磨料一起置入一容器內(nèi)，加以振動，進行研磨拋光。還有人專門研制出相應的振動研磨機。目前這種振動研磨機國內(nèi)外都有廠家生產(chǎn)，而且這種研磨加工技術比較成熟，應用也日趨廣泛。目前國內(nèi)外生產(chǎn)后一種的廠家較多。我國在八十年代研究出來第一臺PJM320型平面研磨機。曾獲得國家科學大會獎?，F(xiàn)在西安秦川發(fā)展有限公司生產(chǎn)的PJM320B就是以它為原型改進的。在光學加工中研磨又稱精磨，所以研磨機也稱為精磨機。目前還有南京儀機股份有限公司生產(chǎn)的PLM-400精密拋光機。以及我國臺灣高鈺精密有限公司生產(chǎn)的各種精磨機。其中平面精磨機有DL-380和CDL-600和及CDL-900型號和雙面精磨機有CDL-4B-4L和CDL-6B-6L及CDL-9B-5L等型號。其中CDL-380型研磨機研磨精度高，可達到的平面度為0.2m0.5m,表面粗糙度Ra<0.1m，它可加工各種材質。為提高加工效率人們研制出雙面研磨機，如蘭州東勝機械制造有限責任公司生產(chǎn)的DSL9B-5P型雙平面研磨機,它加工出的產(chǎn)品精度為10微米級，平面度及平行度在千分之一毫米。還有深圳宏達公司生產(chǎn)的雙平面研磨機，其平行度及平面度也為千分之一毫米。球面高速研磨機按加工工件表面的曲率半徑不同，分為大球面、中球面和小球面三種，其中Q875型高速精磨機和QJM-40小球面高速精磨機和QJM-100中球高速研機應用較為普遍。國外高品質的研磨機床已實現(xiàn)系列化，而且加工精度已達到很高的水平。如SPEEDFAM高速平面研磨機，具有粗研磨及精研磨的廣泛研磨能力，能以短時間和低成本獲得較高的平行度、平面度以及表面粗糙度。即使不熟練的操作人員，亦能達到尺寸公差3m、平面度0.3m、平行度3m,表面粗糙度Ra0.2m以內(nèi)的高精度加工水平。又如Takao NAKAMURA等人研制的硅片研磨機，可同時加工5片直徑為125mm的硅片，當硅片厚度在500515m時，經(jīng)過2430min的拋光，尺寸可達到480士3m，平均材料去除率0.510.57m/min。目前國內(nèi)外生產(chǎn)的研磨機基本上都是中大型的。對于小型便攜式高速研磨機的研究有限。而目前便攜式的研磨機只有專門維修閥門的維修機具。目前國內(nèi)外的高速研磨機的發(fā)展方向主要是進一步提高研磨加工質量和加工效率,提高研磨機的自動化程度,以減輕操作者的勞動強度。而對維修設備現(xiàn)場使用的便攜式研磨機還沒有人進行研究和開發(fā)。1.3常用研磨機研磨是一種重要的精密、超精密加工技術，幾乎適合于各種材料的加工，研磨加工可以得到很高的尺寸精度和形狀精度，甚至可以達到加工精度的極限，早期的一些研磨機研磨裝置簡單，不需要大量復雜的機械并且不苛求設備的精度條件。作為超精加工的一種方法，研磨機主要用于研磨工件中的高精度平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、螺紋面和其他型面。其主要類型有圓盤式研磨機、轉軸式研磨機、磁力研磨機和各種專用研磨機。1.3.1圓盤式研磨機 圖1.1 圓盤式研磨機這種研磨機分單盤和雙盤兩種，以雙盤研磨機應用最為普通。在雙盤研磨機圖1.1 2上，多個工件同時放入位于上、下研磨盤之間的保持架內(nèi)，保持架和工件由偏心或行星機構帶動作平面平行運動。下研磨盤旋轉，與之平行的上研磨盤可以不轉，或與下研磨盤反向旋轉，并可上下移動以壓緊工件（壓力可調）。此外，上研磨盤還可隨搖臂繞立柱轉動一角度，以便裝卸工件。雙盤研磨機主要用于加工兩平行面、一個平面(需增加壓緊工件的附件)、外圓柱面和球面（采用帶V形槽的研磨盤）等。加工外圓柱面時,因工件既要滑動又要滾動，須合理選擇保持架孔槽型式和排列角度。單盤研磨機只有一個下研磨盤，用于研磨工件的下平面，可使形狀和尺寸各異的工件同盤加工，研磨精度較高。有些研磨機還帶有能在研磨過程中自動校正研磨盤的機構。 1.3.2轉軸式研磨機 由正、反向旋轉的主軸帶動工件或研具（可調式研磨環(huán)或研磨棒）旋轉，結構比較簡單，用于研磨內(nèi)、外圓柱面。 如圖21.2所示:圖1.2 轉軸式研磨機1.3.3磁力研磨機 磁力研磨機是通過采用磁場力量傳導至不銹鋼磨針使工件作高頻率旋轉運動；可對精密工件內(nèi)孔、死角、細小夾縫起到明顯較好的拋光研磨去除毛刺的效果。 1.3.4專用研磨機 依被研磨工件的不同，有中心孔研磨機、鋼球研磨機和齒輪研磨機等。 此外，還有一種采用類似無心磨削原理的無心研磨機，用于研磨圓柱形工件。 參考文獻1Su J X，Guo D M，Kang R K，et a1Modeling and Analyzing on Nonuniformityof Materia Removal in Chemical Mechanical Polishing of Silicon WaferJScience Material Forum，2004，471472：26312 裴慶魁. 平面高速精磨中的均勻磨削M. 光學機械，1991.23靳永吉CMP拋光運動機理研究JIC 制造設備，2005，128：37424Tso P L，Wang Y Y，Tsai M JA study of cattier motion on a dualface CMP machine Journal of Materials Processing Technology，2001，1 16(23)：1945田業(yè)冰，金洙吉，康仁科等硅片自旋轉磨削的運動幾何學分析J中國機械工程，2005，16(20)：179818026蘇建修，郭東明，康仁科等硅片化學機械拋光時運動形式對片內(nèi)非均勻性的影響分析J中國機械工程，2005，16(9)：8l58197Castillo-Mejia D，Beaudoin SA Locally RelevantPrestonian Model for Wafer Polishing l J1Journal of The Electrochemical 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