2512 電動(dòng)扳手設(shè)計(jì)

2512 電動(dòng)扳手設(shè)計(jì),電動(dòng),扳手,設(shè)計(jì) 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 1 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊一種先進(jìn)的超精密磨床蘭迪斯.隆德公司的生產(chǎn)精密機(jī)械的克蘭菲爾德部門，最近生產(chǎn)了一種超精密的端面磨床，該機(jī)床擁有幾個(gè)自動(dòng)監(jiān)控功能。該公司免費(fèi)給克蘭菲爾德大學(xué)的精密工程小組提供機(jī)床，以便他們進(jìn)行研究，特別是里外都完整的無(wú)損害的端面區(qū)部分。本文論述了機(jī)械的設(shè)計(jì)、初加工試驗(yàn)以及可能的研究項(xiàng)目。這些項(xiàng)目將因?yàn)檫@種先進(jìn)的機(jī)械系統(tǒng)的應(yīng)用而受益，系統(tǒng)結(jié)合了最先進(jìn)的自動(dòng)檢測(cè)功能與控制加工過(guò)程功能。關(guān)鍵詞：自動(dòng)檢測(cè) 磨削 機(jī)械設(shè)計(jì) 精密機(jī)器1 緒論生產(chǎn)精密機(jī)械的克蘭菲爾德是 UNOVA 的一個(gè)子公司，它的專長(zhǎng)是用先進(jìn)的原料生產(chǎn)和制造出價(jià)格合理的機(jī)器元件，包括陶瓷、玻璃、金屬互化物及硬質(zhì)合金鋼。克蘭菲爾德大學(xué)是以工業(yè)和制造業(yè)著稱的大學(xué)，它重視與工業(yè)界的密切聯(lián)系，而且現(xiàn)在正在開(kāi)展超精密的、超高速加工的機(jī)械研究項(xiàng)目，包括超硬材料加工、脆性材料的韌性加工以及汽車產(chǎn)業(yè)的精密加工。這兩個(gè)團(tuán)體互補(bǔ)的研究興趣導(dǎo)致了生產(chǎn)精密機(jī)械的克蘭菲爾德公司設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了一種先進(jìn)的超精密端面磨床給屬于 SIMS 的精密工程研究小組。這使得該小組擁有一系列的研究項(xiàng)目，特別是對(duì)于里外都完整的無(wú)損害的端面區(qū)部分。原料的納米分散加工及控制被看作是一種中期至長(zhǎng)期解決成本和時(shí)間問(wèn)題的方法，這兩個(gè)問(wèn)題折磨著電光學(xué)與其它精密零件的制造。例如：易碎原料的延展拋光能夠提供光滑的表面，事實(shí)上，它比一般的材料擁有較高的平滑度和外形精確度[1] 。更重要的是 ,一個(gè)球表面很少或沒(méi)有經(jīng)歷表面下的損傷,因此消除了聯(lián)合傳統(tǒng)拋光進(jìn)行后續(xù)拋光的步驟。許多的“微小精密”產(chǎn)品(如半導(dǎo)體、光纖通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)等),以及較大的被航空、汽車等應(yīng)用的元件的性能越來(lái)越依賴于更高的幾何精度和微-納米表面。最近,汽車工業(yè)已經(jīng)顯示了未來(lái)對(duì)元件表面的要求，它需要具有幾個(gè)關(guān)鍵的傳輸元件，這種傳輸性能屬于光學(xué)性質(zhì),它的目標(biāo)是用 10 納米的 Ra 表面經(jīng)濟(jì)地完成對(duì)硬鋼的直接機(jī)械加工，而且無(wú)需對(duì)硬鋼進(jìn)行拋光。玻璃和陶瓷有無(wú)損害的表面，硬鋼有光學(xué)性質(zhì)表面，這種條件是非常嚴(yán)格的，它需要(a)一系列的機(jī)械工具，它們不是一般的最好的長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 2 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊生產(chǎn)工具，例如，精度高、運(yùn)動(dòng)順暢、環(huán)硬度高[2]；(b)輔助設(shè)備的加入，人、特別是為了適應(yīng)特殊的應(yīng)用，例如砂輪的打磨維修和調(diào)節(jié)；以及(c) 使用正確的磨削技術(shù)（許多的變量—車輪的型號(hào)；冷凍劑；速度；供給等） 。所有的條件都必須被滿足，現(xiàn)在能夠滿足這些條件的晶圓磨機(jī)器已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)。2 目標(biāo)為了滿足上面所提及的表面完整性和生產(chǎn)率的要求,這些要求適用于一系列的元件,主要的發(fā)展目標(biāo)包括:1） ．一個(gè)有高標(biāo)準(zhǔn)（上表面和下表面）完整性的較大的元件產(chǎn)品的機(jī)械加工效率2）對(duì)易碎材料(眼鏡、陶瓷)優(yōu)先選擇柔軟的方式進(jìn)行機(jī)械加工3）一個(gè)只有一個(gè)設(shè)置的單一過(guò)程來(lái)取代典型的三級(jí)研磨、腐蝕和拋光過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的生產(chǎn)率。3 過(guò)程這個(gè)過(guò)程的一個(gè)主要要求是它應(yīng)該能夠在 350 毫米直徑元件上進(jìn)行極度平滑表面加工的能力。而且,表面應(yīng)該是光滑的(小于 50Ra)以及有最小的表面損傷。理論上，其表面的性質(zhì)應(yīng)接近于拋光表面的性質(zhì)。為了滿足這些嚴(yán)格的要求，旋轉(zhuǎn)磨削已被應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)磨削的特性是它不像傳統(tǒng)的表面拋光，它有一個(gè)恒接觸長(zhǎng)度和恒切削力。如圖 1 所示的磨削原理。砂輪、工件的旋轉(zhuǎn)以及砂輪的軸供給去除工件的表面余量，直到達(dá)到它的最后幾何厚度。4 本機(jī) 該進(jìn)程和組件的較高要求需要質(zhì)量非常高的環(huán)剛度機(jī)。 研磨機(jī)（圖 2）面的設(shè)計(jì)目標(biāo)是： 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 3 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 1 關(guān)于研磨作業(yè)問(wèn)題 1. 要求為達(dá)到亞微米亞表面損傷，環(huán)剛度應(yīng)該優(yōu)于 200 N /m_1 具有良好的動(dòng)態(tài)阻尼。 2. 要實(shí)現(xiàn)總厚度 變化（TTV）的 0.5 m 公差，控制間距（輪部件的表面）應(yīng)該大于 0.333 弧秒。 3. 要實(shí)現(xiàn)亞微米亞表面損傷，切深度控制應(yīng)該優(yōu)于 0.1 m。 4. 需要軸向誤差議案實(shí)現(xiàn)亞微米亞表面損傷,錠數(shù)應(yīng)該優(yōu)于 0.1 m。5. 測(cè)量與反饋元件厚度為 0.5 m，以達(dá)到微米的厚度公差。在地面幾何平面取決于相對(duì)位置的砂輪和旋轉(zhuǎn)軸工件。圖 3 顯示的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和機(jī)軸。共有 11 個(gè)軸，再加上三個(gè)數(shù)字遙控加載項(xiàng)（未顯示） ，隨動(dòng)控制下的所有驅(qū)動(dòng)。它們是： S1 磨削主軸 C Workhead 主軸 Z 進(jìn)料 X 砂輪 S2 修整主軸 W 軸修整 A 傾斜間距 B 傾斜偏航 S3 驅(qū)動(dòng)洗刷 P 探頭厚度 洗刷臂如下所述，平面精確度可以由旋轉(zhuǎn)軸加上旋轉(zhuǎn)的疊加有適當(dāng)?shù)闹鬏S路線方法實(shí)現(xiàn)。此外，這原型研究納入機(jī)受益于以下國(guó)家的最先進(jìn)的自動(dòng)功能 監(jiān)督和加工過(guò)程的控制。長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 4 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4.1 調(diào)整工件和磨削 轉(zhuǎn)動(dòng)平衡性 因?yàn)榈孛鎺缀伪砻婵擅枋鰩缀畏匠?，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸 S1 和 C 中一相對(duì)對(duì)齊（圖 3）已進(jìn)行簡(jiǎn)化。研磨進(jìn)程需要平面砂輪和工件的平面要保持作為 Z 軸進(jìn)給的應(yīng)用之間的特定角度。這是典型的多角度小于 1 度，使得工件和車輪接近于平行。這個(gè)角度是由三個(gè)測(cè)量 LVDT 的監(jiān)測(cè)傳感器，測(cè)量位移之間的磨主軸防護(hù)外罩，并就精密加工表面外罩。該測(cè)量傳感器放置在磨削主軸外罩周圍，大約從中心等距離輪子的主軸在車輪平面軸，處于已知的分離位置。從這些傳感器的信息是返回到控制系統(tǒng)修改控制的 A - （節(jié)距） ，B 組， （偏航）和 Z -（料）軸。這是一個(gè)具有獨(dú)特的保持工件平整度功能的機(jī)器，它減少和亞表面損傷工件表面光潔度并且提高了磨削力。這扭曲影響磨削主軸 workhead 路線，而當(dāng)時(shí)生產(chǎn)非平坦表面。按照常規(guī)機(jī)械通過(guò)機(jī)械調(diào)整對(duì)齊和依靠力量和撓度一般可以均衡。然而，如果在這臺(tái)機(jī)器的工藝條件變化時(shí)，將會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)補(bǔ)償。這可以通過(guò)優(yōu)化以適應(yīng)材料和車輪條件在控制系統(tǒng)軟件的變化。 如圖 4..所示為 Z 軸伺服控制功能框圖 超精密磨床 641 工作面 圖 2. 面對(duì)磨床長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 5 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 3. 軸的名稱圖 4 Z 軸功能框圖4.2 砂輪 粗加工和精加工的車輪是通過(guò)對(duì)一個(gè)軸的專利系統(tǒng)同心安裝,其中包括一前進(jìn)/收回機(jī)制的粗加工輪，如圖 5.所示 。為了最大限度地組成生產(chǎn)量， 將運(yùn)用第一輪來(lái)獲得高的材料去除率。進(jìn)行細(xì)粒度砂輪整理，然后用獲得成品尺寸和表面完整性。長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 6 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 5 單軸雙滾輪系統(tǒng)4.3 檢測(cè)砂輪聯(lián)系 聲波放射（AE）傳感器用于建立初始 砂輪之間的接觸和組件。由于建立第一個(gè)接觸到非常精細(xì)的限制的重要性，當(dāng)完成磨削，環(huán)傳感器是用于workhead 和磨削主軸。這些都非常敏感，在主軸的正對(duì)面，靠近信號(hào)源。對(duì)機(jī)砂輪修整裝置主軸也是以使聲波放射傳感器“觸摸衣”磨輪。 4.4 磨削力自動(dòng)測(cè)量 通過(guò)磨削力測(cè)量傳感器內(nèi)放置力循環(huán)以遠(yuǎn)離外部力量，例如絲杠螺母，及其相關(guān)的摩擦。測(cè)量研磨力度給出了砂輪磨損很好的體現(xiàn)。4.5 測(cè)量砂輪磨損以及構(gòu)件厚度 砂輪磨損監(jiān)測(cè)組件一起的厚度。一個(gè)特別設(shè)計(jì)的鐵砧和 LVDT 探頭集會(huì)用來(lái)衡量組成部分的厚度。這是所做的最初基準(zhǔn)到鐵砧和探針的多孔陶瓷真空吸盤面臨哪些組件是固定的。 在測(cè)量元件厚度時(shí)，砧是在同一滑道為探針，接觸卡盤基準(zhǔn)與 LVDT 的探頭使得與面對(duì)面接觸組成部分，從而使一厚度測(cè)量。磨削車輪磨損，可讀出的位置 Z 軸以及與這夾頭面對(duì)基準(zhǔn)的地位并且熱增長(zhǎng)是衡量渦流探頭對(duì)安裝在工作砂輪和磨削主軸。任何增長(zhǎng)都會(huì)由自動(dòng)補(bǔ)償調(diào)整相對(duì)兩錠的位置。 4.6 輔助功能 本機(jī)還具有對(duì)機(jī)械零件和設(shè)施夾頭清洗也是從 workhead 主軸上自控裝卸長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 7 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊能力來(lái)進(jìn)行自動(dòng)加載和卸載部件。 5 機(jī)器調(diào)試機(jī)器的服務(wù)包括空氣供給、研磨液供應(yīng)和電機(jī)冷卻供給以及三相電供給?？諝庥梢粋€(gè)高性能的供應(yīng)空調(diào)系統(tǒng),它提供清潔干燥的空氣在 13 條超過(guò) 5000 l min-1。內(nèi)面磨床耗氣量約為二零零零升每分鐘，其余為各種空氣凈化和清洗系統(tǒng)。這個(gè)超精密空氣軸承運(yùn)行所需要求空氣過(guò)濾和零下 40 攝氏度的溫度。循環(huán)冷卻水的供應(yīng)是由壓力泵提供的。由循環(huán)水冷卻供應(yīng)。這是泵 45 條在流率達(dá) 100 磅 min/1。冷卻劑是分配給各冷卻液噴嘴單個(gè)控制下,機(jī)械加工的要求。用于冷卻收集,然后送入主要冷卻水箱,通過(guò)一個(gè)未燃盡的泵。有些水性碎片(工件和砂輪的殘留)解決下,其余的是在這里拆卸過(guò)濾到不同的階段。服務(wù)提供過(guò)程中需要一種控制流體分布,連同適當(dāng)?shù)陌踩?lián)鎖和監(jiān)控系統(tǒng)。5.1 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)分兩部分,基于一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可編程序控制器(PLC)和精密數(shù)控系統(tǒng)。機(jī)器的 I / O 在一個(gè)分布式系統(tǒng)伺服器里。雙絞信號(hào)電纜控制了一個(gè)光纖環(huán)。采用的 PLC 程序需要小修改調(diào)試,大部分調(diào)試集中在進(jìn)一步發(fā)展的數(shù)控程序中,特別是磨感應(yīng),打磨維修及研磨作業(yè)。5.2 機(jī)器研磨前準(zhǔn)備在研磨作業(yè)中評(píng)估系統(tǒng)能力的重要參數(shù)：1.機(jī)器的系列2.平衡的主軸3.車輪的條件4.冷卻劑的應(yīng)用5.控制機(jī)器的運(yùn)動(dòng)這是解決對(duì)磨削表面粗糙度最主要的因素。5.3 機(jī)器運(yùn)行路線在機(jī)床制造商已經(jīng)對(duì)大多數(shù)機(jī)器系列進(jìn)行了精確計(jì)量檢定，這些是已經(jīng)證實(shí)的。然而,臨界對(duì)齊數(shù)據(jù)(對(duì)齊軸和磨輪主軸軸心)已經(jīng)丟失,自從磨輪主軸被刪除后,這臺(tái)機(jī)器已經(jīng)被搬離精密工程實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)對(duì)齊數(shù)據(jù)必須重新利用微長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 8 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊型車，用電渦流探測(cè)器(測(cè)量范圍廣大約 6 微米)安裝在磨輪主軸的面罩上。一個(gè)特殊目的是，把對(duì)齊的工作軸裝在跳面板上。測(cè)量距離變化的探針從功能上調(diào)整,這兩個(gè)軸連接的紡錘都獨(dú)立的旋轉(zhuǎn),允許角對(duì)齊的兩錠軸,采用最小二乘法利用多參數(shù)診斷法。圖6 磨床主軸受橫向外力的時(shí)振幅圖 7 磨床主軸受縱向外力時(shí)的振幅5.4 車輪平衡本機(jī)配置使這個(gè)磨輪主軸自動(dòng)平衡。這包括使機(jī)器適應(yīng)自動(dòng)選擇磨輪。對(duì)這個(gè)磨輪主軸進(jìn)行分割,包括兩個(gè)同心圓粗糙度和細(xì)粒度、讓粗糙的輪子有稍大點(diǎn)的直徑。粗輪子可以自動(dòng)選擇平行滑動(dòng)的主軸軸心,在空中由活塞控制,包括兩聯(lián)軸器。這兩種結(jié)構(gòu),用粗、細(xì)輪選中,在稍微不同的失衡的時(shí)刻,通過(guò)自動(dòng)平衡來(lái)補(bǔ)償。圖 6 和圖 7 數(shù)據(jù)顯示的是振幅和相位發(fā)生反應(yīng)平衡(位移）傳感器在水平方向,位于磨輪主軸的軸頸,沿 X 軸顯示,包括位移磨輪主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速率。在 Y 軸長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 9 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊代表了當(dāng)時(shí)實(shí)際峰峰值位移和研磨主軸的轉(zhuǎn)速。獲得這些數(shù)據(jù)后，機(jī)床可以自動(dòng)調(diào)整主軸平衡。在 1200 轉(zhuǎn)左右（或 20 赫茲）時(shí)可以看到機(jī)床有一個(gè)很強(qiáng)有力的共振響應(yīng)。圖 8 振幅的反應(yīng)平衡，在位移傳感器的垂直方向，完全沒(méi)有了共振峰。隨后的數(shù)據(jù)顯示，該共振源是在“B”傾斜砂輪軸上（垂直軸） ，如圖3 所示，這只是一個(gè)水平方向的傳感器。這個(gè)圖說(shuō)明車輪平衡也是至關(guān)重要的。圖8 磨床主軸垂直方向的平衡力的振幅 圖9調(diào)整主軸受橫向平衡力的振幅圖 9 所示的是水平的響應(yīng),主軸精細(xì)的平衡。在轉(zhuǎn)速達(dá)到 4000 轉(zhuǎn)（或者 67赫茲）是，在水平方向同樣有一個(gè)明顯的振動(dòng)。這個(gè)主軸安裝在 X 軸上，而振動(dòng)也發(fā)生在 X 軸上。再一次說(shuō)明這是源于運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方向。雖然修正了主軸的外觀，但是對(duì)于磨削主軸平衡性能來(lái)說(shuō)還是有一定得影響。平衡運(yùn)動(dòng)要將一個(gè)小規(guī)模的循環(huán)對(duì)應(yīng)砂輪,而這也就會(huì)反過(guò)來(lái)影響研磨質(zhì)量。5.5 車輪條件這臺(tái)機(jī)器上，輪子的形式是通過(guò)整形傳授操作的，條件是保持車輪的狀態(tài)，通過(guò)以后的敷料，在修整業(yè)務(wù)之間的操作相對(duì)較少。5.6 冷卻劑的應(yīng)用把相當(dāng)大的力集中對(duì)準(zhǔn)冷卻液噴嘴，是為了提供足夠的冷卻劑進(jìn)入磨削界面。在這里，磨削弧的接觸是那么長(zhǎng)，大約在 200 毫米一個(gè) 200 毫米晶圓，這是個(gè)特別重要的地方。5.7 運(yùn)動(dòng)控制通過(guò)新磨例程和復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)剖面，來(lái)制定磨削。一個(gè)完整的周期包括晶圓研磨粗略的初步研磨，由每個(gè)研磨階段研磨完成后，工作和磨削主軸被設(shè)置為長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 10 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊旋轉(zhuǎn)，然后應(yīng)，冷卻液。磨削主軸在檢測(cè)工作結(jié)束后，迅速進(jìn)入到聲發(fā)射傳感器觸摸。然后迅速減速，此外主軸，在三個(gè)階段，保持較低的進(jìn)給速度。最后，經(jīng)過(guò)一?。ɑ鸹ǔ觯r(shí)，磨削主軸收回。這種材料的加工序列很復(fù)雜，同時(shí)促使運(yùn)動(dòng)的 A 和 B 軸傾斜。完全平面磨削下，跌可能會(huì)導(dǎo)致的結(jié)果是非平面研磨。為了實(shí)現(xiàn)在完成平面的表面上看來(lái)，小角度之間必須是主軸的第一次接觸軸，而且這個(gè)角度在逐漸減少到零（名義上） 。進(jìn)一步修改議案的進(jìn)料來(lái)實(shí)行這三個(gè)點(diǎn)測(cè)量結(jié)果，其中監(jiān)視器，在進(jìn)程中，高靜磨削力會(huì)撓度本機(jī)。該測(cè)量?jī)x測(cè)量，要求整個(gè)研磨過(guò)程修改主軸之間的角度。6 初步磨削試驗(yàn)初步磨削試驗(yàn)是在單晶硅上進(jìn)行的，使用直徑為 200 毫米的圓片。初步磨削試驗(yàn)中所用的參數(shù)是依據(jù)大范圍的硅磨削研究實(shí)驗(yàn)而選定的。車輪速度是依據(jù)所產(chǎn)生的機(jī)械共振最小而選定的（如圖 6 和 9 所示） ，即砂輪轉(zhuǎn)速 2000 轉(zhuǎn)每分，修整輪轉(zhuǎn)速 5100 轉(zhuǎn)每分，同時(shí)仍保持足夠的磨削效率。對(duì)于粗磨而言，總磨削深度的要求是根據(jù)消除晶片上任何沖濺的需要而設(shè)定的，而對(duì)于修整而言，則是根據(jù)消除在粗磨過(guò)程中產(chǎn)生的亞表面損傷的需要而設(shè)定的。相對(duì)修整輪速也相應(yīng)設(shè)定，以便避免一個(gè)非整數(shù)比。修整，粗磨和精磨的參數(shù)如表 1-3所示。一個(gè)輪廓形式跟蹤表明，在粗磨操作中獲得的的表面粗糙度約 200 納米。其他測(cè)量表明亞表面損傷深度約 5 微米，正是這種亞表面損傷深度支配著精磨操作的加工磨削量的總額。 在這些初步加工試驗(yàn)中，表面加工完成后晶片表面的外觀十分好（圖 10） 。非常微弱的“殘影”弧形線條是可辨別的，盡管它們?cè)谳喞粉欀胁幻黠@，在照片中也不可見(jiàn)。 然而，他們所做的顯示了一種循環(huán)模式，這是砂輪旋轉(zhuǎn)速度和工件的旋轉(zhuǎn)率的一種結(jié)果，即它們的結(jié)果是任何一次失衡都會(huì)擴(kuò)大磨輪主軸的影響。在磨削的過(guò)程中，外觀的保養(yǎng)是通過(guò)最大限度的增大晶圓旋轉(zhuǎn)速率來(lái)優(yōu)化的，即使這會(huì)稍微加重所測(cè)量的表面的粗糙度。以上所表了一種妥協(xié)；使用現(xiàn)在的配置和工具，最好的表面粗糙度大約是 10 納米 Ra，它能夠在非常低的工件旋轉(zhuǎn)率( 1 rpm)條件下獲得，即使這樣做會(huì)使外觀的保養(yǎng)更糟糕，這都是因?yàn)橐怀鐾庥^的循環(huán)模式。長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 11 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 10 200 毫米晶圓的表面 - 15 納米 RA。超精密磨床 645 工作面表 1.修整參數(shù)修整輪型鍍輪 ZD107N200g修整輪直徑 180 mm修整輪轉(zhuǎn)速 5100 RPM (48.05 m s_1)供給速度為 40 微米每秒首先磨削進(jìn)給速度 5 微米每秒第二磨削進(jìn)給速度 0.3 微米每秒共有加工深度 20 微米砂輪轉(zhuǎn)速 2000 rpm表 2 粗磨參數(shù)輪式 46 米樹脂 VD46-C75-B117車輪直徑 370 mm輪速 2000 rpm (38.75 微米每秒)進(jìn)給速度 150 微米每秒首先磨削進(jìn)給速度 2 微米每秒第二磨削進(jìn)給速度 1 微米每秒第三磨削進(jìn)給速度 0.5 微米每秒共有加工深度 15 微米工作速度 10 rpm長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 12 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊表 3 精細(xì)研磨參數(shù)輪式 6 / 12，樹脂結(jié)合劑 AD6/12-C75-B118車輪直徑 305 mm輪速 1800 rpm (28.75 微米每秒進(jìn)給速度 80 微米每秒第一磨削進(jìn)給速度 1 微米每秒_1第二磨削進(jìn)給速度 0.2 微米每秒_1第三磨削進(jìn)給速度 0.05 微米每秒 1共有加工深度 8 微米每秒工作速度 200 rpm7 機(jī)器的評(píng)估 晶圓端面磨床產(chǎn)生了一些令人印象深刻的結(jié)果，由于該方案的時(shí)間短，進(jìn)程的發(fā)展很有限。8 方案的研究這臺(tái)機(jī)器目前正在克蘭菲爾德大學(xué)精密工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行最后的調(diào)試，包括下面列出的一些方案的研究，已確定這將有利于從研磨機(jī)直接加工的可行性。8.1 微加工與壓電陶瓷例如鉛壓電陶瓷的鋯基鈦酸系統(tǒng)提所供的能力，和高精度高剛度能力所產(chǎn)生的耦合運(yùn)動(dòng)高力。8.2 監(jiān)測(cè)過(guò)程中磨削表面的完整性這項(xiàng)計(jì)劃的目的是優(yōu)化磨削參數(shù)材料而使切除率最大化，同時(shí)為了確保韌性材料去除機(jī)制占主導(dǎo)地位。8.3 高效精密磨削的硬質(zhì)合金這些材料中加工最困難的是硬質(zhì)合金，它是需要一種特殊的耐磨性和韌性的結(jié)合工具來(lái)加工。9 結(jié)論先進(jìn)材料和元器件廣泛的應(yīng)用提高了一個(gè)先進(jìn)的機(jī)械工具的廣泛可用性，機(jī)器的過(guò)程監(jiān)控和自動(dòng)監(jiān)控功能將優(yōu)化工藝開(kāi)發(fā)模型。長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文紙共 14 頁(yè) 第 13 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊參考資料1. 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