辊型振动辅助抛光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种辊型振动辅助抛光装置及方法，属于超精密加工领域。Z向运动平台通过螺钉与Z轴运动系统一和Z轴运动系统二连接，Z轴运动系统一和Z轴运动系统二通过螺钉与底座平台连接，X向运动平台一通过螺钉与X轴运动系统一和X轴运动系统二连接，X轴运动系统一和X轴运动系统二通过螺钉与底座平台连接，X向运动平台二通过螺钉与X轴运动系统三连接，X轴运动系统三通过螺钉与底座平台连接，复式振动平台通过螺钉与X向运动平台二连接。本实用新型专利技术具有抛光效率高、抛光均匀性和一致性好、可以完成对曲面的抛光处理和实时在线修整等优点。

【技术实现步骤摘要】
辊型振动辅助抛光装置
本技术涉及超精密加工领域，尤指辊型振动辅助抛光装置。
技术介绍
随着科学技术的快速发展，在工业的各个领域不仅对零件表面的质量和完整性提出了更高的要求，而且零件逐渐趋于微小化，这就要求加工精度在传统加工技术上提高一个精度，因此提出了超精密加工技术，超精密加工技术主要应用在大规模集成电路、航空航天、半导体等领域，加工后的工件表面精度可达纳米级或亚纳米级，在超精密加工中，抛光一直都是主要加工手段，并且通常为超精密加工的最终步骤，其目的是获得光滑、平整的表面。20世纪60年代日本学者隈部淳一郎将振动系统引入机械加工中，并逐渐发展成为机械加工行业中的热门，振动加工的目的是使游离磨料更加均匀的分布在加工工件表面，以达到均匀化抛光的目的，特别适合玻璃、石英、碳化硅等硬脆材料的加工。目前针对硬脆材料的加工方式主要有离子束抛光、射流抛光、化学机械抛光和振动辅助抛光等，离子束抛光主要是利用离子枪产生的离子经加速形成的离子束流发射到工件表面，使材料变形分离，但其抛光效率较低；射流抛光是一种抛光精度可达原子级的抛光手段，但其加工界面不稳定也使应用范围较小；传统化学机械抛光工艺主要用于半导体制造、柔性印刷电路板和制造电子器件等，化学机械抛光系统使被抛光工件在其轴上受到扭矩，使得被加工的超薄基体可能表现撕裂或折叠等问题；目前大多数的振动辅助抛光装置是通过压电传感器将电能转换为机械能的共振类型，大部分的振动辅助抛光装置为共振型，虽然共振型的振动辅助抛光装置的振动频率较高，但振动参数无法调整，不易于进行闭环控制，相对而言，非共振型的振动辅助抛光装置具有工作范围宽、运动参数可调和易于进行闭环控制等优点，所以，非共振型振动辅助抛光装置的设计仍是一项关键任务。
技术实现思路
本技术提供一种辊型振动辅助抛光装置，以解决目前存在的抛光效率低、应用范围小的问题。本技术采取的技术方案是：包括Z轴运动系统一、Z轴运动系统二、Z向运动平台、X轴运动系统一、X轴运动系统二、X向运动平台一、X轴运动系统三、X向运动平台二、复式振动平台、底座平台，其中Z向运动平台通过螺钉与Z轴运动系统一和Z轴运动系统二连接，Z轴运动系统一和Z轴运动系统二通过螺钉与底座平台连接，X向运动平台一通过螺钉与X轴运动系统一和X轴运动系统二连接，X轴运动系统一和X轴运动系统二通过螺钉与底座平台连接，X向运动平台二通过螺钉与X轴运动系统三连接，X轴运动系统三通过螺钉与底座平台连接，复式振动平台通过螺钉与X向运动平台二连接。所述的Z轴运动系统一和Z轴运动系统二结构相同，其中Z轴运动系统一包括：工字形导轨一、机座一、轴承座一、联轴器一、滑台一、底板一、电机一和电机一驱动的滚珠丝杠一，所述工字形导轨一通过螺钉与底板一连接，电机一通过螺钉与机座一连接，机座一通过螺钉与底板一连接，电机一通过联轴器一和轴承座一与滚珠丝杠一连接，滚珠丝杠一安装在工字形导轨一之间，滑台一安装在工字形导轨一上。所述的Z向运动平台包括电机安装台一、电机二、轴承座二、联轴器二、电机支撑台一、抛光辊、扭矩传感器和抛光辊轴，其中电机二通过螺钉与电机安装台一连接，电机二的输出轴通过联轴器二与抛光辊连接，抛光辊另一端连接在轴承座二上，轴承座二通过螺钉与电机支撑台一连接，扭矩传感器安装在抛光辊轴上，电机安装台一和电机支撑台一均通过螺钉与滑台连接。所述的X轴运动系统一和X轴运动系统二结构相同，其中X轴运动系统一包括工字形导轨二、机座二、轴承座三、联轴器三、滑台二、底板二、电机三和滚珠丝杠二，所述工字形导轨二通过螺钉与底板二连接，电机三通过螺钉与机座二连接，机座二通过螺钉与底座平台连接，电机三通过联轴器三和轴承座三与滚珠丝杠二连接，滚珠丝杠二安装在工字形导轨二之间，滑台二安装在工字形导轨二上。所述的X向运动平台一包括电机四、电机安装台二、电机支撑台二、联轴器四、轴承座四和修整辊，其中电机四固定在电机安装台二上，电机四的输出轴通过联轴器四与修整辊连接，修整辊的另一端安装在电机支撑台二的轴承座四中，电机安装台二和电机支撑台二通过螺钉与滑台连接。所述的X轴运动系统三包括工字形导轨三、机座三、轴承座五、联轴器五、滑台三、底板三、电机五和滚珠丝杠三，其中工字形导轨三通过螺钉与底板三连接，电机五通过螺钉与机座三连接，机座三通过螺钉与底板三连接，电机五通过联轴器五和轴承座五与滚珠丝杠三连接，滚珠丝杠三安装在工字形导轨三之间，滑台三安装在工字形导轨三上。所述的X向运动平台二包括电机六、减速器、联轴器六、轴承座六、圆弧台、摆台、蜗杆和蜗轮，其中圆弧台通过螺钉安装在滑台上，电机六通过减速器和联轴器连接蜗杆，完成蜗杆的转动，蜗杆带动蜗轮完成蜗轮的转动，蜗轮安装在摆台中，蜗轮带动摆台在圆弧台完成曲面运动，摆台上水平安装有复式振动平台。所述复式振动平台包括振动底座、振动平台发生装置、防摩擦板、振动工作台、位移传感器和位移传感器夹具体，其中振动平台发生装置通过螺钉与振动底座连接，振动工作台与振动平台发生装置之间有一防摩擦板，用来减小振动工作台与振动平台发生装置之间的摩擦，振动工作台和防摩擦板通过螺钉固定在振动平台发生装置上，位移传感器安装在位移传感器夹具体中，两个位移传感器夹具体均安装在振动平台发生装置上，两个位移传感器的前端均与振动工作台接触，用于测量振动工作台的X向位移和Y向位移，振动底座包括凸缘，凸缘用于固定振动平台发生装置的Y向位移；所述振动平台发生装置包括X向振动装置、Y向振动装置和连接器，X向振动装置通过连接器刚性连接在Y向振动装置上；所述X向振动装置包括桥式放大机构一、杠杆放大机构一、压电陶瓷一、刚性臂一、位移传递器一和固定块，固定块和刚性臂一分别用螺钉固定在振动底座上，压电陶瓷一通过螺钉安装在桥式放大机构一中，桥式放大机构一产生的微位移通过位移传递器一传递给杠杆放大机构一，杠杆放大机构一用于放大桥式放大机构一产生的微位移；所述Y向振动装置包括桥式放大机构二、杠杆放大机构二、压电陶瓷二、刚性臂二、位移传递器二、初级振动平台和振动外壁，刚性臂二通过螺钉固定在振动底座上，压电陶瓷二通过螺钉安装在桥式放大机构二中，桥式放大机构二产生的微位移通过位移传递器二传递给杠杆放大机构二，杠杆放大机构二用于放大桥式放大机构二产生的微位移，X向振动装置和Y向振动装置相互独立，不存在耦合影响。所述的底座平台包括底座和龙门架，龙门架刚性连接于底座上。本技术的优点是：(1)提出了一种新式的辊型抛光，相较于传统的振动辅助抛光，被抛光工件与抛光工具的接触方式由常规的点、面接触变为线接触，考虑到线性接触材料去除机制的摩擦较小，它有很小的可能性导致超薄基体表现出弯曲变形，并且大矩形玻璃基体也不太可能表现出脆性断裂，此外，辊型抛光系统可应用于连续自动化生产过程，在保证工件表面光滑度和完整性的同时保证了抛光的一致性；(2)抛光辊与复式振动平台采取相对反向的运动方式，抛光辊产生双向去除的效果，大大的提高了平均去除率；(3)复式振动平台采用桥式放大机构与杠杆放大机构相配合的二级放大方式，大大增加了装置的位移行程，X向振动装置和Y向振动装置相互独立，互不影响，解决了复式振动平台的耦合问题，且复式振动平台的水平放置也保证了抛光的均匀性；(4)加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辊型振动辅助抛光装置，其特征在于：包括Z轴运动系统一、Z轴运动系统二、Z向运动平台、X轴运动系统一、X轴运动系统二、X向运动平台一、X轴运动系统三、X向运动平台二、复式振动平台、底座平台，其中Z向运动平台通过螺钉与Z轴运动系统一和Z轴运动系统二连接，Z轴运动系统一和Z轴运动系统二通过螺钉与底座平台连接，X向运动平台一通过螺钉与X轴运动系统一和X轴运动系统二连接，X轴运动系统一和X轴运动系统二通过螺钉与底座平台连接，X向运动平台二通过螺钉与X轴运动系统三连接，X轴运动系统三通过螺钉与底座平台连接，复式振动平台通过螺钉与X向运动平台二连接。

【技术特征摘要】
1.一种辊型振动辅助抛光装置，其特征在于：包括Z轴运动系统一、Z轴运动系统二、Z向运动平台、X轴运动系统一、X轴运动系统二、X向运动平台一、X轴运动系统三、X向运动平台二、复式振动平台、底座平台，其中Z向运动平台通过螺钉与Z轴运动系统一和Z轴运动系统二连接，Z轴运动系统一和Z轴运动系统二通过螺钉与底座平台连接，X向运动平台一通过螺钉与X轴运动系统一和X轴运动系统二连接，X轴运动系统一和X轴运动系统二通过螺钉与底座平台连接，X向运动平台二通过螺钉与X轴运动系统三连接，X轴运动系统三通过螺钉与底座平台连接，复式振动平台通过螺钉与X向运动平台二连接。2.根据权利要求1所述的一种辊型振动辅助抛光装置，其特征在于，所述的Z轴运动系统一和Z轴运动系统二结构相同，其中Z轴运动系统一包括：工字形导轨一、机座一、轴承座一、联轴器一、滑台一、底板一、电机一和电机一驱动的滚珠丝杠一，所述工字形导轨一通过螺钉与底板一连接，电机一通过螺钉与机座一连接，机座一通过螺钉与底板一连接，电机一通过联轴器一和轴承座一与滚珠丝杠一连接，滚珠丝杠一安装在工字形导轨一之间，滑台一安装在工字形导轨一上。3.根据权利要求1所述的一种辊型振动辅助抛光装置，其特征在于，所述的Z向运动平台包括电机安装台一、电机二、轴承座二、联轴器二、电机支撑台一、抛光辊、扭矩传感器和抛光辊轴，其中电机二通过螺钉与电机安装台一连接，电机二的输出轴通过联轴器二与抛光辊连接，抛光辊另一端连接在轴承座二上，轴承座二通过螺钉与电机支撑台一连接，扭矩传感器安装在抛光辊轴上，电机安装台一和电机支撑台一均通过螺钉与滑台连接。4.根据权利要求1所述的一种辊型振动辅助抛光装置，其特征在于，所述的X轴运动系统一和X轴运动系统二结构相同，其中X轴运动系统一包括工字形导轨二、机座二、轴承座三、联轴器三、滑台二、底板二、电机三和滚珠丝杠二，所述工字形导轨二通过螺钉与底板二连接，电机三通过螺钉与机座二连接，机座二通过螺钉与底座平台连接，电机三通过联轴器三和轴承座三与滚珠丝杠二连接，滚珠丝杠二安装在工字形导轨二之间，滑台二安装在工字形导轨二上。5.根据权利要求1所述的一种辊型振动辅助抛光装置，其特征在于，所述的X向运动平台一包括电机四、电机安装台二、电机支撑台二、联轴器四、轴承座四和修整辊，其中电机四固定在电机安装台二上，电机四的输出轴通过联轴器四与修整辊连接，修整辊的另一端安装在电机支撑台二的轴承座四中，电机安装台二和电机支撑台二通过螺钉与滑台连接。6.根据权利要求1所述的一种辊型振动辅助抛光装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷岩，陈修元，林洁琼，周岩，田旭，康洺硕，张成龙，杨继犇，王点正，张哲名，徐梓苏，苍新宇，付斌，张晋，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22