[發明專利]一種軸承套圈接觸式超精密化學機械拋光裝置及方法

有效

• 申請號: 202210197054.6
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114700870B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 江亮;黃朝蓬;錢林茂;張韶華;周寧寧;陳宇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B24B37/02
• 分類號: B24B37/02;B24B37/11;B24B37/27;B24B37/34;B24B41/02;B24B47/12;B24B41/04;B24B57/02;B24B1/00;C09G1/02
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 陳婷

1.一種軸承套圈接觸式超精密化學機械拋光裝置，其特征在于：包括第一調心模塊、第二調心模塊、樣品旋轉模塊、樣品夾持模塊、拋光模塊和機座；所述機座上分別設置有所述樣品旋轉模塊和所述第一調心模塊，所述第一調心模塊上設置有所述拋光模塊，所述樣品旋轉模塊上設置有所述第二調心模塊，所述第二調心模塊上設置有所述樣品夾持模塊，所述第二調心模塊用于帶動所述樣品夾持模塊在水平方向上移動，從而使所述樣品夾持模塊上的所述軸承套圈與所述樣品旋轉模塊同軸，所述第一調心模塊用于帶動所述拋光模塊在水平方向和豎直方向上移動，從而使所述拋光模塊的拋光頭與所述軸承套圈同軸，所述樣品旋轉模塊用于驅動所述第二調心模塊旋轉，所述樣品夾持模塊跟隨所述第二調心模塊旋轉，從而帶動所述軸承套圈旋轉，所述樣品夾持模塊針對性提供夾具用于夾持所述軸承套圈，所述拋光模塊針對性提供拋光頭用于對所述軸承套圈進行拋光；

所述第一調心模塊包括電機架、第一支撐桿、第二支撐桿和開口固定環；所述第二支撐桿底部設有圓柱孔，圓柱孔內插入所述機座自帶的圓柱桿，通過螺栓固定連接，所述第一支撐桿位于所述第二支撐桿上，所述第一支撐桿遠離所述電機架的一端設置有第一連接板，所述第二支撐桿遠離所述機座的一端設置有與第一連接板匹配連接的第二連接板，所述第一連接板和所述第二連接板上設有孔槽，所述第一連接板沿著孔槽相對所述第二連接板移動，使所述第一支撐桿相對所述第二支撐桿在水平方向上移動，調整好位置后用螺栓連接固定，所述電機架位于所述第一支撐桿上，所述電機架相對所述第一支撐桿在豎直方向上移動，調整好位置后，設置在所述電機架上的所述開口固定環用于固定所述電機架。

2.根據權利要求1所述的一種軸承套圈接觸式超精密化學機械拋光裝置，其特征在于，所述第二調心模塊包括：二維工作臺、上定位孔、下定位孔、帶刻度的第一方向旋鈕和第二方向旋鈕；所述二維工作臺通過旋轉所述兩個帶刻度的第一方向旋鈕和第二方向旋鈕控制臺面向第一方向和第二方向移動，兩個方向互相垂直，所述二維工作臺臺面上方設置有多個所述上定位孔，用于固定所述樣品夾持模塊，所述二維工作臺下方設置有四個所述下定位孔，用于將所述二維工作臺用螺釘固定在所述樣品旋轉模塊上，使所述二維工作臺跟隨所述樣品旋轉模塊旋轉。

3.根據權利要求1所述的一種軸承套圈接觸式超精密化學機械拋光裝置，其特征在于，所述樣品夾持模塊包括：軸承套圈夾具、拋光液液池和墊塊；所述軸承套圈夾具固定在所述拋光液液池內，所述拋光液液池固定在所述墊塊上的圓槽內，所述圓槽的內徑與所述拋光液液池的外徑相同，在此基礎上，所述拋光液液池和所述墊塊通過銷釘固定連接，限制所述拋光液液池相對于所述墊塊旋轉，所述墊塊通過銷釘固定連接在所述第二調心模塊上，跟隨所述第二調心模塊移動和旋轉，拋光結束后取出所述墊塊，向下移動所述樣品夾持模塊，將所述軸承套圈與所述拋光頭分開，取出所述軸承套圈。

4.根據權利要求3所述的一種軸承套圈接觸式超精密化學機械拋光裝置，其特征在于，所述軸承套圈夾具包括：軸承外套圈夾具、軸承內套圈夾具；所述軸承外套圈夾具底部為一個外徑與所述拋光液液池內徑相同的圓盤底座，圓盤底座上方為一個與之同軸的圓柱，圓柱內部有一個與之同軸的階梯孔，階梯孔上部內徑略大于所述軸承外套圈外徑，方便所述軸承外套圈放入，階梯孔上部有四個螺紋孔，通過螺釘擰緊固定所述軸承外套圈，防止其轉動，階梯孔下部內徑小于所述軸承外套圈外徑，且大于所述軸承外套圈內徑，圓柱周圍均勻設置四個缺口，方便拋光液進入；所述軸承內套圈夾具底部為一個外徑與所述拋光液液池內徑相同的圓盤底座，圓盤底座上方為一個與之同軸的階梯軸，階梯軸上部直徑與所述軸承內套圈內徑相同，所述軸承內套圈通過過盈配合安裝在階梯軸上部，階梯軸下部直徑大于所述軸承內套圈內徑，小于所述軸承內套圈外徑。

5.根據權利要求1所述的一種軸承套圈接觸式超精密化學機械拋光裝置，其特征在于，所述拋光模塊包括：電機、控制器和拋光頭；所述電機固定在所述電機架的中心，所述拋光頭通過鍵連接在電機軸上，通過調整所述控制器使所述電機達到設定轉速，帶動所述拋光頭旋轉，使所述拋光頭與所述軸承套圈產生相對運動，從而達到拋光效果。