本发明专利技术属于抛光装备技术领域，且公开了一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机及加工方法。本发明专利技术基于化学机械抛光原理，通过磁场旋转和球舱旋转以及化学腐蚀耦合作用，实现对小型复杂曲面零件的精密抛光，其包括包括箱体、球舱、上包围体、下包围体、升降装置、冷却装置、皮带轮和红外测温仪。箱体用于放置球舱和其他装置，球舱为圆球形球壳结构，用于容纳工件，上包围体与下包围体结构完全一致，用于提供磁力，升降装置用于控制下包围体的升降便于倒出物料，冷却装置用于对球舱进行控温，皮带轮用于传输动力，红外测温仪用于实时监测球舱的温度。本发明专利技术可以实现复杂曲面零件的精密抛光，可以同时批量处理不同形状的复杂表面，通用性强。抛光过程全封闭，不会产生粉尘、噪音等污染，对人体无潜在伤害。对人体无潜在伤害。对人体无潜在伤害。
【技术实现步骤摘要】
一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机
[0001]本专利技术涉及抛光装备
，尤其涉及一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机。
技术介绍
[0002]对于小型复杂曲面件如，义齿、戒指宝石等的精密抛光是制造业内公认的难题。行业内现在主要依靠手工打磨抛光，劳动强度大，效率低，抛光产生的粉尘严重影响操作者的身体健康。且手工磨抛这种以应力去除材料的抛光方式容易在表面留下划痕，影响零件的表面质量。化学机械抛光是一种广泛应用于芯片晶圆制造的平面全局平坦化工艺，抛光精度可达亚纳米级。但是化学机械抛光通常应用于平面抛光，针对曲面的化学机械抛光设备鲜有量产。因此，设计开发出针对小型复杂曲面零件的曲面化学机械抛光设备可以显著提高这类零件的抛光精度和抛光效率，对于义齿、戒指宝石等加工行业具有重要的意义。
技术实现思路
[0003]根据上述提出的技术问题，提供一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机以解决了现有小型曲面零件抛光中存在的问题。本专利技术采用了如下技术方案：一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机，包括箱体、球舱、上包围体、下包围体、升降装置、冷却装置、皮带轮和红外测温仪；所述的箱体用于放置球舱和其他装置，所述的球舱用于容纳工件，所述的上包围体与下包围体结构完全一致，用于提供磁力，所述的升降装置用于控制下包围体的升降，所述的冷却装置用于对球舱进行冷却，所述的皮带轮用于传输动力，所述的红外测温仪用于实时监测球舱的温度。
[0004]进一步地，所述的箱体包括上箱体、销轴、下箱体、上隔板、下隔板、显示屏和按钮；所述的上箱体、下箱体通过销轴进行连接；所述的上箱体可以实现0
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150
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的翻转动作，从而完成箱体的打开与关闭；所述下箱体内部设置支撑板以固定红外测温仪；所述上隔板、下隔板分别用于封闭上箱体、下箱体内部结构；所述显示屏可实时显示球舱温度以及球舱、上包围体、下包围体的转速；所述按钮用于设置温度、转速等加工参数。
[0005]进一步地，所述的球舱包括球舱盖、球舱壳、球舱主轴、电机Ⅰ、电机支撑架Ⅰ、电机Ⅱ和电机支撑架Ⅱ；所述球舱用于容纳工件和抛光液，球舱盖和球舱壳共同构成封闭球舱；所述球舱盖与球舱壳之间通过螺纹连接，并设有密封环；所述电机Ⅰ由电机支撑架Ⅰ支撑固定，并通过皮带轮和球舱主轴带动球舱做周向旋转运动；所述电机Ⅱ由电机支撑架Ⅱ支撑固定，用于带动下包围体做周向旋转运动。所述球舱、上包围体和下包围体在电机的驱动下绕各自旋转轴做旋转运动。上包围体和下包围体产生旋转的磁场，通过磁力扰动球舱中的磁针跟随磁场运动，同时球舱自转带动球舱内部物体运动，两种运动复合可以增强化学机械抛光液与工件表面的相对运动，提高工件材料去除率，提高抛光效率。
[0006]进一步地，所述的上包围体、下包围体具有相似的结构，都为半球壳形，底部设置有包围体主轴，包围体可绕包围体主轴周向旋转，上包围体安装在上箱体内，下包围体安装
在下箱体内。上包围体、下包围体分别通过电机驱动绕轴旋转，且半球壳内部设置有磁体。在上箱体关闭后，上包围体和下包围体呈环抱状，将球舱包裹在中间，上包围体和下包围体上安装的磁体与球舱之间距离控制在5 mm以内，且互相不干涉。
[0007]进一步地，所述的升降装置包括气动伸缩缸和推板；气动伸缩缸由气体压缩机供气，可以实现升降运动，推板通过与电机支撑架Ⅱ接触，实现下包围体的升降，以改变下包围体内部磁体与球舱之间的距离。
[0008]进一步地，所述的冷却装置包括气体压缩机、喷管接头和喷管；所述的气体压缩机同时可通过压缩空气制造冷气，并通过喷管接头与喷管相连通，喷管安装在球舱的外围。通过喷管向球舱外壁喷射冷气以实现对球舱内部温度进行调节。
[0009]本专利技术还公开了一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机的使用方法，包括如下步骤：步骤1、将工件、化学机械抛光液和小磁针装入球舱壳中，将球舱盖安装在球舱壳；步骤2、将上箱体关闭，此时位于上箱体的上包围体将球舱上部包围；调节升降装置，将下包围体升至距离球舱底部最近位置，此时下包围体将球舱底部包围；步骤3、设置温度、转速等参数，设备启动。并根据实际情况调整加工参数，通过冷却系统调节球舱温度；步骤4、抛光完成时，球舱、上包围体和下包围体停止旋转，调节升降装置，使下包围体降至距离球舱最远位置，下包围体产生的磁场远离球舱；打开上箱体，上包围体随上箱体打开而脱离对球舱上部分的包围，上包围体产生的磁场远离球舱；磁场远离有助于取出球舱内的物料和磁针；打开球舱盖，取出工件，抛光结束。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术基于化学机械抛光原理可以实现复杂曲面零件的精密抛光，可以同时批量处理不同形状的复杂表面，通用性强。抛光过程全封闭，不会产生粉尘、噪音等污染，对人体无潜在伤害。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本专利技术装置的三维总装示意图。
[0013]图2是上箱体打开状态与其内部结构示意图。
[0014]图3是上箱体关闭状态与其外部结构示意图。
[0015]图4球舱及传动部件结构示意图。
[0016]图5是球舱盖打开状态示意图。
[0017]图6是上包围体、下包围体结构示意图。
[0018]图7是上包围体、下包围体结构俯视图。
[0019]图8是升降装置工作示意图。
[0020]图9是冷却装置工作示意图。
[0021]图中：箱体1；球舱2；上包围体3；下包围体4；升降装置5；冷却装置6；皮带轮7；红外测温仪8；上箱体101；销轴102；下箱体103；上隔板104；下隔板105；显示屏106；按钮107；球舱盖201；球舱壳202；球舱主轴203；电机Ⅰ204；电机支撑架Ⅰ205；电机Ⅱ206；电机支撑架Ⅱ207； 包围体轴401；半球壳402；磁体403；气动伸缩缸501；推板502；气体压缩机601；喷管接头602；喷管603。
具体实施方式
[0022]如图1所示，本专利技术实施例公开了一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机，包括箱体1、球舱2、上包围体3、下包围体4、升降装置5、冷却装置6、皮带轮7、红外测温仪8；所述的箱体1用于放置球舱2和其他装置，所述的球舱2用于容纳工件，所述的上包围体3与下包围体4结构完全一致，用于提供磁力，所述的升降装置5用于控制下包围体4的升降，所述的冷却装置6用于对球舱2进行冷却，所述的皮带轮7用于传输动力，所述的红外测温仪8用于实时监测球舱2的温度。
[0023]如图2、图3所示，本实施例中所述的箱体1包括上箱体101、销轴102、下箱体103、上隔板104、下隔板105、显示屏106和按钮107，所述的上箱体101、下箱体1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机，其特征在于，包括箱体、球舱、上包围体、下包围体、升降装置、冷却装置、皮带轮、红外测温仪；所述的箱体用于放置抛光机和其他装置，所述的球舱用于容纳工件，所述的上包围体与下包围体结构完全一致，用于提供磁力，所述的升降装置用于控制下包围体的升降，所述的冷却装置用于对球舱进行冷却，所述的皮带轮用于传输动力，所述的红外测温仪用于实时监测球舱的温度。2.根据权利要求1所述的一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机，其特征在于，所述的箱体包括上箱体、销轴、下箱体、上隔板、下隔板、显示屏和按钮；所述的上箱体、下箱体通过销轴进行连接，所述的上箱体可以实现0
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150
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的翻盖动作，从而完成箱体的打开与关闭，所述下箱体内部设置支撑板以固定红外测温仪，所述上隔板、下隔板用于封闭上箱体、下箱体内部结构，所述显示屏可实时显示球舱温度以及球舱、上包围体、下包围体的转速；所述按钮用于设置温度、转速等加工参数。3.根据权利要求1所述的一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机，其特征在于，所述的球舱包括包括球舱盖、球舱壳、球舱主轴、电机Ⅰ、电机支撑架Ⅰ、电机Ⅱ和电机支撑架Ⅱ，所述球舱壳为球壳状，用于容纳工件和抛光液，球舱盖和球舱壳共同构成封闭球舱；所述球舱盖与球舱壳之间通过螺纹连接，并设有密封环；所述电机Ⅰ由电机支撑架Ⅰ支撑固定，并通过皮带轮和球舱主轴带动球舱做周向旋转运动；所述电机Ⅱ由电机支撑架Ⅱ支撑固定，用于带动下包围体做周向旋转运动，所述球舱、上包围体和下包围体在电机的驱动下绕各自旋转轴做旋转运动，上包围体和下包围体产生旋转的磁场，通过磁力扰动球舱中的磁针跟随磁场运动。4.根据权利要求1所述的一种小型球舱磁力复杂曲面化学机械抛光机，其特征在于，所述的上包围体、下包围体具有相...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉彪，张振宇，薛自航，宋晓明，张仁杰，
申请(专利权)人：佛山探智拓高端智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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