【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷劈刀成型尺寸检测，尤其是一种陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备。
技术介绍
1、陶瓷劈刀是一种具有垂直方向孔的轴对称的陶瓷工具，属于精密微结构陶瓷部件，其为微电子加工领域引线键合过程中使用的焊线工具，在封装技术中发挥了极其重要的作用。陶瓷劈刀的主要制造材料为陶瓷粉（包括氧化铝、氧化硅等）。
2、陶瓷劈刀成型完毕后，正式打包入库前，需借用外径测量规对其外径值以及公差范围进行明确。鉴于陶瓷劈刀的高尺寸精度要求特性，对与之相配的外径测量规有着更高的尺寸精度要求，真圆度要求0.001mm。陶瓷劈刀外径测量规烧结成型后，需对其内孔进行精研，以达到真圆度要求。就目前技术现状而言，面市的内孔研磨设备均具有相类似或雷同的设计结构，具体为：头架用来夹持外径测量规坯件，研磨架用来夹持研磨棒，且实际研磨进程中，头架和研磨架均执行周向旋转运动，研磨棒得以持续地紧靠、且磨削外径测量规坯件的内孔侧壁。然而，在实际应用中，存在有以下棘手问题，具体为：1）烧结后的外径测量规坯件具有极高的硬度，加之，单次研磨进程中仅研磨棒的特定一段参与，从而导致研磨棒的磨损速率极快，需要频繁地停机以对其进行换新，且致使外径测量规的单品研磨成本居高不下；2）沿其长度方向，研磨棒各区域的磨损速率难以保持一致，导致精研后的陶瓷劈刀外径测量规其内孔的圆柱度以及真圆度难以达到设计要求，最终引发外径测量规的报废率居高不下问题。因而，亟待技术人员解决上述问题。
技术实现思路
1、故，本专利技术设计人员鉴于上述现有的问题
2、为了解决上述技术问题，本专利技术涉及了一种陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，包括基板、头架、研磨架、一维滑移台、三维组合位移台、动力部以及往复运动驱动部。头架用来夹持陶瓷劈刀外径测量规，且自备动力以驱动陶瓷劈刀外径测量规沿其自身中心轴线执行周向旋转运动，其与基板相固定。一维滑移台具有x向位移自由度，其以基板作为组装基础。三维组合位移台兼具x向位移自由度、y向位移自由度和z向位移自由度，其由一维滑移台进行运载。研磨架用来夹持研磨棒，其由三维组合位移台进行运载。动力部用来配套研磨架，研磨棒因间接地受到来自于动力部的转动力矩作用而得以执行周向旋转运动。往复运动驱动部用来配套三维组合位移台，研磨棒连同研磨架得以执行x向微距低频往复运动。
3、作为本专利技术所公开技术方案的进一步改进，三维组合位移台包括有底座、y向平移台、x向平移台以及z向升降台，且沿着由下至上方向依序累叠组合。其中，底座由一维滑移台直接运载。z向升降台作为研磨架的安装基础。三维组合位移台还包括有拉伸弹簧。拉伸弹簧连接于y向平移台和x向平移台之间。往复运动驱动部包括有第一电机座、第一旋转电机以及凸轮机构。凸轮机构包括有盘形凸轮和直动平底从动件。第一电机座亦由一维滑移台直接运载，且其布置于三维组合位移台的后方。第一旋转电机用来驱动盘形凸轮执行周向旋转运动，且其以第一电机座作为安装基础。与盘形凸轮相顶触、且配套的直动平底从动件与x向平移台采取可拆卸方式固定为一体。在拉伸弹簧的辅助下， x向平移台因受到来自于直动平底从动件的拖拽力作用而得以执行x向微距低频往复运动，且在此进程中，拉伸弹簧的弹性势能随之发生变化。
4、作为本专利技术所公开技术方案的更进一步改进，凸轮机构的升程控制在2～3mm，且盘形凸轮的转速控制在150～200rpm。
5、作为本专利技术所公开技术方案的进一步改进，头架包括有第二电机座、第二旋转电机以及气动弹性筒夹。第二电机座用来负担第二旋转电机，且其采取可拆卸方式以与基板相固定。气动弹性筒夹用来夹持陶瓷劈刀外径测量规，且其因受到来自于第二旋转电机的驱动力而执行周向旋转运动。
6、作为本专利技术所公开技术方案的进一步改进，研磨架包括有座体、旋转体、后拉式弹性筒夹以及施拉螺栓。座体采取可拆卸方式以与z向升降台固定为一体。座体内设有安装孔。旋转体被装入安装孔中，且其因直接受到来自于动力部的转动力矩作用而自由地执行周向旋转运动。沿其中心轴线，旋转体内开设有贯穿状插配孔。后拉式弹性筒夹用来夹持研磨棒，且其插装于插配孔内。施拉螺栓旋合于插配孔内，两者之间形成有第一螺纹副。施拉螺栓上成型有第一外螺纹。插配孔内成型有与第一外螺纹相适配的第一内螺纹。在持续地周向旋动施拉螺栓的进程中，后拉式弹性筒夹因受到来自于施拉螺栓的牵拉力作用而自行收紧，研磨棒得以被夹持。
7、作为本专利技术所公开技术方案的更进一步改进，施拉螺栓通过第二螺纹副以实现与后拉式弹性筒夹的机械联接。后拉式弹性筒夹的尾段上成型有第二外螺纹。第二外螺纹的旋向与第一外螺纹的旋向相异。
8、作为本专利技术所公开技术方案的进一步改进，动力部包括有第三电机座、第三旋转电机以及同步轮传动机构。第三电机座与第一电机座组合为一体，且其用来负担第三旋转电机。第三旋转电机所生成的转动力矩经由同步轮传动机构而传递至旋转体。
9、作为本专利技术所公开技术方案的更进一步改进，同步轮传动机构包括有主动同步轮、从动同步轮以及同步带。主动同步轮由第三旋转电机直接驱动，且其借助于同步带将转动力矩传递至从动同步轮。从动同步轮套装于旋转体上。
10、作为本专利技术所公开技术方案的进一步改进，一维滑移台包括有x向滑移台面和滑轨滑块组件。滑轨滑块组件由滑轨和滑块构成。滑轨采取可拆卸方式以与基板相固定。至少2件与滑轨相配套的滑块采取可拆卸方式以与x向滑移台面相固定。
11、作为本专利技术所公开技术方案的进一步改进，滑轨滑块组件的数目为2，且沿着x向滑移台面宽度方向进行均布。
12、作为本专利技术所公开技术方案的进一步改进，陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备还包括有手动锁紧单元。手动锁紧单元用来将一维滑移台的x向运动学自由度限制为零，其包括有摩擦块和手拧螺栓。沿其厚度方向， x向滑移台面上开设有与手拧螺栓相适配的螺纹孔。摩擦块落放于基板上，且布置于x向滑移台面的正下方。手拧螺栓用来轴向施压摩擦块，且在周向旋动手拧螺栓进程的不同阶段，摩擦块和基板之间所生成的摩擦力值随之发生变化。
13、另外，本专利技术还公开了一种陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨方法，其包括以下步骤：
14、s1、将陶瓷劈刀外径测量规装夹于头架上，将研磨棒装夹于研磨架上；
15、s2、工人手动推移一维滑移台，三维组合位移台和研磨架得以沿着x向同步地执行平移运动，且在此进程中，研磨架和头架之间的距离逐渐地缩小至合理值范围内；
16、s3、工人手动粗调三维组合位移台，直至研磨棒相对于陶瓷劈刀外径测量规具有正确的相对位置；
17、s4、工人继续手动推移一维滑移台，直至研磨棒伸入至陶瓷劈刀外径测量规内孔中设定长度，且锁定一维滑移台，使其x向运动学自由度被限制为零；
18、s5、工人手动精调三维组合位移台，直至研磨棒临本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，包括基板、头架、研磨架、一维滑移台、三维组合位移台、动力部以及往复运动驱动部；所述头架用来夹持陶瓷劈刀外径测量规，且自备动力以驱动陶瓷劈刀外径测量规沿其自身中心轴线执行周向旋转运动，其与所述基板相固定；所述一维滑移台具有X向位移自由度，其以所述基板作为组装基础；所述三维组合位移台兼具X向位移自由度、Y向位移自由度和Z向位移自由度，其由所述一维滑移台进行运载；所述研磨架用来夹持研磨棒，其由所述三维组合位移台进行运载；所述动力部用来配套所述研磨架，研磨棒因间接地受到来自于所述动力部的转动力矩作用而得以执行周向旋转运动；所述往复运动驱动部用来配套所述三维组合位移台，研磨棒连同所述研磨架得以执行X向微距低频往复运动。
2.根据权利要求1所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述三维组合位移台包括有底座、Y向平移台、X向平移台以及Z向升降台，且沿着由下至上方向依序累叠组合；其中，所述底座由所述一维滑移台直接运载；所述Z向升降台作为所述研磨架的安装基础；所述三维组合位移台还包括有拉伸弹簧；所述拉伸弹簧连接于所述Y向平移
3.根据权利要求2所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述凸轮机构的升程控制在2～3mm，且所述盘形凸轮的转速控制在150～200rpm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述头架包括有第二电机座、第二旋转电机以及气动弹性筒夹；所述第二电机座用来负担所述第二旋转电机，且其采取可拆卸方式以与所述基板相固定；所述气动弹性筒夹用来夹持陶瓷劈刀外径测量规，且其因受到来自于所述第二旋转电机的驱动力而执行周向旋转运动。
5.根据权利要求2-3中任一项所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述研磨架包括有座体、旋转体、后拉式弹性筒夹以及施拉螺栓；所述座体采取可拆卸方式以与所述Z向升降台固定为一体；所述座体内设有安装孔；所述旋转体被装入所述安装孔中，且其因直接受到来自于所述动力部的转动力矩作用而自由地执行周向旋转运动；沿其中心轴线，所述旋转体内开设有贯穿状插配孔；所述后拉式弹性筒夹用来夹持研磨棒，且其插装于所述插配孔内；所述施拉螺栓旋合于所述插配孔内，两者之间形成有第一螺纹副；所述施拉螺栓上成型有第一外螺纹；所述插配孔内成型有与所述第一外螺纹相适配的第一内螺纹；在持续地周向旋动所述施拉螺栓的进程中，所述后拉式弹性筒夹因受到来自于所述施拉螺栓的牵拉力作用而自行收紧，研磨棒得以被夹持。
6.根据权利要求5所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述施拉螺栓通过第二螺纹副以实现与所述后拉式弹性筒夹的机械联接；所述后拉式弹性筒夹的尾段上成型有第二外螺纹；所述第二外螺纹的旋向与所述第一外螺纹的旋向相异。
7.根据权利要求5所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述动力部包括有第三电机座、第三旋转电机以及同步轮传动机构；所述第三电机座与所述第一电机座组合为一体，且其用来负担所述第三旋转电机；所述第三旋转电机所生成的转动力矩经由所述同步轮传动机构而传递至所述旋转体。
8.根据权利要求7所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述同步轮传动机构包括有主动同步轮、从动同步轮以及同步带；所述主动同步轮由所述第三旋转电机直接驱动，且其借助于所述同步带将转动力矩传递至所述从动同步轮；所述从动同步轮套装于所述旋转体上。
9.根据权利要求1-3中任一项所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述一维滑移台包括有X向滑移台面和滑轨滑块组件；所述滑轨滑块组件由滑轨和滑块构成；所述滑轨采取可拆卸方式以与所述基板相固定；至少2件与所述滑轨相配套的所述滑块采取可拆卸方式以与所述X向滑移台面相固定。
10.根据权利要求9所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述滑轨滑块组件的数目为2，且沿着所述X向滑移台面宽度方向进行均布。
11.根据权利要求9...
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，包括基板、头架、研磨架、一维滑移台、三维组合位移台、动力部以及往复运动驱动部；所述头架用来夹持陶瓷劈刀外径测量规，且自备动力以驱动陶瓷劈刀外径测量规沿其自身中心轴线执行周向旋转运动，其与所述基板相固定；所述一维滑移台具有x向位移自由度，其以所述基板作为组装基础；所述三维组合位移台兼具x向位移自由度、y向位移自由度和z向位移自由度，其由所述一维滑移台进行运载；所述研磨架用来夹持研磨棒，其由所述三维组合位移台进行运载；所述动力部用来配套所述研磨架，研磨棒因间接地受到来自于所述动力部的转动力矩作用而得以执行周向旋转运动；所述往复运动驱动部用来配套所述三维组合位移台，研磨棒连同所述研磨架得以执行x向微距低频往复运动。
2.根据权利要求1所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述三维组合位移台包括有底座、y向平移台、x向平移台以及z向升降台，且沿着由下至上方向依序累叠组合；其中，所述底座由所述一维滑移台直接运载；所述z向升降台作为所述研磨架的安装基础；所述三维组合位移台还包括有拉伸弹簧；所述拉伸弹簧连接于所述y向平移台和所述x向平移台之间；所述往复运动驱动部包括有第一电机座、第一旋转电机以及凸轮机构；所述凸轮机构包括有盘形凸轮和直动平底从动件；所述第一电机座亦由所述一维滑移台直接运载，且其布置于所述三维组合位移台的后方；所述第一旋转电机用来驱动所述盘形凸轮执行周向旋转运动，且其以所述第一电机座作为安装基础；与所述盘形凸轮相顶触、且配套的所述直动平底从动件与所述x向平移台采取可拆卸方式固定为一体；在所述拉伸弹簧的辅助下，所述x向平移台因受到来自于所述直动平底从动件的拖拽力作用而得以执行x向微距低频往复运动，且在此进程中，所述拉伸弹簧的弹性势能随之发生变化。
3.根据权利要求2所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述凸轮机构的升程控制在2～3mm，且所述盘形凸轮的转速控制在150～200rpm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述头架包括有第二电机座、第二旋转电机以及气动弹性筒夹；所述第二电机座用来负担所述第二旋转电机，且其采取可拆卸方式以与所述基板相固定；所述气动弹性筒夹用来夹持陶瓷劈刀外径测量规，且其因受到来自于所述第二旋转电机的驱动力而执行周向旋转运动。
5.根据权利要求2-3中任一项所述陶瓷劈刀外径测量规内孔研磨设备，其特征在于，所述研磨架包括有座体、旋转体、后拉式弹性筒夹以及施拉螺栓；所述座体采取可拆卸方式...
【专利技术属性】
技术研发人员：周彪，王腾飞，
申请(专利权)人：苏州芯合半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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