【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及属于机械加工，具体涉及一种金刚石双面精密加工装置及方法。
技术介绍
1、金刚石作为自然界中最坚硬的物质，以极高的硬度和优异的耐磨性被广泛应用于机械、汽车、航空航天、半导体加工等领域；同时金刚石具有的高热导率、极低的热膨胀系数、良好的化学稳定性、高光学透过率，使金刚石在生物医疗、半导体、光学器件、电子信息、量子前沿等领域具有广阔的应用前景。而在光学、热学、电学、电化学等领域，cvd金刚石加工后总厚度偏差的标准公差为±0.05 mm，常见的工艺限值为±0.025 mm，在特殊的应用要求时，对cvd金刚石总厚度偏差的要求可达微米级。
2、金刚石的加工方式主要有刻蚀、研磨、抛光等方式。不论采用何种方式对金刚石进行加工，当对金刚石进行材料去除时，金刚石会发生变形；在金刚石产生变形后，会影响金刚石原有的翘曲度，从而改变金刚石表面原有的形貌状态，若再次对金刚石进行加工就需要对金刚石部分区域进行二次加工，增加了金刚石进一步加工的难度，降低加工效率，同时原有金刚石的总厚度偏差的精度也会发生变化。
3、中国专利申请cn 116638405 a中公开了一种用于波片晶片的自动换面倒边加工机及加工方法，该专利申请中待加工波片在加工过程中采用真空吸附的模式夹持，通过预先设计一组具有不同通孔尺寸的波片倒边夹持器、波片卸载夹持器和波片装载夹持器，并待加工波片在一管形波片真空夹持器“吹离”的同时被另一管形波片真空夹持器“吸附”，完成待加工波片的自动翻面，以满足不同尺寸和形状的波片加工需求，使波片受力均匀，减少了波片加工过程中
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种金刚石双面精密加工装置及方法，可实现对金刚石的“零”变形控制，达到提高金刚石双面镜面加工后总厚度偏差水平的目的，采用该装置及方法后，能够在金刚石双面精加工过程中，对金刚石因外部载荷或者温度等因素发生的应力变化进行约束，有效控制金刚石双面精密加工过程中的变形，降低金刚石加工难度，提高加工效率，显著提升金刚石总厚度偏差加工水平。
2、具体技术方案如下：
3、一种金刚石双面精密加工装置，
4、包括真空吸附平台、导轨、移动夹持装置、加工部件、机械翻面装置和数控系统，其中，所述真空吸附平台用于放置和吸附待加工金刚石片，所述移动夹持装置安装在所述导轨上，且可沿所述导轨在所述真空吸附平台、加工部件和机械翻面装置之间移动；
5、所述移动夹持装置可使所述待加工金刚石片沿所述导轨移动、自转和上下移动，并包括可完全吸附所述加工金刚石片的第一真空吸附卡盘；
6、所述加工部件用于对所述待加工金刚石片进行加工，包括用于加工所述待加工金刚石片的加工材料；
7、所述机械翻面装置包括可完全吸附所述加工金刚石片的第二真空吸附卡盘，且所述机械翻面装置可使所述待加工金刚石片在水平方向上旋转、自身翻转和上下移动；
8、所述数控系统用于调控待加工金刚石片的自动加工过程，所述数控系统的信号输出端分别与所述真空吸附平台、移动夹持装置、加工部件和机械翻面装置相连，所述待加工金刚石片在被加工过程中，所述数控系统可控制所述真空吸附平台、移动夹持装置和机械翻面组件之间中的真空吸附单元按照加工工序完全吸附所述待加工金刚石片，所述待加工金刚石片在更换加工工序过程中，维持先前加工工序完全吸附所述待加工金刚石片一个面的同时，先将所述待加工金刚石片未被先前加工工序吸附的另一面与下一加工工序的真空吸附单元完全紧密贴合，再采用所述下一加工工序的真空吸附单元完全吸附所述待加工金刚石片的另一面，然后将所述待加工金刚石片从先前加工工序的真空吸附单元上脱附，其中，所述真空吸附单元为所述真空吸附平台、所述第一真空吸附卡盘或所述第二真空吸附卡盘。
9、本专利技术中的“更换工序”主要是指更换所述待加工金刚石片被真空吸附的工序；本专利技术中的“第一面”和“第二面”为所述待加工金刚石片相对设置的两个表面；“完全吸附”或“完全真空吸附”是指“第一面”和/或“第二面”的所有区域均被真空吸附在对应的真空吸附单元上，即，“第一面”和/或“第二面”的所有区域与真空吸附单元紧密贴合。
10、其中，任一所述真空吸附单元与所述待加工金刚石片接触的表面的面积不小于所述待加工金刚石片的单面面积，即所述真空吸附平台、第一真空吸附卡盘和第二真空吸附卡盘分别与所述待加工金刚石片接触的表面的面积不小于所述待加工金刚石片的第一面或第二面的面积，如此，以保证所述待加工金刚石片第一面或第二面能够完全紧密贴合在所述真空吸附单元上。
11、所述待加工金刚石片在更换工序过程中，通过在利用先前工序的真空吸附单元保持所述待加工金刚石片的第一面或第二面处于真空吸附状态的同时，所述待加工金刚石片未被先前工序真空吸附的第二面或第一面先与下一工序的真空吸附单元紧密贴合，再被所述下一工序的真空吸附单元真空吸附，牢固固定在下一工序的真空吸附单元上，所以，在将所述待加工金刚石片的第一面或第二面从先前工序维持的吸附状态中脱附之后，所述待加工金刚石片也能牢固的固定在下一工序的真空吸附单元上，从而使得所述待加工金刚石在被加工过程中始终处于受力状态，避免了因应力改变产生的金刚石片变形问题；当双面加工过程结束后，双面加工金刚石发生变形后，虽形貌发生变化，但总厚度偏差不变，从而降低了金刚石片加工难度，显著提升金刚石片总厚度偏差加工水平。
12、基上所述，所述真空吸附平台、第一真空吸附卡盘和第二真空吸附卡盘中的每一真空吸附单元主要是由位于中心的中央陶瓷微孔吸盘和套设在所述中央陶瓷微孔吸盘上的若干环形陶瓷微孔吸盘组成的真空吸附夹持结构，且其中每一陶瓷微孔吸盘通过电磁阀与所述数控系统连接；如此，加工时可根据待加工金刚石片的尺寸选择不同的吸附区域吸附金刚石。所述中央陶瓷微孔吸盘可以为圆形、方形等性状，对应的环形陶瓷微孔吸盘的形状可以为圆形环或方形环。所述真空吸附夹持结构中的环形陶瓷微孔吸盘的数量可根据待加工金刚石片的尺寸确定。
13、基上所述，所述移动夹持装置还包括第一上下移动液压装置和第一旋转轴，其中，所述第一真空吸附卡盘安装在所述第一旋转轴上，所述第一上下移动液压装置、第一旋转轴和第一真空吸附卡盘从上至下依次排列，所述第一上下移动液压装置驱动所述第一旋转轴携带所述第一真空吸附卡盘上下移动或自转。优选地，所述第一真空吸附卡盘的中心固定在所述第一旋转轴上。
14、其中，所述移动夹持装置可移动至所述真空吸附平台的正上方，所述机械翻面装置在所述真空吸附平台的右侧，所述加工部件在所述机械翻转装置的右侧。所述第一真空吸附卡盘可沿所述导轨移动至所述真空吸附平台、第二真空吸附卡盘和加工部件的正上方。所述第一真空吸附卡盘的中心、所述第二真空吸附本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金刚石双面精密加工装置，其特征在于：包括真空吸附平台、导轨、移动夹持装置、加工部件、机械翻面装置和数控系统，其中，所述真空吸附平台用于放置和吸附待加工金刚石片，所述移动夹持装置安装在所述导轨上，且可沿所述导轨在所述真空吸附平台、加工部件和机械翻面装置之间移动；
2.根据权利要求1所述的金刚石双面精密加工装置，其特征在于：所述真空吸附平台、第一真空吸附卡盘和第二真空吸附卡盘中的每一真空吸附单元主要是由位于中心的中央陶瓷微孔吸盘和套设在所述中央陶瓷微孔吸盘上的若干环形陶瓷微孔吸盘组成的真空吸附夹持结构，且其中每一陶瓷微孔吸盘通过电磁阀与所述数控系统连接。
3.根据权利要求1所述的金刚石双面精密加工装置，其特征在于：所述移动夹持装置还包括第一上下移动液压装置和第一旋转轴，其中，所述第一真空吸附卡盘安装在所述第一旋转轴上，所述第一上下移动液压装置、第一旋转轴和第一真空吸附卡盘从上至下依次排列，所述第一上下移动液压装置驱动所述第一旋转轴携带所述第一真空吸附卡盘上下移动或自转。
4.根据权利要求1所述的金刚石双面精密加工装置，其特征在于：所述机械翻
5.根据权利要求1所述的金刚石双面精密加工装置，其特征在于：所述加工部件为研磨加工部件或抛光加工部件。
6.一种金刚石双面精密加工方法，使用权利要求1-5任一项所述的金刚石双面精密加工装置对待加工金刚石片进行双面加工，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的金刚石双面精密加工方法，其特征在于：还包括准备并放置所述待加工金刚石片的步骤：将干净的所述待加工金刚石片置于所述真空吸附平台上，并将所述待加工金刚石片的第一面完全吸附在所述真空吸附平台上；
8.根据权利要求7所述的金刚石双面精密加工方法，其特征在于：在所述自动翻面的步骤中，将所述待加工金刚石片从所述第一真空吸附卡盘上脱附之后，驱动所述机械旋转装置，先控制所述第二真空吸附卡盘向所述真空吸附平台方向旋转90°至所述第二真空吸附卡盘旋转换面位置，再控制所述第二真空吸附卡盘上的待加工金刚石片随所述第二旋转轴翻转180°，使所述待加工金刚石片位于所述第二真空吸附卡盘的下方。
9.根据权利要求8所述的金刚石双面精密加工方法，其特征在于：所述加工第二面的步骤包括启动所述机械旋转装置控制所述第二真空吸附卡盘向所述真空吸附平台方向旋转，使所述第二真空吸附卡盘的中心与真空吸附平台的中心处于同一轴线上；再启动第二上下移动液压装置，控制所述第二真空吸附卡盘旋转下降，直至所述待加工金刚石片未被加工的第二面与所述真空吸附平台紧密贴合后，控制所述真空吸附平台真空吸附所述待加工金刚石片未被加工的第二面；然后将所述待加工金刚石片已被加工的第一面从所述第二真空吸附卡盘上脱附，并控制所述第二真空吸附卡盘远离所述真空吸附平台；
10.根据权利要求9所述的金刚石双面精密加工方法，其特征在于：所述取下两面精密加工的金刚石片的步骤包括先控制所述移动夹持装置携带所述两面精密加工的金刚石片沿所述导轨移动至所述真空吸附平台处，再将所述两面精密加工的金刚石片置于所述真空吸附平台上，从所述真空吸附平台上取下所述两面精密加工的金刚石片即可。
...【技术特征摘要】
1.一种金刚石双面精密加工装置，其特征在于：包括真空吸附平台、导轨、移动夹持装置、加工部件、机械翻面装置和数控系统，其中，所述真空吸附平台用于放置和吸附待加工金刚石片，所述移动夹持装置安装在所述导轨上，且可沿所述导轨在所述真空吸附平台、加工部件和机械翻面装置之间移动；
2.根据权利要求1所述的金刚石双面精密加工装置，其特征在于：所述真空吸附平台、第一真空吸附卡盘和第二真空吸附卡盘中的每一真空吸附单元主要是由位于中心的中央陶瓷微孔吸盘和套设在所述中央陶瓷微孔吸盘上的若干环形陶瓷微孔吸盘组成的真空吸附夹持结构，且其中每一陶瓷微孔吸盘通过电磁阀与所述数控系统连接。
3.根据权利要求1所述的金刚石双面精密加工装置，其特征在于：所述移动夹持装置还包括第一上下移动液压装置和第一旋转轴，其中，所述第一真空吸附卡盘安装在所述第一旋转轴上，所述第一上下移动液压装置、第一旋转轴和第一真空吸附卡盘从上至下依次排列，所述第一上下移动液压装置驱动所述第一旋转轴携带所述第一真空吸附卡盘上下移动或自转。
4.根据权利要求1所述的金刚石双面精密加工装置，其特征在于：所述机械翻面装置还包括第二旋转轴、第二上下移动液压装置和机械旋转装置，所述第二真空吸附卡盘固定在所述第二旋转轴上且可随所述第二旋转轴自身进行180°往复翻转；所述第二上下移动液压装置的一端安装所述第二旋转轴，且可驱动所述第二旋转轴上下移动和自转；所述第二上下移动液压装置的另一端安装在所述机械旋转装置上，且可驱动所述第二真空吸附卡盘随所述第二上下移动液压装置和第二旋转轴整体旋转。
5.根据权利要求1所述的金刚石双面精密加工装置，其特征在于：所述加工部件为研磨加工部件或抛光加工部件。
6.一种金刚石双面精密加工方法，使用权利要求1-5任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭泫阳，王帅，张霖，师超钰，王宁昌，徐钰淳，王世龙，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。