YT2M-4826双面研磨机气动控制系统的设计

针对手机、平板电脑玻璃显示屏及太阳能电池晶片、红宝石等需求急增,迫切要求大量的高工艺、高精度、高效率的研磨抛光设备。根据传统产品存在精度差和效率低的缺陷,采用先进的压力传感器、PLC和气缸的控制技术,同时采用数字PID控制方法,实现轻压、自重、重压3种工艺的研磨抛光方式,解决了加工工件时易造成工件的破碎和难加工的问题。该方法运用在YT2M-4826双面研磨机上,实现了研磨机的精密、平稳的研磨和抛光功能,更实现了研磨抛光工件的高精度和高效率加工。经深圳富士康公司使用,反映很好,完全达到设计和加工要求。     

电解研磨复合加工

电解研磨复合加工是近几年发展起来的一种高效率、高精度的加工方法,特别适于不锈钢、钛合金刚、耐热钢、纯钢、铝、电工纯铁等难加工材料的超精加工。这种加工方法是把电解抛光、研磨和超精磨削加以结合起来的超精加工方法。     

机器人研磨抛光工艺研究与实现

机器人研磨抛光工艺研究建立在大量机器人磨抛试验的基础上.本文针对加工对象--有机玻璃,在满足被加工工件质量的前提下,确定了机器人研磨抛光加工时磨片的合理使用顺序、规划加工路径和安排正交试验,以获得机器人磨抛加工的最优工艺参数组合,并制定机器人磨抛的加工策略.最后通过机器人研磨抛光加工实例,进一步验证了机器人的研磨抛光工艺知识有其合理性.     

含磨料研磨刷内孔光整技术

机械零件进行内孔去刺光整加工,是现代产品生产过程中不可缺少的先进工艺,在不改变零件原有尺寸精度的前提下研磨刷去毛刺抛光加工。去毛刺抛光研磨刷可去除机械零件深孔、交叉相关孔、同心大小孔相连处在加工过程中产生的毛刺,提高零件品质,是机械加工工艺必要,经济,高效率的方法。     

含磨料研磨刷内孔光整加工技术

机械零件进行内孔去刺光整加工,是现代产品生产过程中不可缺少的先进工艺,在不改变零件原有尺寸精度的前提下研磨刷去毛刺抛光加工。去毛刺抛光研磨刷可去除机械零件深孔、交叉相关孔、同心大小孔相连处在加工过程中产生的毛刺,提高零件品质,是机械加工工艺必要,经济,高效率的方法。     

含磨料研磨刷内孔光整技术

机械零件进行内孔去刺光整加工,是现代产品生产过程中不可缺少的先进工艺,在不改变零件原有尺寸精度的前提下研磨刷去毛刺抛光加工。去毛刺抛光研磨刷可去除机械零件深孔、交叉相关孔、同心大小孔相连处在加工过程中产生的毛刺,提高零件品质,是机械加工工艺必要,经济,高效率的方法。     

氧化铝陶瓷基片高效减薄和超光滑抛光加工研究

对氧化铝陶瓷基片进行了系统的单面研磨抛光和双面研磨抛光试验,结果表明,单面研磨抛光相对双面研磨抛光具有明显的效率优势,获得单面研磨的优化条件为:研磨压力15.19 kPa,研磨转速40 r/min,研磨液流量10 ml/min,研磨液浓度8wt%;以粒度W40、W20和W5的金刚石磨料在优化工艺条件下进行粗研磨、半精研磨和精研磨,减薄加工获得表面粗糙度Ra0.12μm的研磨片,进而采用W0.5的SiC磨料进行单面抛光可以获得平均表面粗糙度Ra10 nm的光滑表面。     

电火花超精镜面加工新工艺和新装备

由于电火花放电加工本身所固有的缺点,其加工表面通常为桔皮或梨皮状,一般是没有光泽的,尤其是随着放电加工表面积的增大,其光洁度与精度会随之变差,并且加工时间会成倍地延长。因此,对于现代工业中需求量日增的工程塑料成型模等要求表面特别光亮的模具,总要在电火花成型加工之后,继之以研磨和抛光等精整工序。这不仅增加人工和装备,还很难实现研磨抛光的自动化。因此,提高放电加工效率和加工表面的质量,便成为电火花放电加工的一个重要课题,引起制造业的普遍重视。     

304不锈钢的微弧等离子体放电抛光机理与试验研究

针对目前用于抛光不锈钢的方法普遍存在抛光质量差、抛光效率低以及环境污染严重的问题,本文以304不锈钢为加工对象,将电化学加工与放电加工相结合,提出了微弧等离子体放电抛光方法。基于电化学理论和流注理论对微弧等离子体放电抛光机理进行了研究。通过设计正交试验并采用田口分析法和方差分析法对试验结果进行了分析,找到了关于材料去除率和表面粗糙度的优化参数组合并进行了试验验证。结果表明,电源电压、抛光时间和电解液温度对材料去除率具有显著影响,抛光时间和电源电压对表面粗糙度具有显著影响。微弧等离子体放电抛光304不锈钢的材料去除率最大可以达到11.73μm/min,表面粗糙度最小可以达到29.1 nm。     

机器人研磨抛光工艺研究

以有机玻璃为研究对象，介绍了机器人研磨抛光工艺，讨论了研磨抛光参数优化设计方法，并进行了研磨抛光试验。试验结果表明，研磨抛光后的工件，能够达到产品外形和表面质量的要求，且提高了磨抛效率。     

圆柱滚子外圆精密加工技术综述

圆柱滚子外圆精密加工技术作为圆柱滚子制造流程的终加工手段,对保证圆柱滚子的形状精度、尺寸精度、表面质量及其一致性起到关键作用。目前,依据加工原理不同,圆柱滚子加工方法主要分为无心磨削和无心超精研的工业主流传统加工方法,以及定心往复超精研、电化学机械光整、磁流体研磨、双平面方式超精研抛等非传统加工方法。介绍了上述不同加工方法的基本加工原理和研究现状,在加工精度、表面质量、生产效率等方面讨论了各加工方法的优缺点;展望了圆柱滚子外圆精密加工技术未来的发展方向,包括超精密工件和设备、高效自动化生产、高柔性生产、微小型零件、复合工艺、智能装备等。     

梯度功能研抛盘力学模型与材料均匀去除试验

针对材料非均匀去除问题,提出了一种基于梯度功能研抛盘的新颖加工方法。以Preston方程为理论基础,开展了梯度功能研抛盘与工件接触应力的数值模拟和弹性力学计算,通过半逆解法推导接触应力方程,建立了一套关于梯度功能研抛盘的双层结构力学模型与工件材料去除水平的预测体系。在ZrO2陶瓷上进行了不同部位材料去除速率研磨试验,以平均材料去除速率的标准差为各区域均匀性去除的评价标准,试验结果表明,在0~30 min、30~60 min、60~90 min三个时间段,采用梯度功能研抛盘加工后的标准差分别为6.47 nm/min、3.76 nm/min、5.09 nm/min,而普通研抛盘加工后的标准差分别为55.23 nm/min、54.73 nm/min、35.92 nm/min。两种盘均维持在150~400 nm/min的材料去除速率,但梯度功能研抛盘在加工过程中能同时实现材料的均匀去除,减少工件研磨后的修整工序,使加工过程简单高效。     

双面研磨抛光中工件表面“塌边现象”的研究

随着信息产业的迅速发展,对半导体器件、光学器件等的表面平整度提出了越来越高的要求。双面研磨/抛光技术是能使工件得到较高形状精度和表面精度的超精密加工主要方法。但是在双面研磨抛光加工中工件存在"塌边现象",这导致工件的表面平整度变差。本文对双面研磨抛光中工件"塌边"这一问题进行研究,分析造成工件表面"塌边"的各种因素,以及相应解决方法,对进一步提高双面研磨抛光加工质量具有重大意义。     

光学材料研磨亚表面损伤快速检测及其影响规律研究

基于印压断裂力学理论,针对光学材料研磨加工过程建立了亚表面损伤深度与表面粗糙度间关系的理论模型,以实现亚表面损伤深度的快速、准确和非破坏性检测。使用磁流变抛光斑点技术测量了K9玻璃在不同研磨条件下的亚表面损伤深度,对上述理论模型进行实验验证。最后,分析了研磨加工参数对亚表面损伤深度的影响规律,提出了以提高光学零件加工效率为目的的研磨加工策略。研究表明：光学材料研磨后亚表面损伤深度与表面粗糙度成单调递增的非线性关系,该幂函数的幂为4/3。磨粒粒度对亚表面损伤深度的影响最显著,研磨盘硬度的影响次之,而研磨压力和研磨盘公转速度的影响基本可以忽略。     

<Emphasis Type="Bold">Ductile or Partial Ductile Mode Machining of Brittle Materials</Emphasis>

This paper reports ductile or partial ductile mode machining of silicon, glass and some advanced ceramics. Results are presented using scanning electron micrographs of the machined surfaces. Grinding and lapping operations using inexpensive machine tools could produce ductile streaks on surfaces of these brittle materials under good conditions. Manufacture of spherical glass lenses by the fracture mode or partial ductile mode grinding followed by partial ductile mode lapping and ductile mode polishing is fast and economical. Using partial ductile mode grinding and ductile mode polishing has also been very successful for manufacturing aspherical glass lenses. Reduced polishing time and improved surface quality are due to the presence of ductile streaks. Ground silicon, ZrO2 and Al2O3 also showed ductile streaks. Toroidal SiC surfaces ground with flat-face cup wheels indicated 100% ductile machining, and did not require polishing.     

微波铁氧体基片高效磨削技术研究

针对微波铁氧体基片的功能要求、材料特性和磨削工艺特点,通过大量实验分析了铁氧体基片ELID磨削与普通磨削的磨削力对比结果和形成原因,以及磨削力随工艺参数的变化规律,在此基础上,对ELID磨削效率、表面质量及磨削中出现的问题和解决途径进行了深入研究。实验结果表明,ELID磨削方法适用于微波铁氧体基片的高效磨削,保证了表面加工质量,将ELID磨削技术与平行研抛工艺结合起来,能够形成微波铁氧体基片精密高效的批量生产能力。     

铌酸锂晶体的研磨亚表面损伤深度

针对光学材料研磨过程引入的亚表面损伤层(SSD)深度对工件的抛光工序效率和表面质量的影响,探索了光学材料在研磨过程中的亚表面损伤规律。采用角度抛光的方法测量了软脆材料铌酸锂(LN)晶体的损伤层深度,分析了研磨方式、磨粒粒径和研磨压力对工件亚表面损伤层的影响规律。结果表明:研磨方式对损伤缺陷的影响最为显著,相同研磨条件下游离磨料研磨后的损伤层深度约为固结磨料研磨的3~4倍,游离磨料研磨后工件亚表面存在多处圆弧形裂纹,固结磨料研磨后主要显现细小裂纹和"人"字型裂纹;当磨粒粒径从W28下降到W14后,游离研磨的亚表面损伤层深度下降至原来的45%,而固结研磨的损伤层深度下降至30%;另外,研磨压力的降低有利于减小工件的亚表面损伤。该研究对LN晶体研磨方式及研磨工艺的选择具有指导意义。     

A state-of-the-art review of ductile cutting of silicon wafers for semiconductor and microelectronics industries

Silicon is a typical functional material for semiconductor and optical industry. Many hi-tech products like lenses in thermal imaging, solar cells, and some key products of semiconductor industry are made of single crystal silicon. Silicon wafers are used as substrate to build vast majority of semiconductor and microelectronic devices. To meet high surge in demand for microelectronics based products in recent years, the development of rapid and cost efficient processes is inevitable to produce silicon wafers with high-quality surface finish. The current industry uses a sequence of processes such as slicing, edge grinding, finishing, lapping, polishing, back thinning, and dicing. Most of these processes use grinding grains or abrasives for material removal. The mechanism of material removal in these processes is fracture based which imparts subsurface damage when abrasive particles penetrate into the substrate surface. Most of these traditional processes are extremely slow and inefficient for machining wafers in bulk quantity. Moreover, the depth of subsurface damage caused by these processes can be up to few microns and it is too costly and time consuming to remove this damage by heavy chemical–mechanical polishing process. Therefore, semiconductor industry requires some alternative process that is rapid and cost effective for machining silicon wafers. Ductile cutting of silicon wafer has the potential to replace the tradition wafer machining processes efficiently. If implemented effectively in industry, ductile cutting of silicon wafers should reduce the time and cost of wafer machining and consequently improve the productivity of the process. This paper reviews and discusses machining characteristics associated with ductile cutting of silicon wafers. The limitations of traditional wafer fabrication, the driving factors for switching to ductile cutting technology, basic mechanism of ductile cutting, cutting mechanics, cutting forces, surface topography, thermal aspects, and important factors affecting these machining characteristics have been discussed to give a systematic insight into the technology.     

新型环保抛光液的制备及其对软脆碲锌镉晶片的化学机械抛光

针对软脆碲锌镉晶片的传统加工工艺“游离磨料-抛光-化学机械抛光”存在的缺点,提出“固结磨料研磨-新型绿色环保抛光液化学机械抛光”新方法。固结磨料研磨工艺为：采用3000号刚玉防水砂纸,压力为17kPa,抛光盘与抛光垫转速均为80r/min,研磨时间为5min。新型绿色环保抛光液含有双氧水和硅溶胶,采用天然桔子汁作为pH值调节剂。化学机械抛光工艺为:采用自行研制的化学机械抛光液,绒毛抛光垫,抛光压力为28kPa,抛光盘与抛光垫转速均为60r/min,抛光时间为30min。试验结果表明,经过上述加工可获得超光滑的表面,表面粗糙度算术平均值、均方根值、峰谷值分别可以达到0.568nm、0.724nm、6.061nm。     

POLISHING OF ADVANCED CERAMICS

A close look at the production of ceramic parts reveals that manufacturing cost and flexibility are determined less by the material used or by processing, but rather by fine machining. Finish-machining of the functional surfaces of a part is unavoidable in most cases, and the difficulties involved in machining ceramics can result in up to 80% of the part cost being incurred during this stage. A number of investigations have therefore been undertaken on common finishing methods such as lapping and polishing with a view to making finish machining economical, and at the same time more reliable in terms of quality.