硅磨削加工设备,超精密加工技术与设备

超精密磨削和磨料加工是利用细粒度的磨粒和微粉对材料进行加工，加工对象主要是黑色金属、硬脆材料等。 通常可分为固结磨料加工和游离磨料加工两大类加工方式，其中固结磨料加工主要有超精密砂轮磨削、超精密砂带磨削、双端面精密磨削、电泳磨削以及超精密研磨与抛光等技术。

1．超精密砂轮磨削技术超精密磨削是加工精度在o．1pm以下、表面粗糙度Ra在0．025肛m以下的砂轮磨削方法。 超精密磨削工件表面的微观轮廓是砂轮表面微观轮廓的某种复印，其与砂轮特性、修整砂轮的工具、修整方法和修整用量等密切相关。 超精密磨削与普通磨削的不同之处主要是切削深度极小，可实现极低的表面粗糙度，这主要靠砂轮在线精细修正得到大量的、等高性很好的微刃，实现了微量切削作用，从而获得高质量表面。

超精密

现代超精密磨削已采用超硬磨料砂轮，如采用CBN砂轮时，砂轮线速度一般为60m／s以上，工件进给速度为5m／min以上，修整进给量为0．03mm／r，表面粗糙度Ra达0．1～o．5pro。 2．超精密砂带磨削技术砂带磨削是20世纪60年代发展起来的机械加工方法，具有加工效率高、速度稳定、磨削精度高、成本低等特点。

砂带磨削是一种弹性磨削，具有磨削、研磨、抛光的复合作用。 随着砂带制作质量的迅速提高，砂带上砂粒的等高性和微刃性较好，从而可以达到高精度和低表面粗糙度值。 用超声波砂带精密磨削加工硬盘基体，使用聚酯薄膜砂带，切削速度可以达到35m／min。 若利用滚花．表面接触辊，则其加工表面粗糙度Ra为0．043／xm；若用光滑表面接触辊，则可得到Ra为0．073／xm的加工表面。 3．双端面精密磨削技术双端面精磨为平面研磨运动，在磨削运动中，工件既作公转又作自转，磨具的磨料粒度也很细，一般为3000#～8000#。 在磨削过程中，微滑擦、微耕犁、微切削和材料微疲劳断裂同时起作用，磨痕交叉而且均匀。 该磨削方式属控制力磨削过程，有与精密研磨相同的加工精度和比研磨高得多的去除率，另外可获得很高的平面度和两平面的平行度。 该技术目前已取代金刚石车削，成为磁盘基片等零件的主要超精加工方法。 4．电泳磨削技术，电泳是指带电粒子在电场中向带相反电荷的电极移动的现象。

电泳磨削技术的机理是利用超细磨粒的电泳特性，在加工过程中使磨粒在电场力作用下向磨具表面运动，并在磨具表面沉积形成细磨粒吸附层，利用磨粒吸附层对工件进行磨削加工，同时新的磨粒又不断补充。 由于磨粒层表面凹陷处局部电流大，新磨粒更容易在凹陷处沉积，从而使磨粒层表面趋于均匀，保持良好的等高性。 同时，磨具每旋转一周，磨粒层表面都有大量新磨粒补充，使微刃始终保持锋利尖锐。 5．超精密研磨与抛光技术1)超精密研磨技术研磨是在被加工表面和研具之间放置游离磨料和研磨液，使被加工表面和研具产生相对运动并加压，磨料产生切削、挤压作用，从而去除表面凸起的技术。 超精密研磨是一种加工误差达0．1“m以下、表面粗糙度Ra达0．02／生m以下的研磨方法，其加工尺寸可以达到原子、分子量级，主要是靠磨粒的挤压使被加工表面产生塑性变形，以及使工件表面生成氧化膜。 超精密研磨常作为精密块规、球面空气轴承、半导体硅片、石英晶体、高级平晶和光学镜头等零件的加工工序。 2)电解研磨电解研磨是电解和研磨的复合加工，研具是一个与工件表面接触的研磨头，它既起研磨作用，又是电解加工的阴极，工件接阳极。 3)软质磨粒机械抛光软质磨粒机械抛光的最小切除量可以达原子级，即可小于0．001p．m，直至切去一层原子，而且被加工表面的晶格不致变形，能够获得极小表面粗糙度和材质极纯的表面。 它的加工实质是磨粒原子的扩散作用和加速的微小粒子弹性射击的机械作用的综合结果。 微小粒子可利用振动法、真空中带静电的粉末粒子加速法、空气流或水流来加速，其中用水流使微粒加速的方法最稳定。 软质磨粒机械抛光能达到的加工精度为±0．1p．m，表面粗糙度Ra小于0．0005,urn。 ．4)超精研抛超精研抛是一种具有均匀复杂轨迹的精密加工，它同时具有研磨、抛光和超精加工的特点。 超精研抛时，研抛头为一圆环状，装于机床的主轴上，由分离传动和采取隔振措施的电动机作高速旋转，工件装于工作台上。 工作台由两个作同向同步旋转运动的立式偏心轴带动，做纵向直线往复运动，工作台的这两种运动合成为旋摆运动。 研抛时，工件浸泡在超精研抛液池中，主轴受主轴箱内的压力弹簧作用对工件施加研抛压力。 由于研抛头和工作台的运动形成复杂均密的运动轨迹，又有液中研抛的特性，因此可获得极高的加工精度和表面质量。