[发明专利]一种大尺寸石英坩埚非圆曲面化学机械磨抛一体化装备

权利要求书

1.一种大尺寸石英坩埚非圆曲面化学机械磨抛一体化装备，其特征在于，包括：坩埚固定吸盘夹具、磨抛盘、主轴组件、主轴旋转系统、主轴上下移动系统、机架、操作系统和抛光液滴加系统，所述坩埚固定吸盘夹具用于夹持待磨抛的坩埚，其中所述机架包括机架壳体、水平隔板和导轨，坩埚固定吸盘夹具与机架壳体底部通过导轨相连，主轴旋转系统组件、主轴上下移动系统组件的输出端与主轴组件相连，主轴旋转系统、主轴上下移动系统通过机架水平隔板连接并固定，磨抛盘与主轴组件的输出端连接，磨抛盘包含超声振动模块和液压伸缩模块，所述液压伸缩模块用于磨抛时调整磨抛轮和坩埚内壁之间的挤压作用力，所述超声振动模块用于磨抛时对磨抛轮形成超声振动，实现超声辅助化学机械磨抛工作，所述主轴旋转系统、主轴上下移动系统、超声振动模块和液压伸缩模块、坩埚固定吸盘夹具通过操作系统控制；

所述超声振动模块包括超声波聚能器和与其相连的超声振动子，所述液压伸缩模块包括弹簧、液压伸缩杆、液压泵、液压泵电机、液压阀、联接器，液压伸缩杆的一端与贯穿磨抛轮柄的轴承相连接，中部设置有弹簧，液压伸缩杆另一端连接固定在磨抛盘中心轴上，液压泵、液压泵电机、液压阀、联接器组合后与液压伸缩杆连接，所述超声波聚能器、超声振动子设置于磨抛盘内部，弹簧、液压伸缩杆布置于磨抛盘内，液压泵及液压电机、联接器、液压阀布置于磨抛盘上表面；超声振动子和磨抛盘中心轴相接触，超声振动子可进行对中心轴超声振动，从而对磨抛轮形成超声振动，实现超声辅助化学机械磨抛工作；

所述的磨抛盘包括磨抛轮组、第五皮带轮组、磨抛轮组电机和所述液压伸缩模块、超声振动模块，磨抛盘外壳由两个半径不同的半圆形空心壳体组成，半径较大的半圆壳体边缘以45度为间隔分别设置有三个U形槽，磨抛轮组设置为三组磨抛轮，分别是一组磨轮和两组抛光轮，三组磨抛轮以打磨轮-第一抛光轮-第二抛光轮的次序分布在U形槽处，磨抛轮柄中部穿过轴承，上部连接固定于第五皮带轮组；第五皮带轮组设置有三组，第五皮带轮A、第五皮带轮B、第五皮带轮C一端分别与三组磨抛轮柄连接，另一端与磨抛轮组电机连接，磨抛轮组电机垂直固定在两相邻的液压伸缩杆之间；液压伸缩杆设置有三组，以45度间隔水平安装在半径较大的半圆壳体内部。

2.根据权利要求1所述的大尺寸石英坩埚非圆曲面化学机械磨抛一体化装备，其特征在于，所述的坩埚固定吸盘夹具包括抽气系统、挡板、丝杆、第一皮带轮组、齿轮、橡胶垫块、第一圆锥齿轮组、第二皮带轮组、挡板电机、第三皮带轮组、第二圆锥齿轮组、第四皮带轮组、轴承，其中抽气系统分布于吸盘夹具内部，挡板上均匀布置有若干橡胶垫块，所述橡胶垫块用于夹持后与坩埚外侧壁贴合，挡板设有两组，二者在夹具两侧对称分布并与对应的丝杆连接，两侧丝杆与其对应齿轮连接，左侧齿轮与第一皮带轮组连接，右侧齿轮与第四皮带轮组连接，第一皮带轮组通过第一圆锥齿轮组与第二皮带轮组连接，第三皮带轮组通过第二圆锥齿轮组与第四皮带轮组连接，第二皮带轮组和第三皮带轮组都连接于挡板电机的轴上，轴承在各连接处设置。

3.根据权利要求2所述的大尺寸石英坩埚非圆曲面化学机械磨抛一体化装备，其特征在于，所述抽气系统包括吸盘凹面、通气管、抽气泵、联接器、抽气泵电机，抽气泵电机通过联接器与抽气泵相连，所述抽气泵的输出端通过通气管与吸盘凹面相连，所述吸盘凹面的形状与坩埚底部形状契合，其用于吸附坩埚底部，所述抽气系统用于配合挡板及橡胶垫块实现坩埚的精确固定以及避免加工时产生微小晃动。

4.根据权利要求1所述的大尺寸石英坩埚非圆曲面化学机械磨抛一体化装备，其特征在于，所述的主轴组件包括导轨块、主轴保持架、轴承、套筒、主轴连接口、转轴，其中，转轴为中空结构，轴承安装在水平隔板的通孔中，隔板上方的转轴上端连接固定于第六皮带轮组，套筒连接在下方转轴上，导轨块固定在套筒一侧，主轴保持架一端穿过导轨块并与其配合，另一端连接并固定在机架水平隔板上，呈牢固垂直状态，当主轴发生上下移动时，导轨块可随着套筒沿主轴保持架进行平稳的上下移动，主轴连接口设置在转轴的最下方，用于连接不同尺寸的法兰盘。

5.根据权利要求1或4所述的大尺寸石英坩埚非圆曲面化学机械磨抛一体化装备，其特征在于，还包括浮动主轴，所述浮动主轴通过法兰盘垂直连接在主轴组件下方，其用于减轻下方连接件产生的径向碰撞力。