武大柱WuDazhu；方雪冰FangXuebing；侯海峰HouHaifeng
（深圳深爱半导体有限公司，深圳518029）
（ShenzhenShenaiSemiconductorCo.，Ltd.，Shenzhen518029，China）
摘要：为满足生产和科研的需要，达到以低成本加工出高精度产品的要求，我们在某些方面对LZM-6B型行星式单臂研磨抛光机进行了改造。结果表明，在各种研磨工艺参数相同时，对于工件加工表面的粗糙度，改造后的抛光机要优于改造前，但改造前后的去除率差别不大。
Abstract:Tomeettheneedsofproductionandscientificresearchandprocesslowcostandhigh-precisionproducts,wetransformedtheLZM-6Btypeplanetarypolishingmachinewithgeararminsomeaspects.Theresultsshowedthatwhentheparametersofthevariousgrindingprocessarethesame,thetransformedpolishingmachineisbetterinaspectsofthesurfaceroughness,butstrainawayrateisnotverydifferent.
关键词：行星式研磨抛光机；设备改造；机械改造
Keywords:planetarypolishingmachine；equipmentmodification；mechanicaltransformation
中图分类号：TH12文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）10-0029-01
0引言
LZM-6B型行星式单臂研磨抛光机采购于浙江舟山绿洲光电机械有限公司。该研磨机因其结构紧凑、重心低、操作方便、性能稳定、噪声低、安全可靠、损耗小、无污染，而且采用的是行星式运动，球磨效率高、粒度细，所以在超精密研磨抛光中常被用到。但是该研磨机还存在加工精度不够，刚性差，单立柱结构等机械问题。本文针对已有的抛光机机型及其存在的缺点，利用已有的技术实力，对该抛光机进行设备改造，使其在对硬脆等难加工材料进行超精密加工时能满足加工精度的要求。
1改造设计行星式研磨抛光机的主体结构
LZM-6B型行星式单臂研磨抛光机的研磨盘支座采用悬臂式结构，上下研磨盘在研磨抛光过程时，相互之间会有相对运动，容易导致悬臂结构左右悬动。尤其是对高硬度材料进行研磨时，需要用到的加工载荷比较大，情节严重的话会出现上研磨盘“翻车”现象。经讨论决定改悬臂结构为龙门式结构，考虑到工字钢外形不够美观大方，因此龙门式结构的构建材料拟采用槽钢，以兼顾稳定性和外观美观大方等因素。经过多次的反复的计算，拟选用20a号热轧普通槽钢来搭建龙门结构。还有为增加龙门式结构的起刚度，采用焊接方式连接龙门结构的立柱与横梁、两个立柱与床身。因考虑到上研磨盘需要进行拆卸和清洗等工作，以及横梁需要预留一定的操作空间，因此，我们拟设定上研磨盘的高度值为900mm，而横梁的长度为460mm。
2改造设计行星式研磨抛光机的连接机构
若采用刚性连接来连接上抛光盘与气缸活塞杆，那么对于上下抛光盘的两个加工表面来说，就不得不要求他们必须有较高的平行度，而且带动上抛光盘运转的轴心与气缸活塞杆中心他们之间的同轴度要求也相当的高，这样一来就会给机床的制造和安装带来许多困难。若在机床制造或者安装时产生了误差，那么上抛光盘即有可能会产生倾斜，最终使上下抛光盘不能很好的贴合，上下抛光盘甚至会产生错盘现象，从而使工件受力不均，产生较大的尺寸误差及平面度误差。因调心球轴承的外围滚道呈球面，而且还具有调心性能，故当轴或不同心或外壳的挠曲引起了轴心不正，球心轴承会自动调整这一现象。球心轴承主要承受径向载荷，其次是较小的轴向载荷。轴的轴向位移限制在游戏限度内，具有自动调心性能，允许小范围不适条件下的正常工作，比如内、外围相对倾斜不大的条件，还适用于支座座孔不能严格保证同轴度的部件中。因气缸顶住的转速为60r/min，而且精度的要求较高，因此选用调心轴承，把“1”定为轴承的型号代码，选择“07”为轴承的内径代码，顶柱直径为∮35，根据查表选用代码为1207的轴承[1]。
3测试分析抛光机性能
抛光机对抛光加工的效果受到抛光过程中抛光参数的不同选择影响，据各种资料和实践经验总结，抛光后试样表面的质量取决于抛光质量的好坏。
3.1实验材料和仪器实验材料：洛阳单晶硅厂生产的101面硅片。实验仪器：改造前后的LZM-6B行星式研磨抛光机。检测仪器：MahrPerthometerS2表面粗糙度测量仪，采样点数为11200，选择5.6mm扫描长度，垂直轮廓分辨率为0.8mm，千分表选用SHIMADZUAUY220分析天平。
3.2抛光压力对材料去除率及表面粗糙度的影响加工实验在不同的加工压力下进行，通过对材料去除率和加工表面粗糙度的测量，来对比改造前后的LZM-6B行星式研磨抛光机的加工性能。以表1、分别表示的是实验条件、材料去除率比和工件表面粗糙度，数据是每10min观测一次记录的。
可发现，加工效率在相同加工载荷下，在抛光机改造前后是较接近的。不过若增加加工载荷，加工效率也会随之增加。而在图4中我们发现，改造前后的抛光机对工件加工表面的粗糙度随着加工载荷的增加而增大，但在加工载荷相同的情况下，抛光机改造后对工件加工表面的粗糙度明显要低于改造前的表面粗糙度。
4结论
根据实验得出：改造前后的抛光机在相同的加工载荷下，它们的去除率差别不大。而且随着加工载荷的增加，加工效率也都会相应的增加；随着加工载荷的增加，改造前后的抛光机对加工工件的表面粗糙度也会随之增大。不过在加工载荷相同的情况下，抛光机改造后对工件加工表面的粗糙度明显要低于改造前的表面粗糙度。行星式研磨抛光机的设备改造可以以较低的成本加工出高精密度的产品，极大地满足了生产与科研的需要。
参考文献：
[1]吴宏基，曹利新，刘健等.行星式平面研磨机抛光过程运动轨迹分析[J].大连理工大学学报，2002，42（4）.