CN114770387A - 一种平面靶材侧边打磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平面靶材侧边打磨方法,旨在可以连续完成侧边打磨和倒角加工,无需更换砂轮和重新对刀,提高平面靶材的加工效率,其技术方案:一种平面靶材侧边打磨方法,涉及一种砂轮,所述本体沿其旋转轴在其外壁上依次设有圆柱段、圆弧过渡段和第一环形坡面段,所述圆弧过渡段为喇叭状;还包括以下步骤:步骤1:固定平面靶材,使砂轮的旋转轴垂直于平面靶材的平面,让砂轮的圆柱段对平面靶材的侧边进行打磨;步骤2:沿砂轮的旋转轴的长度方向移动砂轮,让砂轮的圆弧过渡段对平面靶材的侧边进行倒圆角加工,或让砂轮的第一环形坡面段对平面靶材的侧边进行斜边打磨,属于靶材加工技术领域。
Description
技术领域
本发明属于靶材加工技术领域,更具体而言,涉及一种平面靶材侧边打磨方法。
背景技术
在平面靶材的加工过程中,需要对平面靶材的侧边进行打磨,以达到预设尺寸。但是在实际加工中,在侧边打磨后需要对边缘进行倒圆角加工或斜边打磨;这时候需要更换相对应的砂轮,更换砂轮和对刀的时间势必会大大降低平面靶材的加工效率。
针对这种情况,CN203171428U公开了一种平面靶材磨边倒角组装式夹具,包括第一夹块和第二夹块,所述第一夹块上设置有第一竖向夹持面,所述第二夹块上设置有可与第一竖向夹持面相配合的第二竖向夹持面,所述第一夹块上设置有第一斜向夹持面,所述第二夹块上设置有可与第一斜向夹持面相配合的第二斜向夹持面。
上述组装式夹具则是通过重新组装夹具来夹持平面靶材,使平面靶材处于不同的形态,无需更换砂轮也能进行侧边打磨和斜边打磨;但是其重新组装夹具也需要时间,且重新组装夹具后还需要重新对刀,依旧有着诸多不便,无法提高平面靶材的加工效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种平面靶材侧边打磨方法,旨在可以连续完成侧边打磨和倒角加工,无需更换砂轮和重新对刀,提高平面靶材的加工效率。
根据本发明的第一方面,提供了一种平面靶材侧边打磨方法,涉及一种砂轮,所述砂轮包括为旋转体的本体,所述本体沿其旋转轴在其外壁上依次设有圆柱段、圆弧过渡段和第一环形坡面段,所述圆弧过渡段为喇叭状,所述圆弧过渡段的较大端与圆柱段连接,所述圆弧过渡段的较小端与第一环形坡面段的较大端连接;还包括以下步骤:
步骤1:固定平面靶材,使砂轮的旋转轴垂直于平面靶材的平面,让砂轮的圆柱段对平面靶材的侧边进行打磨;
步骤2:沿砂轮的旋转轴的长度方向移动砂轮,让砂轮的圆弧过渡段对平面靶材的侧边进行倒圆角加工,或让砂轮的第一环形坡面段对平面靶材的侧边进行斜边打磨;
所述步骤1中砂轮在打磨时的转速等于步骤2中砂轮在打磨时的转速;
所述圆弧过渡段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.7-0.9倍;所述第一环形坡面段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.6-0.8倍。
上述的平面靶材侧边打磨方法中,所述圆弧过渡段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.75-0.85倍;所述第一环形坡面段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.65-0.75倍。
上述的平面靶材侧边打磨方法中,所述第一环形坡面段远离圆弧过渡段的一端连接有第二环形坡面段,所述第二环形坡面段的较大端与第一环形坡面段的较小端连接,所述第一环形坡面段的坡度大于所述第二环形坡面段的坡度。
上述的平面靶材侧边打磨方法中,所述第一环形坡面段的母线和旋转轴之间的夹角为10-80度。
上述的平面靶材侧边打磨方法中,所述第二环形坡面段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.3-0.6倍。
上述的平面靶材侧边打磨方法中,所述第二环形坡面段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.35-0.55倍。
上述的平面靶材侧边打磨方法中,所述第二环形坡面段的较小端沿远离第一环形坡面段的方向收缩成一弧面端部。
上述的平面靶材侧边打磨方法中,所述圆弧过渡段的母线包括圆弧段、与旋转轴平行的直线段,所述圆弧段的弯曲角度在90度以上。
本发明上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一:
本发明中使用特殊结构的砂轮来对平面靶材的侧边进行加工,该砂轮上设有圆柱段用于平面靶材的侧边打磨、设有圆弧过渡段用于平面靶材的侧边的倒圆角加工、设有第一环形坡面段用于平面靶材的侧边的斜边打磨,使得在平面靶材的侧边加工过程中无需更换不同类型的砂轮,也不用重新对刀,大大减少了加工时长,提高了平面靶材的加工效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步的说明;
图1是本发明实施例1的打磨流程图;
图2是本发明实施例1的砂轮的结构示意图;
图3是本发明实施例1的砂轮的结构剖视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案。
实施例1
参照图1至图3所示,本发明一个实施例中,一种平面靶材侧边打磨方法,涉及一种砂轮,所述砂轮包括为旋转体的本体1,所述本体1沿其旋转轴在其外壁上依次设有圆柱段2、圆弧过渡段3和第一环形坡面段4,所述圆弧过渡段3为喇叭状,所述圆弧过渡段3的较大端与圆柱段2连接,所述圆弧过渡段3的较小端与第一环形坡面段4的较大端连接;还包括以下步骤:
步骤1:固定平面靶材,使砂轮的旋转轴垂直于平面靶材的平面,让砂轮的圆柱段2对平面靶材的侧边进行打磨;
步骤2:沿砂轮的旋转轴的长度方向移动砂轮,让砂轮的圆弧过渡段3对平面靶材的侧边进行倒圆角加工,或让砂轮的第一环形坡面段4对平面靶材的侧边进行斜边打磨;
使用特殊结构的砂轮来对平面靶材的侧边进行加工,该砂轮上设有圆柱段2用于平面靶材的侧边打磨、设有圆弧过渡段3用于平面靶材的侧边的倒圆角加工、设有第一环形坡面段4用于平面靶材的侧边的斜边打磨,使得在平面靶材的侧边加工过程中无需更换不同类型的砂轮,也不用重新对刀,大大减少了加工时长,提高了平面靶材的加工效率。
在砂轮开始打磨平面靶材的侧边前,需要进行对刀操作,使用砂轮的圆柱段2的外表面和圆柱段2远离圆弧过渡段3的一端进行对刀,再输入砂轮的相关参数即可。
一般来说,需沿平面靶材的侧边的长度方向往复移动砂轮,来让砂轮磨削平面靶材的侧边和倒角;砂轮在磨削平面靶材的侧边时,需要先粗磨,然后再精磨,以此减少打磨时长;
在具体的实施方式中,所述圆柱段2在粗磨时的进刀量为1-5mm,圆柱段2在精磨时的进刀量是0.1-0.8mm。
作为本实施例的具体表现形式,所述圆柱段2在粗磨时的进刀量为3mm,圆柱段2在精磨时的进刀量是0.5mm。
本实施例中,所述本体1包括基体11、电镀在基体11的表面的一层金刚石磨削层12,在实际生产时,可以先在基体11上加工出圆柱段2、圆弧过渡段3、第一环形坡面段4,然后再进行电镀处理,直接形成单层的金刚石磨削层12,磨削层12上也就具备一样的形状,可用于侧边打磨、倒圆角和斜边打磨;该磨削层12为电镀的单层金刚石磨削层12,使砂轮可以达到更高的工作速度,同时具备良好的散热效果,也能提高加工效率。
所述第一环形坡面段4的较大端与圆弧过渡段3的较小端连接;这样子整个砂轮的形状类似陀螺状,具有更高的稳定性,且更加节约材料,加工起来更为简单,有效降低加工成本,同时在平面靶材的侧边打磨过程中,可以减少砂轮与平面靶材发生干涉的概率。
在传统的靶材侧边打磨中,一般采用不同的砂轮来加工不同的地方,而在实际使用时,斜边或圆角部分的粗糙度应该是要大于侧边部分的粗糙度的,才能增加反溅射物质在平面靶材上的粘附力,于是需要降低斜边打磨或倒圆角加工时的砂轮的转速,使得斜边或圆角部分的粗糙度会大于侧边部分的粗糙度,这种方式设置起来极为不便。
本实施例中,步骤1中砂轮在打磨时的转速等于步骤2中砂轮在打磨时的转速;也就是说,砂轮在使用圆弧过渡段3或第一环形坡面段4打磨平面靶材时的转速会等于砂轮在使用圆柱段2打磨平面靶材的速度;因为圆弧过渡段3和第一环形坡面段4的半径是小于圆柱段2的半径的,在相同转速下,圆弧过渡段3和第一环形坡面段4的线速度就会比较小,会增大斜边或圆角处的粗糙度;
本实施例中,在斜边打磨和倒圆角打磨时,一般采用圆弧过渡段3、第一环形坡面段4的中部位置进行打磨,可用其中截面的外径的线速度来表示圆弧过渡段3、第一环形坡面段4的线速度;
本实施例中,所述圆弧过渡段3的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.7-0.9倍;所述第一环形坡面段4的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.6-0.8倍;
优选地,所述圆弧过渡段3的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.75-0.85倍;所述第一环形坡面段4的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.65-0.75倍;
作为本实施例的具体表现形式,所述圆弧过渡段3的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.8倍;所述第一环形坡面段4的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.7倍;
具体来说,步骤1中砂轮在打磨时圆柱段2的线速度为10-12.5m/s;由于步骤1中砂轮在打磨时的转速等于步骤2中砂轮在打磨时的转速,所以圆弧过渡段3的中截面的外径的线速度为8-10m/s,所以第一环形坡面段4的中截面的外径的线速度为7-8.75m/s;
作为本实施例的具体表现形式,所述步骤1中砂轮在打磨时圆柱段2的线速度为11.4m/s,所以圆弧过渡段3的中截面的外径的线速度为9.12m/s,所以第一环形坡面段4的中截面的外径的线速度为7.98m/s。
更为优选地,所述第一环形坡面段4远离圆弧过渡段3的一端连接有第二环形坡面段5,所述第二环形坡面段5的较大端与第一环形坡面段4的较小端连接,所述第一环形坡面段4的坡度大于所述第二环形坡面段5的坡度;第二环形坡面段5的设置使砂轮可以进行不同角度的斜边打磨,利用该砂轮使得本方法可以适用于更多平面靶材的侧边加工;
当然,所述第二环形坡面段5的较小端还可以依次对接更多不同坡度的环形坡面段,所述本体1的圆柱段2远离圆弧过渡段3的一端一般设有用于与机台传动连接的连接轴,随着环形坡面段的数量增加,会使本体1沿旋转轴的长度方向延长,离连接轴越远的环形坡面段在转动时抖动越严重,会影响加工精度,在实际设计时需要考虑环形坡面段的高度,不宜过高。
本实施例中,所述第一环形坡面段4的母线和旋转轴之间的夹角为10-80度;作为本实施例的具体表现形式,所述第一环形坡面段4的母线和旋转轴之间的夹角为30度。
由于所述第一环形坡面段4的坡度大于所述第二环形坡面段5的坡度,也就是说,第二环形坡面段5的母线与旋转轴之间的夹角要大于所述第一环形坡面段4的母线和旋转轴之间的夹角;作为本实施例的具体表现形式,所述第二环形坡面段5的母线和旋转轴之间的夹角为45度。
本实施例中,所述第二环形坡面段5的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.3-0.6倍;
优选地,所述第二环形坡面段5的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.35-0.55倍;
作为本实施例的具体表现形式,所述第二环形坡面段5的中截面的直径为圆柱段2的直径的0.4倍;
本实施例中,所述第二环形坡面段5的中截面的外径的线速度为4-5m/s;
作为本实施例的具体表现形式,第二环形坡面段5的中截面的外径的线速度为4.56m/s。
优选地,所述第二环形坡面段5的较小端沿远离第一环形坡面段4的方向收缩成一弧面端部,这样子第二环形坡面段5的较小端不会形成尖部或锐边,在具有更好的安全性能的同时,也不会轻易出现崩角、磕伤等情况。
优选地,所述圆弧过渡段3的母线包括圆弧段、与旋转轴平行的直线段,所述圆弧段的弯曲角度在90度以上;确保圆弧过渡段3在倒圆角加工时,第一环形坡面段4不会与平面靶材干涉,避免平面靶材的平面损伤;更为优选地,所述圆弧段的弯曲角度为90度,更有利于直角边的倒圆角加工。
对比例1
采用圆柱形砂轮来进行平面靶材的侧边打磨工序,再采用锥形砂轮来进行平面靶材的侧边倒斜角工序;
固定平面靶材,使圆柱形砂轮的旋转轴垂直于平面靶材的平面,让圆柱形砂轮的外壁对平面靶材的侧边进行打磨;圆柱形砂轮打磨平面靶材时的线速度为11.4m/s;
更换锥形砂轮,使锥形砂轮的旋转轴垂直于平面靶材的平面,让锥形砂轮的外壁对平面靶材的侧边进行斜边打磨;锥形砂轮打磨平面靶材时其中截面的线速度为7.98m/s。
对比例2
采用圆柱形砂轮来进行平面靶材的侧边打磨工序,再采用锥形砂轮来进行平面靶材的侧边倒斜角工序;
固定平面靶材,使圆柱形砂轮的旋转轴垂直于平面靶材的平面,让圆柱形砂轮的外壁对平面靶材的侧边进行打磨;圆柱形砂轮打磨平面靶材时的线速度为11.4m/s;
更换锥形砂轮,使锥形砂轮的旋转轴垂直于平面靶材的平面,让锥形砂轮的外壁对平面靶材的侧边进行斜边打磨;锥形砂轮打磨平面靶材时其中截面的线速度11.4m/s。
打磨结果对比
分别采用实施例1、对比例1和对比例2的方法来打磨相同尺寸的ITO平面靶材的侧边,需要依次完成平面靶材的侧边打磨和斜边打磨;
砂轮沿平面靶材的侧边的长度方向移动时的速度均为160mm/min,待加工的平面靶材的尺寸为922mm×212mm×8.1mm,记录各个方法依次完成平面靶材的侧边打磨和斜边打磨的耗时,并检测完成打磨的平面靶材的侧边的表面粗糙度,表面粗糙度有两个,一个是侧边的粗糙度Ra1,另一个是斜边的粗糙度Ra2;打磨结果如表1所示:
表1打磨结果
完成打磨后的平面靶材尺寸 | 耗时 | 粗糙度Ra<sub>1</sub> | 粗糙度Ra<sub>2</sub> | |
实施例1 | 910.3mm×200.2mm×8.1mm | 92min43s | 1.51 | 3.51 |
对比例1 | 910.3mm×200.2mm×8.1mm | 110min31s | 1.61 | 3.22 |
对比例2 | 910.3mm×200.2mm×8.1mm | 109min57s | 1.63 | 2.84 |
对比实施例1和对比例1的打磨结果可知,实施例1的耗时更少,实施例1与对比例1的粗糙度相差不大甚至更优,所以,采用本申请的打磨方法可以有效减少耗时,提高打磨效率,且不会影响打磨精度;
对比实施例1和对比例2的打磨结果可知,实施例1中其斜边的粗糙度会大于其侧边的粗糙度,且差值更大,采用本申请的打磨方法可以有效增加反溅射物质在平面靶材的斜边上的粘附力,大大减少了反溅射物质剥落的情况。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种平面靶材侧边打磨方法,其特征在于,涉及一种砂轮,所述砂轮包括为旋转体的本体,所述本体沿其旋转轴在其外壁上依次设有圆柱段、圆弧过渡段和第一环形坡面段,所述圆弧过渡段为喇叭状,所述圆弧过渡段的较大端与圆柱段连接,所述圆弧过渡段的较小端与第一环形坡面段的较大端连接;还包括以下步骤:
步骤1:固定平面靶材,使砂轮的旋转轴垂直于平面靶材的平面,让砂轮的圆柱段对平面靶材的侧边进行打磨;
步骤2:沿砂轮的旋转轴的长度方向移动砂轮,让砂轮的圆弧过渡段对平面靶材的侧边进行倒圆角加工,或让砂轮的第一环形坡面段对平面靶材的侧边进行斜边打磨;
所述步骤1中砂轮在打磨时的转速等于步骤2中砂轮在打磨时的转速;
所述圆弧过渡段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.7-0.9倍;所述第一环形坡面段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.6-0.8倍。
2.根据权利要求1所述的平面靶材侧边打磨方法,其特征在于,所述圆弧过渡段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.75-0.85倍;所述第一环形坡面段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.65-0.75倍。
3.根据权利要求1所述的平面靶材侧边打磨方法,其特征在于,所述第一环形坡面段远离圆弧过渡段的一端连接有第二环形坡面段,所述第二环形坡面段的较大端与第一环形坡面段的较小端连接,所述第一环形坡面段的坡度大于所述第二环形坡面段的坡度。
4.根据权利要求3所述的平面靶材侧边打磨方法,其特征在于,所述第一环形坡面段的母线和旋转轴之间的夹角为10-80度。
5.根据权利要求3所述的平面靶材侧边打磨方法,其特征在于,所述第二环形坡面段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.3-0.6倍。
6.根据权利要求5所述的平面靶材侧边打磨方法,其特征在于,所述第二环形坡面段的中截面的直径为圆柱段的直径的0.35-0.55倍。
7.根据权利要求3所述的平面靶材侧边打磨方法,其特征在于,所述第二环形坡面段的较小端沿远离第一环形坡面段的方向收缩成一弧面端部。
8.根据权利要求1所述的平面靶材侧边打磨方法,其特征在于,所述圆弧过渡段的母线包括圆弧段、与旋转轴平行的直线段,所述圆弧段的弯曲角度在90度以上。
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