超精密抛光机结构设计及开发
发布时间：2021-11-24 23:40
蓝宝石窗口、硅片、激光晶片和KDP晶体等平面构件被广泛应用于现代光学,微电子,航空航天等领域,市场庞大,并且持续增长的潜力十分巨大。此类平面构件属于典型大径厚比结构的难加工元件,其超精密加工不仅要求高几何精度（平面度和平行度）和高表面质量,而且要求高的加工效率。化学机械抛光是目前能兼顾低表面粗糙度和高面形精度要求的最有效方法。但仍存在加工参数控制精度不足,加工一致性差,对工人熟练程度要求高,加工效率低下等问题,难以满足大尺寸（>300 mm）平面构件的超精密加工要求,这也成了掣肘我国在上述重要领域发展的重要因素。本文针对大尺寸平面构件化学机械抛光中,高面形精度和高表面质量的加工要求,分析了影响化学机械抛光加工质量的主要因素,建立了控制机床几何误差以保证抛光盘面形修整精度的模型;研制了超精密抛光机床,并进行了机床的性能测试试验。具体研究内容如下:（1）本文分析了在抛光加工中对大尺寸平面构件面形精度和表面质量的主要影响因素;提出了机床应具有主轴及工件回转精确控制,盘面面形测量,盘面面形修整,盘面温度控制等功能;确定了机床的基本结构形式、工作流程和主要参数。（2）基于多体理论,明确了对...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文选题背景
1.1.1 研究背景意义
1.1.2 课题来源
1.2 国内外抛光机的研究现状和趋势
1.2.1 抛光机国外研究现状
1.2.2 抛光机国内研究现状
1.3 主要研究内容
2 抛光机总体方案设计
2.1 抛光机总体组成
2.1.1 抛光加工技术要求分析
2.1.2 抛光机组成
2.2 抛光机结构形式
2.3 抛光机工作流程
2.4 抛光机主要参数
2.5 本章小结
3 抛光盘面形修整几何误差模型分析
3.1 盘面修整单元结构及几何误差源
3.1.1 盘面修整单元机构
3.1.2 机床误差分析
3.2 抛光盘面形修整误差建模分析
3.2.1 基于多体理论的面形误差建模
3.2.2 机床误差元素的分析
3.3 本章小结
4 抛光机结构设计
4.1 主轴单元结构设计
4.1.1 抛光盘结构设计
4.1.2 回转支承机构结构设计
4.1.3 回转驱动机构结构设计
4.2 盘面温度控制单元结构设计
4.3 盘面面形测量及修整单元结构设计
4.4 关键部件的结构静力学分析
4.4.1 抛光盘的结构静力分析
4.4.2 机床床身结构静力与振动模态分析
4.5 本章小结
5 超精密抛光机测试
5.1 抛光盘面形修整
5.1.1 盘面修整单元精度调整与检测
5.1.2 盘面初始面形测量
5.2 超精密抛光机性能测试
5.2.1 试验条件
5.2.2 加工性能测试试验
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]力矩电机的高精度伺服控制[J]. 刘锏泽,张仰成,盛君,齐鑫哲. 电子世界. 2018(10)
[2]基于动网格方法的不同油膜厚度下静压轴承承载特性分析[J]. 张艳芹,孔祥滨,郭丽丽,程海阔,李锐. 哈尔滨理工大学学报. 2017(06)
[3]可控节流参数对液体静压轴承特性的影响研究[J]. 熊万里,胡灿,吕浪,郑良钢. 机械工程学报. 2018(21)
[4]运动控制系统中的光栅尺[J]. 李丽,曹广忠,李玲明. 机电工程技术. 2016(09)
[5]一种新型大中心孔绝对式磁编码器[J]. 邹添,倪风雷,李斐然,刘宏,朱映远. 仪器仪表学报. 2016(07)
[6]PM流量控制器节流液体静压轴承静动态特性分析[J]. 张华,郭力,朱喜峰,许怡赦. 机械科学与技术. 2016(07)
[7]超精密砷化镓晶片抛光机的研制[J]. 徐敏,师如华,李明. 机电产品开发与创新. 2013(04)
[8]基于ANSYS磨床大理石床身的有限元分析[J]. 袁清珂,陈敬敬,杜亚男,袁茂圣. 制造业自动化. 2012(03)
[9]聚合物抛光垫修整和抛光的研究[J]. P.Severs,R.Dinsmore,S.Meurer,朱丽娜,康嘉杰. 中国表面工程. 2008(03)
[10]直接驱动环形永磁力矩电机μ-H∞速度控制器设计[J]. 孙宜标,金石,王成元. 中国电机工程学报. 2007(03)
博士论文
[1]IC制造中硅片化学机械抛光材料去除机理研究[D]. 苏建修.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]研磨机液体静压转台倾斜轴系承载特性研究[D]. 符马力.湖南大学 2014
[2]圆光栅玻璃超精密研磨机及研抛工艺研究[D]. 黎清健.广东工业大学 2013
[3]大型双柱立车误差建模、测量及分析[D]. 李锋.上海交通大学 2011
[4]环形抛光技术研究[D]. 阴旭.电子科技大学 2007
[5]大口径光学元件超精密环抛技术研究[D]. 曹冲.四川大学 2004
本文编号：3516975
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文选题背景
1.1.1 研究背景意义
1.1.2 课题来源
1.2 国内外抛光机的研究现状和趋势
1.2.1 抛光机国外研究现状
1.2.2 抛光机国内研究现状
1.3 主要研究内容
2 抛光机总体方案设计
2.1 抛光机总体组成
2.1.1 抛光加工技术要求分析
2.1.2 抛光机组成
2.2 抛光机结构形式
2.3 抛光机工作流程
2.4 抛光机主要参数
2.5 本章小结
3 抛光盘面形修整几何误差模型分析
3.1 盘面修整单元结构及几何误差源
3.1.1 盘面修整单元机构
3.1.2 机床误差分析
3.2 抛光盘面形修整误差建模分析
3.2.1 基于多体理论的面形误差建模
3.2.2 机床误差元素的分析
3.3 本章小结
4 抛光机结构设计
4.1 主轴单元结构设计
4.1.1 抛光盘结构设计
4.1.2 回转支承机构结构设计
4.1.3 回转驱动机构结构设计
4.2 盘面温度控制单元结构设计
4.3 盘面面形测量及修整单元结构设计
4.4 关键部件的结构静力学分析
4.4.1 抛光盘的结构静力分析
4.4.2 机床床身结构静力与振动模态分析
4.5 本章小结
5 超精密抛光机测试
5.1 抛光盘面形修整
5.1.1 盘面修整单元精度调整与检测
5.1.2 盘面初始面形测量
5.2 超精密抛光机性能测试
5.2.1 试验条件
5.2.2 加工性能测试试验
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]力矩电机的高精度伺服控制[J]. 刘锏泽,张仰成,盛君,齐鑫哲. 电子世界. 2018(10)
[2]基于动网格方法的不同油膜厚度下静压轴承承载特性分析[J]. 张艳芹,孔祥滨,郭丽丽,程海阔,李锐. 哈尔滨理工大学学报. 2017(06)
[3]可控节流参数对液体静压轴承特性的影响研究[J]. 熊万里,胡灿,吕浪,郑良钢. 机械工程学报. 2018(21)
[4]运动控制系统中的光栅尺[J]. 李丽,曹广忠,李玲明. 机电工程技术. 2016(09)
[5]一种新型大中心孔绝对式磁编码器[J]. 邹添,倪风雷,李斐然,刘宏,朱映远. 仪器仪表学报. 2016(07)
[6]PM流量控制器节流液体静压轴承静动态特性分析[J]. 张华,郭力,朱喜峰,许怡赦. 机械科学与技术. 2016(07)
[7]超精密砷化镓晶片抛光机的研制[J]. 徐敏,师如华,李明. 机电产品开发与创新. 2013(04)
[8]基于ANSYS磨床大理石床身的有限元分析[J]. 袁清珂,陈敬敬,杜亚男,袁茂圣. 制造业自动化. 2012(03)
[9]聚合物抛光垫修整和抛光的研究[J]. P.Severs,R.Dinsmore,S.Meurer,朱丽娜,康嘉杰. 中国表面工程. 2008(03)
[10]直接驱动环形永磁力矩电机μ-H∞速度控制器设计[J]. 孙宜标,金石,王成元. 中国电机工程学报. 2007(03)
博士论文
[1]IC制造中硅片化学机械抛光材料去除机理研究[D]. 苏建修.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]研磨机液体静压转台倾斜轴系承载特性研究[D]. 符马力.湖南大学 2014
[2]圆光栅玻璃超精密研磨机及研抛工艺研究[D]. 黎清健.广东工业大学 2013
[3]大型双柱立车误差建模、测量及分析[D]. 李锋.上海交通大学 2011
[4]环形抛光技术研究[D]. 阴旭.电子科技大学 2007
[5]大口径光学元件超精密环抛技术研究[D]. 曹冲.四川大学 2004
本文编号：3516975
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