一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置及加工方法

    专利查询2025-07-21  39


    本发明涉及半导体制造装备领域,尤其涉及一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置及加工方法。


    背景技术:

    1、在半导体制造装备领域,随着技术的进步和工艺制程的不断缩小,对精密超精密机床的需求日益增长。这些机床在硅片、晶圆等半导体材料的制造过程中扮演着至关重要的角色。精密机床用于实现硅片和晶圆等半导体材料的精密超精密加工,包括研磨、抛光等步骤,这些步骤对于确保半导体器件的性能和可靠性至关重要。

    2、机床主轴垂直度是检验机床精密性和稳定性的重要指标。在研磨、抛光等表面处理过程中,主轴的垂直度决定了加工压力的均匀分布。主轴垂直度的偏差会导致加工表面的不均匀性,影响工件的平整度和厚度一致性,进而影响半导体材料的加工质量,而良好的垂直度可以确保加工表面光滑、无缺陷。例如,在双面研磨机中,如果下研磨盘的主轴相对上研磨盘的主轴不垂直,可能会导致研磨过程中的压力分布不均,影响研磨抛光效果。在半导体制造领域,精密和超精密机床的性能对于实现高质量的半导体器件至关重要。随着技术的发展,对这些机床的性能要求将不断提高,以满足更高精度和更小尺寸的加工需求。

    3、目前,调整机床主轴的垂直度调整技术方法主要先采用激光干涉仪、使用电子水平仪或调整轴承预紧力,而后采用调整垫片或调整轴承螺母的方式调节,以上方法缺点在于调整精度低,效率低,难以满足对半导体材料的精密超精密加工。

    4、因此,现有技术还有待改进和提高。


    技术实现思路

    1、鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置及加工方法,旨在解决现有技术中的机床主轴垂直度精密调整装置以及方法调整精度低,效率低,难以满足对半导体材料的精密超精密加工的问题。

    2、为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:

    3、第一方面,一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置,包括:

    4、底盘,所述底盘为中空式圆盘,所述底盘上设置有位置固定螺栓;

    5、下楔形体,设于底盘上端,所述下楔形体中空,所述下楔形体上设有导向圆弧曲面,所述导向圆弧曲面具有沿x驱动方向的第一导向分量及沿垂直所述x驱动方向的z调整方向的第二导向分量;

    6、上楔形体,设于下楔形体的导向圆弧曲面上,所述上楔形体设置有8个,所述上楔形体设置有螺纹孔,所述螺纹孔为盲孔;

    7、调整螺栓,所述调整螺栓设置于所述下楔形体周向方向,所述调整螺栓沿调整方向穿过下楔形体与所述上楔形体相抵;

    8、顶盘,设于下楔形体上端,所述顶盘设置有8个锁紧螺栓和8个位置固定螺栓,所述锁紧螺栓用于与所述上楔形体锁紧,所述位置固定螺栓用于与所述下楔形体固定;

    9、定位销,穿过顶盘和上楔形体,卡接至下楔形体的导向圆弧曲面侧,所述定位销为圆柱销,所述圆柱销设置有8个。

    10、进一步的,还包括:

    11、所述上楔形体为8个,具有与所述导向圆弧曲面适配的定位圆弧曲面;

    12、所述上楔形体均匀间隔分布在所述下楔形体上;

    13、所述下楔形体设置有位置固定螺栓,用于与所述底盘固定。

    14、进一步的,还包括:

    15、所述上楔形体、所述下楔形体和所述顶盘均设置有定位销孔,其中,所述上楔形体和所述顶盘的定位销孔为通孔,所述下楔形体的定位销孔为盲孔;

    16、所述上楔形体、所述下楔形体和所述顶盘的定位销孔数量与所述圆柱销数量一一对应配置。

    17、进一步的,所述上楔形体和所述下楔形体之间沿x调整方向设有间隙。

    18、进一步的,还包括:

    19、所述圆柱销用于限制所述顶盘和所述上楔形体相对所述下楔形体在x调整方向上的移动自由度;

    20、所述锁紧螺栓用于限制所述顶盘和所述上楔形体相对所述下楔形体在z驱动方向上的移动自由度。

    21、进一步的,所述下楔形体的导向圆弧曲面和所述上楔形体定位圆弧曲面均沿周向形成一周。

    22、进一步的,还包括:

    23、所述顶盘和所述下楔形体设置有一一对应的通孔;

    24、所述底盘的位置固定螺栓通过所述顶盘通孔和所述下楔形体孔通孔将所述装置固定到机床上。

    25、进一步的,所述位置固定螺栓、调整螺栓和锁紧螺栓均为内六角沉头螺栓。

    26、第二方面.一种采用一种机床主轴垂直度精密调整的装置的垂直度调整方法,所述调整方法步骤为:

    27、步骤一:略微拧紧锁紧螺栓,使上楔形体具有在x调整方向上的移动自由度;

    28、步骤二:根据驱动位移量确定所述调整螺栓的调整位移量,进而确定调整螺栓的旋转角度,对于导向圆弧曲面长度为100mm,螺距是0.8mm的调整螺栓,当驱动位移量为0.025mm时,则调整位移量为0. 2mm,旋转角度为90度;

    29、步骤三:将所述调整螺栓至确定的旋转角度,而后通过所述锁紧螺栓将所述上楔形体和所述顶盘锁紧,并通过所述定位销进一步定位;

    30、步骤四:通过位置固定螺栓将所述顶盘与所述下楔形体固定,进一步提高所述装置的稳定性。

    31、本发明所述的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置及加工方法的有益效果:本发明提供的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置为对称装置,通过上楔形体和下楔形体形成的楔形调整结构,可将机床主轴的偏移量转换为调整螺栓的调整位移量,并且提供了所述装置的加工方法,提高主轴垂直度调整的精密性。



    技术特征:

    1.一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置,其特征在于,还包括:

    3.根据权利要求1所述的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置,其特征在于,还包括:

    4.根据权利要求1所述的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置,其特征在于,所述上楔形体和所述下楔形体之间沿x调整方向设有间隙。

    5.根据权利要求1所述的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置,其特征在于,还包括:

    6.根据权利要求2所述的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置,其特征在于,所述下楔形体的导向圆弧曲面和所述上楔形体定位圆弧曲面均沿周向形成一周。

    7.根据权利要求1中所述的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置,其特征在于,还包括:

    8.根据权利要求1所述的用于机床主轴垂直度精密调整的装置,其特征在于,所述位置固定螺栓、调整螺栓和锁紧螺栓均为内六角沉头螺栓。

    9.一种采用如权利要求1所述的一种机床主轴垂直度精密调整的装置的垂直度调整方法,其特征在于,所述调整方法步骤为:


    技术总结
    本发明公开了一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置及加工方法,包括底盘,设置有多个螺栓及相对应螺纹孔;下楔形体设置在底盘上方,具有导向圆弧曲面,以及多个螺纹盲孔和定位销盲孔;上楔形体有多个,设置在与导向圆弧曲面配合的定位圆弧曲面的上方,且设置有多个锁紧螺纹盲孔和定位销通孔;调整螺栓设置在下楔形体周向方向,穿过下楔形体与上楔形体相抵;顶盘设置在上楔形体上方,设置有多个锁紧螺栓、定位销和位置固定螺栓。本发明提供的一种用于机床主轴垂直度精密调整的装置为对称装置,通过上楔形体和下楔形体形成的楔形调整结构,可将机床主轴的偏移量转换为调整螺栓的调整位移量,提高主轴垂直度调整的精密性。

    技术研发人员:苑泽伟,周国存,成志辉,郑鹏
    受保护的技术使用者:沈阳工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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