專利名稱：一種拋光墊修整頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及化學機械拋光設備技術領域，特別涉及一種拋光墊修整頭。
背景技術：
化學機械拋光設備中，拋光墊在使用一段時間后，隨著自身的磨損以及磨屑對拋 光墊表面微孔的填充，拋光墊表面變得平滑，形成釉化層，使拋光墊存儲、輸送磨料的能力 降低，導致材料去除率和拋光表面質量下降。通過修整頭上金剛石盤對拋光墊進行適當的 修整，可去除釉化層以及拋光墊上的磨屑，提高拋光墊粗糙度及其使用壽命，降低成本，保 證拋光一致性。修整頭帶動金剛石盤下壓與拋光墊接觸，并帶動金剛石盤旋轉，金剛石盤在 與拋光墊接觸并旋轉的過程中對拋光墊進行修整。目前的拋光墊修整頭結構都較為復雜，產生下壓運動的腔體與金剛石盤的夾持機 構是分離獨體的，下壓運動的導向和扭矩的傳遞都通過鍵連接來實現，上下伸縮運動的限 位需要增加額外的零件來實現。
發明內容
為了克服現有拋光墊修整頭結構復雜，不夠緊湊的缺點，本發明提供了一種結構 簡單緊湊，易于加工裝配的拋光墊修整頭。本發明采用的技術方案為該修整頭結構包括主軸、軸承座、軸承端蓋、軸承、旋轉 接頭、同步帶輪、金剛石盤以及密封圈。主軸通過兩組軸承軸向定位，避免主軸的軸向串動， 軸承通過軸承端蓋和套筒安裝固定在軸承座內；軸承座及軸承端蓋設有連通的氣孔，并在 軸承端蓋的氣孔上安裝快換接頭；主軸與軸承座之間的密封，包括迷宮密封和氣封；主軸 的頂部通過螺釘與同步帶固定連接，主軸的底端通過螺釘與法蘭及壓片固定連接；保護蓋、 壓盤、自適應盤和金剛石盤四者之間通過螺釘連接成一體，將法蘭及壓片包覆固定；法蘭與 壓盤之間以及法蘭與保護蓋之間分別通過壓緊柔性環連接。所述壓盤與自適應盤之間、保護蓋與壓盤之間、主軸與法蘭之間分別安裝第一密 封圈、第二密封圈和第三密封圈。所述第一密封圈、第二密封圈、柔性環、法蘭、壓盤及自適應盤共同形成密閉空腔。對所述密閉空腔抽真空時，金剛石盤、壓盤、保護蓋和自適應盤將一起向上運動， 抽真空的真空度為0 IOOkPa ；對密閉空腔加正壓時，金剛石盤、壓盤、保護蓋和自適應盤 將一起向下運動，通過控制正壓壓力，金剛石盤與拋光墊的接觸時修整頭的下壓力線性變 化，下壓力變化范圍為0 300牛。所述金剛石盤在上下伸縮運動時，向上運動時，自適應盤細軸端面與主軸內孔端 面相貼合，形成上限位點；向下運動時，保護蓋的斜邊與法蘭的軸肩斜邊貼合，形成下限位 點；金剛石盤上下運動的行程為O 15mm。所述柔性環的材料為橡膠，具有密封和傳遞扭矩的作用；金剛石盤向下運動時，柔 性環向下延伸并伸長，主軸通過柔性環將扭矩傳遞給金剛石盤并與之共同旋轉。
所述自適應盤在主軸孔內自由滑動，具有導向作用；自適應盤的薄片結構具有彈 性，薄片厚度為0. Imm 0. 5mm，在金剛石盤與拋光墊接觸過程中能產生彈性變形，從而使 金剛石盤具有自適應性，能在修整拋光墊的過程中與之完全面面貼合，得到良好的修整效^ ο所述氣封的形成為氣體通過快換接頭進入軸承座腔內，部分氣體從主軸與軸承 座之間的間隙吹出，形成氣封，從而避免在拋光過程中有液體進入軸承座腔內。本發明的優點在于結構簡單緊湊美觀，易于加工制造及裝配，運動平穩可靠，具 有很高的實用性，可廣泛用于拋光設備中。
圖1是本發明具體實施的拋光墊修整頭的裝配示意圖。圖中標號1-金剛石盤；2-密封圈；3-壓盤；4-密封圈；5-保護蓋；6_軸承座；7_密封圈； 8-套筒；9-軸承；10-同步帶輪；11-旋轉接頭；12-快換接頭；13-軸承端蓋；14-主軸； 15-法蘭；16-螺釘；17-壓片；18-柔性環；19-自適應盤。
具體實施例方式本發明提供了一種拋光墊修整頭，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一 步說明如圖1所示，主軸14通過兩組軸承9軸向定位，避免主軸的軸向串動，軸承9通過 軸承端蓋13和套筒8安裝固定在軸承座6內；軸承座6及軸承端蓋13設有連通的氣孔，并 在軸承端蓋13的氣孔上安裝快換接頭12 ；主軸14與軸承座6之間的密封，包括迷宮密封 和氣封；主軸14的頂部通過螺釘與同步帶10固定連接，主軸14的底端通過螺釘與法蘭15 及壓片17固定連接；保護蓋5、壓盤3、自適應盤19和金剛石盤1四者之間通過螺釘連接成 一體，將法蘭15及壓片17包覆固定；法蘭15與壓盤3之間以及法蘭15與保護蓋5之間分 別通過壓緊柔性環18連接。壓盤3與自適應盤19之間、保護蓋5與壓盤3之間、主軸14 與法蘭15之間分別安裝第一密封圈2、第二密封圈4和第三密封圈7。第一密封圈2、第二 密封圈4、柔性環18、法蘭15、壓盤3及自適應盤19共同形成密閉空腔。自適應盤19可在 主軸14孔內自由滑動，具有導向作用。本發明的原理是通過旋轉接頭11對密閉空腔抽真空時，金剛石盤1、壓盤3、保護 蓋5和自適應盤19將一起向上運動；對密閉空腔加正壓時，金剛石盤1、壓盤3、保護蓋5和 自適應盤19將一起向下運動；在修整頭的上下運動中，柔性環18起著極其重要的作用，金 剛石盤1向下運動時，柔性環18向下延伸并伸長，主軸14通過柔性環18將扭矩傳遞給金 剛石盤1并與之共同旋轉，從而對拋光墊進行修整；金剛石盤向下運動與拋光墊接觸的過 程中，自適應盤19的薄片能產生彈性變形，從而使金剛石盤1具有自適應性，能在修整拋光 墊的過程中與之完全面面貼合，得到良好的修整效果。所述密閉空腔抽真空時，金剛石盤1、壓盤3、保護蓋5和自適應盤19將一起向上 運動，抽真空的真空度為0 lOOkPa。通過控制正壓壓力，金剛石盤1與拋光墊的接觸時 修整頭的下壓力可線性變化，可以根據需要調整正壓壓力大小來獲得不同的修整頭下壓
4力，從而滿足不同的拋光墊以及同種拋光墊不同的修整工藝要求，下壓力修整壓力范圍為 0-300 牛。金剛石盤1在上下伸縮運動時，具有限位結構；向下運動時，保護蓋5的斜邊與法 蘭15的軸肩斜邊貼合，形成下限位點；向上運動時，自適應盤19細軸端面與主軸14內孔端 面相貼合，形成上限位點。金剛石盤上下運動的行程為0 15mm。主軸14與軸承座6之間通過迷宮密封和氣封進行密封；氣體通過快換接頭進入軸 承座6腔內，部分氣體從主軸14與軸承座6之間的間隙吹出，形成氣封，從而避免在拋光過 程中有液體進入軸承座6腔內。以上介紹的僅僅是基于本發明的較佳實施例，并不能以此來限定本發明的范圍。 任何對本發明作本技術領域內熟知的部件的替換、組合、分立，以及對本發明實施步驟作本 技術領域內熟知的等同改變或替換均不超出本發明的保護范圍。
權利要求
一種拋光墊修整頭，包括主軸(14)、軸承座(6)、軸承端蓋(13)、軸承(9)、旋轉接頭(11)、同步帶輪(10)、金剛石盤(1)以及密封圈，其特征在于，主軸(14)通過兩組軸承(9)軸向定位，避免主軸的軸向串動，軸承(9)通過軸承端蓋(13)和套筒(8)安裝固定在軸承座(6)內；軸承座(6)及軸承端蓋(13)設有連通的氣孔，并在軸承端蓋(13)的氣孔上安裝快換接頭(12)；主軸(14)與軸承座(6)之間的密封，包括迷宮密封和氣封；主軸(14)的頂部通過螺釘與同步帶(10)固定連接，主軸(14)的底端通過螺釘與法蘭(15)及壓片(17)固定連接；保護蓋(5)、壓盤(3)、自適應盤(19)和金剛石盤(1)四者之間通過螺釘連接成一體，將法蘭(15)及壓片(17)包覆固定；法蘭(15)與壓盤(3)之間以及法蘭(15)與保護蓋(5)之間分別通過壓緊柔性環(18)連接。
2.根據權利要求1所述的一種拋光墊修整頭，其特征在于，所述壓盤(3)與自適應盤 (19)之間、保護蓋(5)與壓盤(3)之間、主軸(14)與法蘭(15)之間分別安裝第一密封圈 (2)、第二密封圈(4)和第三密封圈(7)。
3.根據權利要求1所述的一種拋光墊修整頭，其特征在于，所述第一密封圈(2)、第二 密封圈(4)、柔性環(18)、法蘭(15)、壓盤(3)及自適應盤(19)共同形成密閉空腔。
4.根據權利要求2所述的一種拋光墊修整頭，其特征在于，對所述密閉空腔抽真空時， 金剛石盤(1)、壓盤(3)、保護蓋(5)和自適應盤(19)將一起向上運動，抽真空的真空度為 0 IOOkPa ；對密閉空腔加正壓時，金剛石盤(1)、壓盤(3)、保護蓋(5)和自適應盤(19)將 一起向下運動，通過控制正壓壓力，金剛石盤(1)與拋光墊的接觸時修整頭的下壓力線性 變化，下壓力變化范圍為0 300牛。
5.根據權利要求1所述的一種拋光墊修整頭，其特征在于，所述金剛石盤(1)在上下伸 縮運動時，向上運動時，自適應盤(19)細軸端面與主軸(14)內孔端面相貼合，形成上限位 點；向下運動時，保護蓋(5)的斜邊與法蘭(15)的軸肩斜邊貼合，形成下限位點；金剛石盤 ⑴上下運動的行程為0 15mm。
6.根據權利要求1所述的一種拋光墊修整頭，其特征在于，所述柔性環(18)的材料為 橡膠，具有密封和傳遞扭矩的作用；金剛石盤(1)向下運動時，柔性環(18)向下延伸并伸 長，主軸(14)通過柔性環(18)將扭矩傳遞給金剛石盤(1)并與之共同旋轉。
7.根據權利要求1所述的一種拋光墊修整頭，其特征在于，所述自適應盤(19)在主 軸(14)孔內自由滑動，具有導向作用；自適應盤(19)的薄片結構具有彈性，薄片厚度為 0. Imm 0. 5mm，在金剛石盤(1)與拋光墊接觸過程中能產生彈性變形，從而使金剛石盤(1) 具有自適應性，能在修整拋光墊的過程中與之完全面面貼合，得到良好的修整效果。
8.根據權利要求1所述的一種拋光墊修整頭，其特征在于，所述氣封的形成過程為氣 體通過快換接頭(12)進入軸承座(6)腔內，部分氣體從主軸(14)與軸承座(6)之間的間 隙吹出，形成氣封，從而避免在拋光過程中有液體進入軸承座腔內。
全文摘要
本發明涉及化學機械拋光設備技術領域，特別涉及一種拋光墊修整頭。主軸通過兩組軸承軸向定位，避免主軸的軸向串動，軸承通過軸承端蓋和套筒安裝固定在軸承座內；軸承座及軸承端蓋設有連通的氣孔，并在軸承端蓋的氣孔上安裝快換接頭；主軸與軸承座之間的密封，包括迷宮密封和氣封；主軸的頂部通過螺釘與同步帶固定連接，主軸的底端通過螺釘與法蘭及壓片固定連接；保護蓋、壓盤、自適應盤和金剛石盤四者之間通過螺釘連接成一體，將法蘭及壓片包覆固定；法蘭與壓盤之間以及法蘭與保護蓋之間分別通過壓緊柔性環連接。本發明結構簡單緊湊美觀，易于加工制造及裝配，運動平穩可靠，具有很高的實用性，可廣泛用于拋光設備中。
文檔編號B24B53/12GK101972988SQ20101021701
公開日2011年2月16日 申請日期2010年6月28日 優先權日2010年6月28日
發明者何永勇, 沈攀, 路新春, 雒建斌 申請人:清華大學