一种氮化硼加工打磨装置及方法与流程

1.本发明涉及氮化硼加工技术领域，特别是涉及一种氮化硼加工打磨装置及方法。


背景技术：

2.氮化硼是承载晶体，辅助长晶的工具，氮化硼长晶过后，或多或少都会有脱层现象，而这样的脱层现象不处理，就会影响到长晶。所以，氮化硼在使用过后通常会进行一次加工处理。氮化硼内壁粗糙度以及壁厚均一性对长晶的成品率都有很大影响，所以氮化硼的加工工艺非常关键。
3.目前，现在的市面上针对氮化硼内部的加工打磨，大多还处于人工加工阶段，作业人员将氮化硼架在铁架台上，用铲刀、刮刀等工具对脱层部位或凸起部位进行加工打磨。但是，人工加工打磨氮化硼，不仅难以保证氮化硼内部粗糙度保持一致，会出现厚薄不均一现象，严重影响长晶成品率；而且效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种氮化硼加工打磨装置及方法，以解决人工加工打磨氮化硼，难以保证氮化硼内部粗糙度保持一致且效率较低的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明的一个方面是提供一种氮化硼加工打磨装置，包括：
7.夹具，包括透明外壳及发光件，所述透明外壳内设有容纳腔，所述透明外壳的壳壁中空，所述发光件嵌在所述透明外壳的壳壁内；
8.支撑架，支撑于所述夹具的一端；
9.驱动机构，与所述夹具的另一端传动连接，所述驱动机构用于驱动所述夹具转动；
10.脚踏开关，与所述驱动机构电连接，以控制所述驱动机构的运行。
11.优选地，所述支撑架上可转动地设有滚动轮组，所述夹具抵在所述滚动轮组上。
12.优选地，所述滚动轮组包括多个滚轮，多个滚轮沿所述夹具的周向间隔设置，所述滚轮的中心轴线与所述夹具的转动轴线平行。
13.优选地，所述驱动机构包括电机、转动轴和卡盘，所述电机与所述转动轴的一端连接，所述卡盘与所述转动轴的另一端连接，所述夹具卡在所述卡盘上。
14.优选地，所述氮化硼加工打磨装置还包括防护罩，罩设在所述夹具、所述转动轴和所述卡盘的外部，且所述防护罩与所述电机的电机壳连接。
15.优选地，所述氮化硼加工打磨装置还包括复位按钮，与所述驱动机构电连接。
16.优选地，所述氮化硼加工打磨装置还包括急停旋钮，与所述驱动机构电连接。
17.本发明的另一个方面是提供一种使用如上所述的氮化硼加工打磨装置的氮化硼加工打磨方法，包括以下步骤：
18.步骤s1，将待加工件放置于夹具的容纳腔内，并启动发光件；
19.步骤s2，调节夹具的旋转转速，踩下脚踏开关，通过驱动机构驱动夹具旋转；
20.步骤s3，依次使用不同目数的砂纸对待加工件的内壁进行打磨，直至达到设定条件，其中，砂纸的目数按照打磨先后的次序依次增大，所述设定条件包括待加工件的内壁的粗糙度小于设定阈值；
21.步骤s4，再次踩下脚踏开关，使夹具停止旋转。
22.优选地，所述步骤s3中，依次使用不同目数的砂纸对待加工件的内壁进行打磨，包括：
23.步骤s31，使用第一设定目数的砂纸对待加工件的内壁进行粗打磨，直至将待加工件的内壁表面的凸起台阶打磨平整；
24.步骤s32，使用第二设定目数的砂纸对待加工件的内壁进行二次打磨，所述第二设定目数大于所述第一设定目数，直至将待加工件的内壁的坑凹部分或凸起部分打磨平整；
25.步骤s33，使用第三设定目数的砂纸对待加工件的内壁打磨，所述第三设定目数大于所述第二设定目数，直至达到所述设定条件。
26.优选地，所述步骤s3中，所述设定条件还包括：所述发光件照射于所述待加工件的内壁表面的光亮弱程度一致。
27.本发明实施例一种氮化硼加工打磨装置及方法与现有技术相比，其有益效果在于：
28.本发明实施例的氮化硼加工打磨装置，使用脚踏开关控制驱动机构的运行，通过驱动机构驱动夹具旋转，在夹具旋转的过程中，使用砂纸对氮化硼的内壁进行加工打磨，在打磨的过程中，可通过发光件发出的光对氮化硼的内壁进行直观的观察，实现对氮化硼的半自动加工打磨，提高效率；且在氮化硼旋转的同时对其进行打磨，使得产出的氮化硼粗糙度光滑且均匀，有利于提高晶体的成品率。
附图说明
29.图1是本发明实施例所述氮化硼加工打磨装置的主视示意图；
30.图2是本发明实施例所述氮化硼加工打磨装置的左视示意图；
31.图3是本发明实施例所述氮化硼加工打磨装置的俯视示意图；
32.图4是本发明实施例中卡盘的结构示意图；
33.图中，
34.10、夹具；11、透明外壳；12、发光件；13、电池仓；14、导线；15、排气孔；
35.20、支撑架；21、滚轮；
36.30、驱动机构；31、电机；32、转动轴；33、卡盘；331、卡爪；
37.40、脚踏开关；
38.50、防护罩；
39.60、复位按钮；61、急停旋钮；62、报警故障灯；63、调速旋钮。
具体实施方式
40.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方
位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
43.如图1-图3所示，本发明实施例的一种氮化硼加工打磨装置，包括夹具10、支撑架20、驱动机构30和脚踏开关40，夹具10包括透明外壳11及发光件12，所述透明外壳11内设有容纳腔，容纳腔用于装载并稳固氮化硼加工件，所述透明外壳11的壳壁中空，所述发光件12嵌在所述透明外壳11的壳壁内；支撑架20支撑于所述夹具10的一端；驱动机构30与所述夹具10的另一端传动连接，所述驱动机构30用于驱动所述夹具10转动，为氮化硼的转动提供动力；脚踏开关40与所述驱动机构30电连接，以控制所述驱动机构30的运行。
44.使用脚踏开关40控制驱动机构30的运行，通过驱动机构30驱动夹具10旋转，在夹具10旋转的过程中，使用砂纸对氮化硼的内壁进行加工打磨，在打磨的过程中，可通过发光件12发出的光对氮化硼的内壁进行直观的观察，实现对氮化硼的半自动加工打磨，提高效率；且在氮化硼旋转的同时对其进行打磨，使得产出的氮化硼粗糙度光滑且均匀，有利于提高晶体的成品率。将发光件12嵌在透明外壳11内部，在打磨时，无需手持照明器具进行照明，便于打磨操作，进一步提高打磨作业效率；并且通过发光件12照射于氮化硼内壁的光泽度，可直观地观测到氮化硼是否打磨到位，避免出现氮化硼内壁厚薄不均一的问题。使用脚踏开关控制驱动机构运行，便于操作，且提高操作的安全性。
45.发光件12可选择低耗电高亮度的led光源组件，透过夹具10进行灯光照射，照印出氮化硼的内部情况。透明外壳11采用亚克力材质。透明外壳11的壳壁内还设有电池仓13，电池仓13用于放置电池，电池通过导线14与发光件12连接，为发光件12供电。
46.为了避免因旋转可能会导致氮化硼与夹具10内部摩擦生热，导致间隙气压大无法排出，而导致氮化硼无法取出，优选地，透明外壳11上还设有排气孔15。
47.支撑架20上可转动地设有滚动轮组，所述夹具10抵在所述滚动轮组上，滚动轮组可支撑夹具10，为驱动机构30分摊力，使夹具10转动顺畅，且可减小夹具10与支撑架20之间的摩擦。进一步地，所述滚动轮组包括多个滚轮21，多个滚轮21沿所述夹具10的周向间隔设置，所述滚轮21的中心轴线与所述夹具10的转动轴32线平行。支撑架20通过滚轮21与夹具10直接接触，夹具10旋转时，滚轮21随之旋转。
48.驱动机构30包括电机31、转动轴32和卡盘33，所述电机31与所述转动轴32的一端连接，电机31驱动转动轴32旋转；所述卡盘33与所述转动轴32的另一端连接，所述夹具10卡在所述卡盘33上。卡盘33为三爪卡盘33，紧固在转动轴32上。透明外壳11大体呈圆柱状，一端敞开形成氮化硼入口，氮化硼入口与内部的容纳腔连通；透明外壳11的另一端呈圆锥状，且透明外壳11的另一端的端头呈锯齿状，与三爪卡盘33的卡爪331锯齿相互契合，稳固地将夹具10与电机31连接。为了方便拆装，透明外壳11由两部分通过铆钉组装而成，一个部分为两端均为平面的半圆柱体，另一个部分为具有圆锥状端头的半圆柱体，两个部分均内嵌装
有发光件。
49.所述氮化硼加工打磨装置还包括防护罩50，罩设在所述夹具10、所述转动轴32和所述卡盘33的外部，且所述防护罩50与所述电机31的电机31壳连接，避免机器在转动时，不慎将操作者衣服或杂物卷入其中。防护罩50可选用透明塑料板制作。支撑架20可通过螺铆与电机31的电机31壳连接。
50.所述氮化硼加工打磨装置还包括调速旋钮63，与驱动机构30电连接，用于调节驱动机构30的驱动转速。
51.所述氮化硼加工打磨装置还包括报警故障灯62，与驱动机构30电连接。当氮化硼加工打磨装置出现故障时，报警故障灯62亮起，此时，驱动机构30将停止运行，待复位后将熄灭。
52.所述氮化硼加工打磨装置还包括复位按钮60，与所述驱动机构30电连接，当氮化硼加工打磨装置故障时，按下此按钮，解除故障；按下此按钮也可停止设备运行。
53.所述氮化硼加工打磨装置还包括急停旋钮61，与所述驱动机构30电连接，按下急停按钮，驱动机构30立即停止运行。若要恢复运行，则需将急停按钮复位后即可。
54.本发明所述氮化硼加工打磨方法，利用如上所述的氮化硼加工打磨装置对氮化硼进行加工打磨，方法包括以下步骤：
55.步骤s1，将待加工件放置于夹具10的容纳腔内，并启动发光件12；待加工件为氮化硼；在放置氮化硼之前，将夹具10与驱动机构30连接，使用三爪卡盘33将夹具10端部夹住，夹具10的端部呈锯齿状，与三爪卡盘33的卡爪331锯齿相互契合；
56.步骤s2，调节夹具10的旋转转速，踩下脚踏开关40，通过驱动机构30驱动夹具10旋转；优选地，夹具10的旋转转速为60转每分钟～70转每分钟；
57.步骤s3，依次使用不同目数的砂纸对待加工件的内壁进行打磨，直至达到设定条件，其中，砂纸的目数按照打磨先后的次序依次增大，所述设定条件包括待加工件的内壁的粗糙度小于设定阈值；使用砂纸对氮化硼内壁进行打磨，可以避免刮刀、铲刀等工具损坏氮化硼；设定阈值为0.2；
58.步骤s4，再次踩下脚踏开关40，使夹具10停止旋转。
59.采用半自动的加工方法，操作简便，只需要将氮化硼放入夹具10中，开启开关，夹具10自带发光件12，踩下脚踏开关40，利用砂纸等物，对氮化硼加工件的内壁进行打磨，此方式高效、安全，并且产出的氮化硼使用寿命比人工加工寿命要长，从而降低生产成本，并且因用此方式产出的氮化硼粗糙度光滑且均匀，所以对晶体生长也有益处，提高辅料品质即可提高产品产率。
60.进一步地，所述步骤s3中，依次使用不同目数的砂纸对待加工件的内壁进行打磨，包括：
61.步骤s31，使用第一设定目数的砂纸对待加工件的内壁进行粗打磨，直至将待加工件的内壁表面的凸起台阶打磨平整；第一设定目数优选为400目；
62.步骤s32，使用第二设定目数的砂纸对待加工件的内壁进行二次打磨，所述第二设定目数大于所述第一设定目数，直至将待加工件的内壁的坑凹部分或凸起部分打磨平整；第二设定目数优选为800目；
63.步骤s33，使用第三设定目数的砂纸对待加工件的内壁打磨，所述第三设定目数大
于所述第二设定目数，直至达到所述设定条件；第三设定目数优选为1500目。
64.采用不同目数的砂纸对氮化硼的内壁进行不同程度的打磨，既节省人力，又可以提高打磨质量。
65.进一步地，所述步骤s3中，所述设定条件还包括：所述发光件12照射于所述待加工件的内壁表面的光亮弱程度一致，以直观地观察是否达到最佳的加工状态。优选地，在加工过程中，可以先观察发光件12照射于所述待加工件的内壁表面的光亮弱程度是否一致，发光件12照射于所述待加工件的内壁表面的光亮弱程度一致后，再对待加工件的内壁的粗糙度进行检测，检测粗糙度在0.2以内时，即为达到最佳加工状态。
66.需要说明的是，本发明之所述氮化硼加工打磨方法的其他具体实施方式与上述的氮化硼加工打磨装置的具体实施方式大致相同，在此不再一一赘述。
67.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种氮化硼加工打磨装置，其特征在于，包括：夹具，包括透明外壳及发光件，所述透明外壳内设有容纳腔，所述透明外壳的壳壁中空，所述发光件嵌在所述透明外壳的壳壁内；支撑架，支撑于所述夹具的一端；驱动机构，与所述夹具的另一端传动连接，所述驱动机构用于驱动所述夹具转动；脚踏开关，与所述驱动机构电连接，以控制所述驱动机构的运行。2.根据权利要求1所述的氮化硼加工打磨装置，其特征在于，所述支撑架上可转动地设有滚动轮组，所述夹具抵在所述滚动轮组上。3.根据权利要求2所述的氮化硼加工打磨装置，其特征在于，所述滚动轮组包括多个滚轮，多个滚轮沿所述夹具的周向间隔设置，所述滚轮的中心轴线与所述夹具的转动轴线平行。4.根据权利要求1所述的氮化硼加工打磨装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机、转动轴和卡盘，所述电机与所述转动轴的一端连接，所述卡盘与所述转动轴的另一端连接，所述夹具卡在所述卡盘上。5.根据权利要求4所述的氮化硼加工打磨装置，其特征在于，所述氮化硼加工打磨装置还包括防护罩，罩设在所述夹具、所述转动轴和所述卡盘的外部，且所述防护罩与所述电机的电机壳连接。6.根据权利要求1所述的氮化硼加工打磨装置，其特征在于，所述氮化硼加工打磨装置还包括复位按钮，与所述驱动机构电连接。7.根据权利要求1所述的氮化硼加工打磨装置，其特征在于，所述氮化硼加工打磨装置还包括急停旋钮，与所述驱动机构电连接。8.一种使用如权利要求1-7任意一项所述的氮化硼加工打磨装置的氮化硼加工打磨方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1，将待加工件放置于夹具的容纳腔内，并启动发光件；步骤s2，调节夹具的旋转转速，踩下脚踏开关，通过驱动机构驱动夹具旋转；步骤s3，依次使用不同目数的砂纸对待加工件的内壁进行打磨，直至达到设定条件，其中，砂纸的目数按照打磨先后的次序依次增大，所述设定条件包括待加工件的内壁的粗糙度小于设定阈值；步骤s4，再次踩下脚踏开关，使夹具停止旋转。9.根据权利要求8所述的氮化硼加工打磨方法，其特征在于，所述步骤s3中，依次使用不同目数的砂纸对待加工件的内壁进行打磨，包括：步骤s31，使用第一设定目数的砂纸对待加工件的内壁进行粗打磨，直至将待加工件的内壁表面的凸起台阶打磨平整；步骤s32，使用第二设定目数的砂纸对待加工件的内壁进行二次打磨，所述第二设定目数大于所述第一设定目数，直至将待加工件的内壁的坑凹部分或凸起部分打磨平整；步骤s33，使用第三设定目数的砂纸对待加工件的内壁打磨，所述第三设定目数大于所述第二设定目数，直至达到所述设定条件。10.根据权利要求8所述的氮化硼加工打磨方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述设定条件还包括：所述发光件照射于所述待加工件的内壁表面的光亮弱程度一致。

技术总结
本发明涉及氮化硼加工技术领域，公开了一种氮化硼加工打磨装置及方法，装置包括：夹具，包括透明外壳及发光件，所述透明外壳内设有容纳腔，透明外壳的壳壁中空，发光件嵌在所述透明外壳的壳壁内；支撑架，支撑于夹具的一端；驱动机构，与所述夹具的另一端传动连接，驱动机构用于驱动夹具转动；脚踏开关，与所述驱动机构电连接，以控制所述驱动机构的运行。本发明在夹具旋转的过程中，使用砂纸对氮化硼的内壁进行加工打磨，在打磨的过程中，可通过发光件发出的光对氮化硼的内壁进行直观的观察，实现对氮化硼的半自动加工打磨，提高效率；且在氮化硼旋转的同时对其进行打磨，使得产出的氮化硼粗糙度光滑且均匀，有利于提高晶体的成品率。率。率。


技术研发人员：王柱丞 高鹏飞
受保护的技术使用者：广东先导微电子科技有限公司
技术研发日：2023.08.07
技术公布日：2023/10/15