【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體硬脆材料加工設備，具體涉及一種可在大面積上成型、群孔加工的超聲成型群鉆機床及其使用方法。
技術介紹
1、1927年，美國物理學家?r.w.伍德和?a.l.盧米斯最早進行了超聲加工試驗，利用強烈的超聲振動對玻璃板進行雕刻和快速鉆孔。但當時超聲加工并未應用在工業上。1951年，美國的?a.s.科恩制成第一臺實用的超聲加工機，為超聲加工技術的發展奠定了基礎。20世紀60年代，蘇聯生產出帶磨料的超聲波鉆孔機床。1996年，日本東京大學利用電火花線切割加工工藝在線加工出微細工具，并成功地利用超聲加工技術在石英玻璃上加工出直徑為φ15μm的微孔。1998年，日本東京大學又成功地加工出直徑為φ5μm的微孔。
2、現有超聲旋轉刀柄打孔方式每次只能加工一個孔，效率低下費時費工若要加工數千個孔工期漫長大約需要10多天，工期漫長，效率低下，難以滿足大規模生產的需求。一直以來，雖見于國內有用于工藝品項鏈玉石珠多孔超聲打孔機，但加工面積有限無法滿足大面積一次性同時加工需求，由于超大直徑變幅桿存在技術瓶頸，圍繞大面積一次性型腔和多孔加工技術一直未曾突破，多年來國內沒有實質性進展。曾有人用小直徑變幅桿針盤多次拼接完成大面積加工，但采用小直徑變幅桿針盤多次拼接完成大面積加工的方法，不僅效率低下，增加了操作難度和勞動強度，還容易導致錯位風險，使工件報廢率上升，由拼接加工帶來的錯位風險易使工件報廢。
3、隨著半導體工業的發展，晶園尺寸及蝕刻機硅噴淋盤尺寸不斷增大，已經往18英寸-20英寸方向發展，對超聲加工技術提出了更高
4、目前國內還沒有見到變幅桿超過φ300mm以上直徑，可用于12英寸噴淋盤打孔的超聲加工的大直徑變幅桿，亟待一種φ310mm~φ500mm以上大直徑變幅桿的超聲加工機床。
技術實現思路
1、為解決現有技術存在的問題，本專利技術提供一種超聲成型群鉆機床，突破了超大直徑變幅桿的技術瓶頸，可在直徑310毫米至520毫米的柱狀體變幅桿上成功地消除了各種雜亂的振動，使其振型成為單純的縱向振動并且振幅分布均勻，提供了一種可在大面積加工群孔、型腔的超聲加工機床。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了如下的技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種超聲成型群鉆機床，包括換能器數控升降裝置、控制面板、變幅桿、加工工具、數控磁懸工件托盤、機床機座、機床立柱導軌和超聲波發生器；
4、所述機床機座通過機床立柱導軌和換能器數控升降裝置連接；所述數控磁懸工件托盤和機床立柱導軌側面連接；所述換能器數控升降裝置和變幅桿連接；變幅桿底部鑲嵌有加工工具；所述控制面板與超聲波發生器電連接；所述超聲波發生器設置在機床機座內部；所述變幅桿的外側面設置若干條隔振槽；所述聲功率合成換能器分別與換能器數控升降裝置和變幅桿連接。
5、優選的，所述控制面板通過連接桿與機床機座連接。
6、優選的，所述加工工具包括若干個打孔針。
7、優選的，所述加工工具為型腔模具。
8、優選的，所述超聲波發生器包括若干個超聲波振子和換能器前蓋板聚能器；所述超聲波振子均設置在換能器前蓋板聚能器上方；相鄰的所述超聲波振子之間緊密貼合。
9、優選的，所述變幅桿的直徑為310mm~520mm。
10、優選的，所述數控磁懸工件托盤包括若干個電磁元件和永磁體；所述電磁元件和永磁體組成軟力支撐；所述電磁元件和永磁體磁極相同。
11、優選的，所述機床床身為鑄鋼床身。
12、優選的，所述換能器數控升降裝置能夠沿著機床立柱導軌的軸向滑動。
13、第二方面，本專利技術提供一種超聲成型群鉆機床的使用方法，具體包括以下步驟：
14、將工件放入數控磁懸工件托盤上定位，放下換能器數控升降裝置使變幅桿上的加工工具與工件接觸，打開磨料泵使整個工件被磨料覆蓋；打開超聲波發生器，帶動聲功率合成換能器產生振動，進而使得加工工具產生高頻振動，帶動磨料加工工件。
15、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
16、本專利技術機床利用超聲波發生器將220v交流電轉變成每秒15khz-25khz的超聲功率信號驅動聲功率合成換能器，并與大直徑變幅桿及加工工具產生諧振轉變成機械能，利用此機械能推動磨料形成高頻沖擊從而實現孔及型腔的超聲振動加工。同時，本專利技術在變幅桿的外側面設置若干條隔振槽，使得橫振的頻率會與縱振的錯開，有用的縱振保留了下來，成功地消除了各種雜亂的振動，使其振型成為單純的縱向振動并且振幅分布均勻，提高了機床的加工精度和穩定性，提供了一種可在大面積加工群孔、型腔的超聲加工機床。與現有小直徑變幅桿超聲成型多孔打孔機相比，因現有技術只能小面積多次拼接加工，因多次反復拼接加工導致加工效率低下，增加了操作難度和勞動強度，由此拼接加工帶來的錯位風險易使工件報廢。而本專利技術解決了超大變幅桿的技術瓶頸，不用拼接一次同時完成加工，節約了時間和人工成本，杜絕了錯位風險大大的提高了產品質量和產量。
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1.一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，包括換能器數控升降裝置（1）、控制面板（2）、變幅桿（3）、加工工具（4）、數控磁懸工件托盤（5）、機床機座（6）、機床立柱導軌（7）、超聲波發生器（8）和聲功率合成換能器；
2.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述控制面板（2）通過連接桿與機床機座（6）連接。
3.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述加工工具（4）包括若干個打孔針。
4.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述加工工具（4）為型腔模具。
5.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述聲功率合成換能器包括若干個超聲波振子（10）和換能器前蓋板聚能器（11）；所述超聲波振子（10）均設置在換能器前蓋板聚能器（11）上方；相鄰的所述超聲波振子（10）之間緊密貼合。
6.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述變幅桿（3）的直徑為310mm~520mm。
7.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述
8.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述機床床身為鑄鋼床身。
9.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述換能器數控升降裝置（1）能夠沿著機床立柱導軌（7）的軸向滑動。
10.根據權利要求1-9任一項所述的一種超聲成型群鉆機床的使用方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，包括換能器數控升降裝置（1）、控制面板（2）、變幅桿（3）、加工工具（4）、數控磁懸工件托盤（5）、機床機座（6）、機床立柱導軌（7）、超聲波發生器（8）和聲功率合成換能器；
2.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述控制面板（2）通過連接桿與機床機座（6）連接。
3.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述加工工具（4）包括若干個打孔針。
4.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述加工工具（4）為型腔模具。
5.根據權利要求1所述的一種超聲成型群鉆機床，其特征在于，所述聲功率合成換能器包括若干個超聲波振子（10）和換能器前蓋板聚能器（11）；所述超聲波振子（10）均設置在換能...
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