行业领域

新一代信息技术产业,高端装备制造产业,电子核心产业

需求背景

在半导体设备关键部件（如真空腔体法兰、SiC晶圆载盘）及精密陶瓷基板加工领域，立轴圆台平面磨床是实现大尺寸、高精度平面加工的核心装备。当前行业面临以下核心痛点：

1. 大尺寸工件平面度控制不足：1000mm直径加工范围内，传统磨床因热变形导致平面度＞0.005mm/m，影响真空密封性能（要求≤0.003mm/m）；

2. 硬脆材料磨削效率低：SiC等材料磨削时砂轮磨损快（560mm金刚石砂轮寿命＜80小时），表面粗糙度Ra＞0.2μm；

3. 智能化程度不足：人工干预频繁（如砂轮修整、进给调节），难以满足半导体设备零部件批量化生产的稳定性需求。

需解决的主要技术难题

1. 大直径磨削热变形抑制

   • 需开发工作台（1100mm回转直径）与磨头的热对称结构设计，通过温度传感器闭环控制，将热变形控制在±0.002mm/℃（参照ISO 230-3标准）；

   • 优化静压导轨系统，在380mm磨头行程内实现0.005mm最小进给量，确保1000mm直径加工平面度≤0.003mm。

2. 硬脆材料高效精密磨削

   • 设计560mm金刚石砂轮的自适应修整系统（在线电解修锐技术），将砂轮寿命延长至≥150小时，SiC磨削表面粗糙度控制在Ra≤0.1μm；

   • 开发磨削参数智能匹配模块（0.3-24rpm无级变速），通过功率传感器实时调节进给量（0.005-0.02mm/次），避免工件边缘崩裂（崩边≤20μm）。

3. 智能化控制与工艺优化

   • 集成触摸屏人机界面（支持工艺参数存储≥100组），实现磨头快速移动（0.15m/min可调）与进给的数字化设定；

   • 配置声发射传感器，实时监测磨削状态，自动触发砂轮修整或补偿加工（响应时间≤1秒）。

期望实现的主要技术目标

磨削最大直径 1000mm

工作台最大回转直径1100 mm

磨头行程380mm

工作台转数0.3-24rpm(触摸屏输入)

头快速移动速度0.15m/min(可调)

磨头机动进给(无极)触摸屏输入

磨头机动进给最小进给量 0.005mm

手轮每格磨头垂直移动距离0.01mm

砂瓦尺寸WT80X100X25mm

金刚石砂轮尺寸560mm

处理进度