一种溅射靶材密封槽的成型刀及其开槽方法与流程

1.本发明属于溅射靶材加工领域，涉及一种溅射靶材密封槽的成型刀及其开槽方法。


背景技术：

2.溅射靶材密封槽是靶材使用过程中最关键的地方，其能保证溅射靶材使用过程中，不发生漏气漏水等现象，避免溅射过程中损坏溅射机台；目前，溅射靶材密封槽机加工过程中采用立铣刀加工，每次加工都会存在刀具测量误差，机床对位误差，及每次测量存在的误差；进而造成加工得到的o型密封槽直径一致性差的问题。
3.cn101935823a公开了一种磁控溅射靶，其包括靶阴极和靶阳极，所述靶阳极括靶顶法兰和接地外鞘，靶顶法兰与接地外鞘相连，靶阳极的上部密封；靶阴极包括靶体，靶体通过靶阳极上设置的绝缘连接件与靶阳极不接触的设置在接地外鞘中，并且靶体上表面与靶阳极之间通过一道o型圈密封，所述靶体下表面上紧密固定靶材，靶材下部的接地外鞘上设置有与靶材大小相配的通孔。
4.cn204849010u公开了一种可外调节磁场的磁控溅射靶，主要包括靶体和导磁体，所述的靶体下端设有通孔，在靶体内设有调节轴，调节轴的下端位于通孔内，锁紧螺母通过压套ⅲ安装在通孔内且与调节轴的下端固定，所述的调节轴上设有压套ⅰ和压套ⅱ，压套ⅰ和压套ⅱ之间设有o型密封圈且压套ⅰ位于压套ⅱ的上方，压套ⅰ通过螺栓固定在靶体内，压套ⅰ与靶体之间设有o型密封圈，导磁体通过可调支撑板安装在调节轴上，所述的导磁体通过螺柱安装在所述的可调支撑板上并且通过螺母将其固定；上述文献均未给出如何改善o型密封槽直径一致性的技术内容。
5.因此，为避免传统铣刀加工存在的各种误差，提高溅射靶材使用过程的可靠性，开发一种能有效改善溅射靶材o型密封槽直径一致性的成型刀及开槽方法仍具有重要意义。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种溅射靶材密封槽的成型刀及其开槽方法，所述成型刀包括圆柱形的刀杆，所述刀杆的端面上设置有凸起，所述凸起分布在以刀杆的中轴线为中线的圆环形区域上，相邻凸起之间设置有排屑槽；将本发明所述成型刀用于溅射靶材o型密封槽的开槽过程，控制成型刀的转速为和进给量，其能有效避免加工过程的产生的各种误差，从而有利于保持o型密封槽直径的一致性，提高开槽过程的效率。
7.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种溅射靶材密封槽的成型刀，所述成型刀包括圆柱形的刀杆，所述刀杆的端面上设置有凸起，所述凸起分布在以刀杆的中轴线为中线的圆环形区域上，相邻凸起之间设置有排屑槽。
9.溅射靶材密封槽目前采用立铣刀加工，每次加工都会存在刀具测量误差，机床对位误差，及每次测量存在的误差，而由于上述误差的存在使得所得溅射靶材易发生漏气漏
水等现象，进而易发生溅射过程中损坏溅射机台的现象；而采用本技术上述结构的成型刀，其位于所述刀杆的端面的凸起以刀杆的中轴线为中线呈圆环状分布，并在相邻凸起之间设置排屑槽，将其用于o型密封槽的开槽过程，能有效控制溅射靶材o型密封槽的直径一致性，避免加工过程误差的产生，且有利于提高开槽过程的加工效率。
10.本发明所述成型刀上的凸起以所述刀杆的中轴线为中线呈圆环状分布，将其以刀杆的中轴线为轴进行旋转时，所述凸起与所述溅射靶材接触可旋转形成o型密封槽，从而能避免各种误差，有效控制溅射靶材o型密封槽的直径一致性，同时，相邻凸起间设置排屑槽能将开槽过程产生的碎屑及时排出，进而保证加工效果，提高加工效率。
11.作为本发明一种优选的技术方案，所述凸起的个数为两个，所述凸起以所述刀杆的中轴线为中线呈回转对称分布。
12.此处两个凸起之间呈回转对称分布，在开槽过程中有利于进一步保证o型密封槽直径的一致性，提高开槽效率。
13.作为本发明一种优选的技术方案，所述凸起为两级阶梯型，所述凸起包括与所述刀杆的端面相连的第一级凸起及位于所述第一级凸起上的第二级凸起，所述第一级凸起和第二级凸起的截面形状均各自独立的为矩形，所述第二级凸起的径向厚度小于所述第一级凸起的径向厚度。
14.本发明所述凸起为两级阶梯型，所述第一级凸起和第二级凸起的截面形状均为矩形，且第二级凸起的径向厚度小于所述第一级凸起的径向厚度，采用上述结构的成型刀用于开槽过程，其更有利于控制o型环的直径的一致性，加工效率更高。
15.此处所述第一级凸起和第二级凸起的截面指的是通过所述刀杆的中轴线和径线的平面与所述凸起相交形成的截面。
16.本发明所述凸起的截面为矩形，所述第一级凸起和第二级凸起均包含外圆周面、内圆周面、上端面和沿圆周方向的两个侧面，其中所述第二级凸起位于所述第一级凸起的上端面上。
17.作为本发明一种优选的技术方案，所述第一级凸起的外圆周面与所述刀杆的外圆周面平齐。
18.此处控制第一级凸起的外圆周面与所述刀杆的外圆周面平齐，其有利于控制开槽的深度。
19.作为本发明一种优选的技术方案，所述第一级凸起的外圆周面与所述第二级凸起的外圆周面之间通过第一斜面过渡连接。
20.优选地，所述第一级凸起的内圆周面与所述第二级凸起的内圆周面之间通过第二斜面过渡连接。
21.优选地，所述第一斜面和第二斜面对应位置处的夹角为80～100
°
，例如可以是80
°
、82
°
、84
°
、86
°
、88
°
、90
°
、92
°
、94
°
、96
°
、98
°
或100
°
，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22.此处所述对应位置处指的是第一凸起和第二凸起的截面与所述第一斜面和第二斜面相交位置处的两处斜面的夹角。
23.作为本发明一种优选的技术方案，所述排屑槽位于所述刀杆的端部，所述排泄槽是由平面和曲面相交构成的槽体，所述平面与所述凸起的一侧侧面平齐。
24.本发明所述排屑槽位于相邻的凸起之间，用于将开槽过程产生的碎屑及时排出，进而在保证开槽过程o型密封槽直径一致性的同时，提高开槽的效率。
25.所述排屑槽位于所述刀杆的端部，其是由一个平面和一个曲面相交构成的槽体，所述平面与所述凸起的一侧侧面平齐，采用上述设计，其有利于开槽过程产生的碎屑及时排出，减少碎屑对开槽过程的干扰，进而改善加工效果。
26.优选地，作为本发明一种优选的技术方案，所述第一级凸起的高度为2～3mm，例如可以是2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm或3.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
27.优选地，所述第二级凸起的高度为1～2mm，例如可以是1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
28.此处所述第一级凸起和第二级凸起的高度指的是所述第一级凸起和第二级凸起沿刀杆的中轴线方向的厚度；本发明中能根据所述开槽的o型密封槽的深度要求调整第一级凸起和第二级凸起的高度。
29.作为本发明一种优选的技术方案，所述第一级凸起的内圆周的径长为8～10mm，例如可以是8.0mm、8.2mm、8.4mm、8.6mm、8.8mm、9.0mm、9.2mm、9.4mm、9.6mm、9.8mm或10mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
30.优选地，所述第一级凸起的外圆周的径长为10～20mm，例如可以是10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
31.优选地，所述第二级凸起的内圆周的径长为5～15mm，例如可以是5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm，所述第二级凸起的外圆周的径长为10～20mm，例如可以是10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
32.优选地，所述刀杆上远离凸起的一端设置有圆台形的刀尾。
33.第二方面，本发明提供了一种溅射靶材密封槽的开槽方法，所述开槽方法采用如第一方面所述的成型刀。
34.优选地，所述溅射靶材密封槽为o型密封槽。
35.优选地，所述开槽方法采用的成型刀的转速为3000～4000rpm，例如可以是3000rpm、3100rpm、3200rpm、3300rpm、3400rpm、3500rpm、3600rpm、3700rpm、3800rpm、3900rpm或4000rpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
36.优选地，成型刀的进给量为10～20mm，例如可以是10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
37.本发明所述开槽方法采用第一方面所述成型刀，开槽过程中控制成型刀的转速和进给参数在上述范围内，其有利于提高溅射靶材o型密封槽的加工精度，使得加工过程的碎屑及时排出，保证溅射靶材o型密封槽直径的一致性，同时具有高的加工效率。
38.作为本发明一种优选的技术方案，所述开槽方法采用的冷却方式为酒精喷射冷
却。
39.采用本发明所述成型刀具并结合上述加工参数，采用酒精喷射冷却能明显改善o型密封槽的加工精度，保证o型密封槽直径的一致性。
40.利用本发明所述成型刀进行溅射靶材o型密封槽开槽过程的原理如下：开槽过程中，所述成型刀以所述刀杆的中轴线为轴转动，带动所述刀杆的端面的凸起作回转运动，将其与溅射靶材相接触，加工得到所述o型密封槽；采用本发明所述成型刀进行o型密封槽的加工，避免了o型密封槽直径不一致的问题，提高溅射靶材使用过程的安全性。
41.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
42.(1)本发明所述成型刀包括圆柱形的刀杆，所述圆柱形刀杆的端面上设置以所述刀杆的中轴线为中线的呈圆环状分布的凸起，且相邻凸起之间设置有排屑槽，将所述成型刀用于溅射靶材o型密封槽的加工，能有效避免加工过程产生的各种测量误差，所得o型密封槽的直径一致性好，且在相邻凸起的间隙设置排屑槽，将开槽产生的碎屑及时排除，进而有利于改善加工效果，提高加工效率；
43.(2)本发明所述成型刀用于加工o型密封槽，并控制开槽过程的成型刀的转速和进给量，其具有较高的开槽效率和精度，且所得溅射靶材用于溅射过程中不易出现漏气和漏水现象，不会损坏溅射机台。
附图说明
44.图1是本发明一个具体实施方式提供的成型刀的剖面图；
45.图2是本发明一个具体实施方式提供的成型刀的光学图片；
46.其中，1-刀杆；2-凸起；20-第一级凸起；21-第二级凸起；3-排屑槽；4-刀尾。
具体实施方式
47.需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
48.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
50.在一个具体实施方式中，本发明提供了一种溅射靶材密封槽的成型刀，所述成型刀如图1和图2所示，包括圆柱形的刀杆1，所述刀杆1的端面上设置有凸起2，所述凸起2分布
在以刀杆1的中轴线为中线的圆环形区域上，相邻凸起2之间设置有排屑槽3。
51.溅射靶材密封槽目前采用立铣刀加工，每次加工都会存在刀具测量误差，机床对位误差，及每次测量存在的误差，而由于上述误差的存在使得所得溅射靶材易发生漏气漏水等现象，进而易发生溅射过程中损坏溅射机台的现象；而采用本技术上述结构的成型刀，其位于所述刀杆1的端面的凸起2以刀杆1的中轴线为中线呈圆环状分布，并在相邻凸起2之间设置排屑槽3，将其用于o型密封槽的开槽过程，能有效控制溅射靶材o型密封槽的直径一致性，避免加工过程误差的产生，且有利于提高开槽过程的加工效率。
52.本发明所述成型刀上的凸起2以所述刀杆1的中轴线为中线呈圆环状分布，将其以刀杆1的中轴线为轴进行旋转时，所述凸起2与所述溅射靶材接触可旋转形成o型密封槽，从而能避免各种误差，有效控制溅射靶材o型密封槽的直径一致性，同时，相邻凸起2间设置排屑槽3能将开槽过程产生的碎屑及时排出，进而保证加工效果，提高加工效率。
53.进一步地，所述凸起2的个数为两个，所述凸起2以所述刀杆1的中轴线为中线呈回转对称分布。
54.此处两个凸起2之间呈回转对称分布，在开槽过程中有利于进一步保证o型密封槽直径的一致性，提高开槽效率。
55.进一步地，所述凸起2为两级阶梯型，所述凸起2包括与所述刀杆1的端面相连的第一级凸起20及位于所述第一级凸起20上的第二级凸起21，所述第一级凸起20和第二级凸起21的截面形状均各自独立的为矩形，所述第二级凸起21的径向厚度小于所述第一级凸起20的径向厚度。
56.本发明所述凸起2为两级阶梯型，所述第一级凸起20和第二级凸起21的截面形状均为矩形，且第二级凸起21的径向厚度小于所述第一级凸起20的径向厚度，采用上述结构的成型刀用于开槽过程，其更有利于控制o型环的直径的一致性，加工效率更高。
57.此处所述第一级凸起20和第二级凸起21的截面指的是通过所述刀杆1的中轴线和径线的平面与所述凸起2相交形成的截面。
58.本发明所述凸起2的截面为矩形，所述第一级凸起20和第二级凸起21均包含外圆周面、内圆周面、上端面和沿圆周方向的两个侧面，其中所述第二级凸起21位于所述第一级凸起20的上端面上。
59.进一步地，所述第一级凸起20的外圆周面与所述刀杆1的外圆周面平齐。
60.此处控制第一级凸起20的外圆周面与所述刀杆1的外圆周面平齐，其有利于控制开槽的深度。
61.进一步地，所述第一级凸起20的外圆周面与所述第二级凸起21的外圆周面之间通过第一斜面过渡连接。
62.进一步地，所述第一级凸起20的内圆周面与所述第二级凸起21的内圆周面之间通过第二斜面过渡连接。
63.进一步地，所述第一斜面和第二斜面对应位置处的夹角为80～100
°
。
64.此处所述对应位置处指的是第一凸起2和第二凸起2的截面与所述第一斜面和第二斜面相交位置处的两处斜面的夹角。
65.进一步地，所述排屑槽3位于所述刀杆1的端部，所述排泄槽是由平面和曲面相交构成的槽体，所述平面与所述凸起2的一侧侧面平齐。
66.本发明所述排屑槽3位于相邻的凸起2之间，用于将开槽过程产生的碎屑及时排出，进而在保证开槽过程o型密封槽直径一致性的同时，提高开槽的效率。
67.所述排屑槽3位于所述刀杆1的端部，其是由一个平面和一个曲面相交构成的槽体，所述平面与所述凸起2的一侧侧面平齐，采用上述设计，其有利于开槽过程产生的碎屑及时排出，减少碎屑对开槽过程的干扰，进而改善加工效果。
68.进一步地，所述第一级凸起20的高度为2～3mm。
69.此处所述第一级凸起20和第二级凸起21的高度指的是所述第一级凸起20和第二级凸起21沿刀杆1的中轴线方向的厚度；本发明中能根据所述开槽的o型密封槽的深度要求调整第一级凸起20和第二级凸起21的高度。
70.进一步地，所述第一级凸起20的内圆周的径长为8～10mm，所述第一级凸起20的外圆周的径长为10～20mm。
71.进一步地，所述第二级凸起21的内圆周的径长为5～15mm，所述第二级凸起21的外圆周的径长为10～20mm。
72.进一步地，所述刀杆1上远离凸起2的一端设置有圆台形的刀尾4。
73.在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种溅射靶材密封槽的开槽方法，所述开槽方法采用上述的成型刀。
74.进一步地，所述溅射靶材密封槽为o型密封槽。
75.进一步地，所述开槽方法采用的成型刀的转速为3000～4000rpm。
76.进一步地，成型刀的进给量为10～20mm。
77.本发明所述开槽方法采用第一方面所述成型刀，开槽过程中控制成型刀的转速和进给参数在上述范围内，其有利于提高溅射靶材o型密封槽的加工精度，使得加工过程的碎屑及时排出，保证溅射靶材o型密封槽直径的一致性，同时具有高的加工效率。
78.进一步地，所述开槽方法采用的冷却方式为酒精喷射冷却。
79.采用本发明所述成型刀具并结合上述加工参数，采用酒精喷射冷却能明显改善o型密封槽的加工精度，保证o型密封槽直径的一致性。
80.利用本发明所述成型刀进行溅射靶材o型密封槽开槽过程的原理如下：开槽过程中，所述成型刀以所述刀杆1的中轴线为轴转动，带动所述刀杆1的端面的凸起2作回转运动，将其与溅射靶材相接触，加工得到所述o型密封槽；采用本发明所述成型刀进行o型密封槽的加工，避免了o型密封槽直径不一致的问题，提高溅射靶材使用过程的安全性。
81.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。