Устройство для шлифования и полирования деталей

Сееоз СоаетскикСоцыалнстмчесннкРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 01.09.80(2 ) 2977160/25-08с присоединением заявки РЙ(5 )М. Кл. В 24 В 37/04 Гоаударотееакый котеитет СССР е двлам взооретений к открытий(53) УДК 621 923. .74 (088.8) Дата опубликования описания 09.06,82(54) УСТРОЙСТВО ЛИФОВА НИАЛЕЙ ИРОВА НИ нта вдоль план я в сечениитреугольник ивает точечИзобретение относится к области абра зивной обработки и может быть использовано для шлифования и полирования деталей свободным абразивом при нагру- жающем давлении, в частности, .в электронной промышленностиИзвестно устройство для шлифования и полирования деталей, содержащее два. диска, между которыми размещают обрабатываемые детали, при этом верхний диск соединен с размещенным в корпусет механизмом нагружения и разгрузки, имеющим привод возвратно-поступательного движения, Механизм нагружения и разгрузки выполнен в виде верхнего рычага, одним концом шарнирно закрепленного в корпусе, а другим - соединенного с грузом, и нижнего рычага, закрепленного на поворотной оси, установленной в корпусе, и соединенного однимМ концом с верхним диском посредством вертикальной штанги и серьги. Оба рычага кинематически связаны между собой посредством планки и перемешающей ся с помощью ходового вики роликовой опоры, котораобразует равнобедренныйвершиной вниз, что обеспечный контактОднако в этом устройстве имеют место большие перемещения нижнего рычага механизма нагружения и разгрузки ,(практическн более 20 мм), которые приводят к значительному наклону планки, связывающей оба рычага, и, следовательно, к отклонению точечного контакта в сторону и появлению параэитного момента действия сил в плоскости, перпендикулярной осевой линии рычага. Это явление, как показала драк тика, обуславливает снижение точности нагружения, непропорциональности величин перемещения и нагрузки и устойчивости работы механизма нагружения. К потери точности нат 1 ружения приводит вынос осей врашения промежуточной тланки в сторону от линии действия сил гак как в устройстве при любом подоже5 10 15 держит два рычага, нижний 8 иэ которых 20 25 30 35 45 50 55 3 933нии .подвижной роликовой опоры действуетвозникающий при этом изгибающий момент.Поэтому в случае применения мягкихтканевых покрытий (например, при полировке) указанный изгибающий моментприводит к дополнительному опусканиюрычага и повороту планки 113.Недостатком известного устройстваявляется также сложность установкиминимальной нагрузки, близкой к нулю,так как остановить привод механизманагружения в момент касания верхнегодиска поверхностей обрабатываемых деталей крайне затруднительно,Кроме того, из-за ухода нижнего рычага вниз, при подъеме всего механизма нагружения вверх, подвижную опорунеобходимо каждый раз перемешать заось вращения рычага, что исключает работу при постоянной нагрузке, При опускании верхнего диска нагружение необходимо осуществлять каждый раэ от нулядо заданного значения. В то же времяпрактически, например при суперфинишнойобработке, когда нагрузка мала, производительнее работать при одной и тойже предварительно настроенной нагрузке,Целью изобретения является повышение качества обработки за счет обеспечения дополнительных степеней свободыллашсц и расширения диапазона нагружени,Для этого в предложенном устройстве рычаг верхнего диска установлен с возможностью взаимодействия с введенными в устройство регулируемым по высоте упором и жестко закрепленным на корпусе измерительным преобразователем, связанным с приводами опоры и механизма нагружения и разгрузки.В таком выполнении устройство обеспечивает расположение планки в одной плоскости с нижним и верхним рычагами; ограничение перемещения рычагов до минимума эа счет наличия упора, воспринимаюшего вес верхнего диска и соединительных элементов конструкции.гво время подъема диска и всего механизма нагружения; а также образование размерного зазора между нижним рычагом и корпусом и контроль его величины во время тарировки и настройки механизма нагружеиия на заданную величину благодаря учету веса всех соединительных элементов и веса верхнего круга, что обеспечивает получение как нулевой, так и любой рабочей нагрузки. О 4На чертеже изображено устройство для шлифования и полирования деталей.Предложенное устройство содержит вращающиеся нижний диск 1, смонтированный на станине 2, и верхний диск 3, взаимодействующий через посредство штанги 4 с механизмом нагружения и разгрузки, помещенном в корпусе 5, Корпус 5 жестко закреплен на колонне 6, установленной с возможностью возвратно- поступательного движения относнтельно станины 2 с помощью привода 7 (электромеханического, пневматического и др. ).Механизм нагружения и разгрузки созакреплен на поворотной оси 9 в корпусе 5, а верхний рычаг 10 одним концом закреплен на поворотной оси 11, другим - взаимодействует с постоянным грузом 2. Груз 12 установлен внутри колонны 6 с возможностью свободного перемещения, Рычаги 8 и 10 кинематически связаны между собой посредством подвижной в вертикальной плоскости планки 13 и подвижной опоры 14, имеющей точечный или линейный контакт с рычагом 8, и выполненной, например, в виде трех роликов, которые образуют равнобедренный треугольник вершиной вниз. Опора 14 снабжена приводом линейного перемещения, выполненным, например, в виде ходового винта. Рычаг 8, имеющий два плеча (длинное и короткое), взаимодействует длинным плечом с регулируемым по высоте упором 15. Кроме того, это плечо рычага 8 снабжено контактной площадкой 16, взаимодействующей при ее перемещении вверх с измерительным преобразователем 17, жестко закрепленным на корпусе 5 и связанным с приводом 7 возвратно-поступательного цвижения колонны 6 (т,е. механизма подь 1 ема и опускания верхнего диска 3).Планка 13 установлена в корпусе 5 с помощью двух идентичных колонок 18, жестко закрепленных на противоположных концах йлаики 13, расположенных по линии симметрии и свободно закрепленных с помощью направляющих (на черте)же условно не доказаны) и выполненных в корпусе 5 отверстиях 19, Это обеспечивает параллельность рабочей поверхности планки 13 относительно рабочей поверхности рычага 8 при любых его перемещениях вверх-вниз. Тот же эффект может быть достигнут, при других вариантах конструктивного исполнения планки 13, например путем завязывания планки 13 с рычагом 8 в поворотный параллело5 933 граммразмещением планки 13 на плоских пружинах и др.Работает устройство сдедуюшим образом.С помощью привода 7 верхний диск 3 поднимается вверх и устанавливается так, чтобы он гарантированно не касался деталей нижнего диска, Рычаг 8 устанавливается на упор 15 так, чтобы рабочие поверхности рычага 8 и планки 13 были 1 О взаимно параллельны, Установку рычага 8 производят перемещением упора 15 с помощью микровинтов 20. Контроль параллельности укаэанных плоскостейосуществляется регистрацией взаимных 1 З перемещений при передвижении опоры 14 из крайнего левого в крайнее правое положение и обратно, например дополнительным индикатором (не показан). Затем подвижная опора 14 перемещается 20 на правое плечо рычага 8 за ось врашения 9 и положение отрыва (точнее, начала отрыва) рычага 8 от упора 15, что с требующейся точностью регистрируется преобразователем 17. Это поло жение соответствует нулевой нагрузке и является началом о счета рабочей нагрузки которое регистрируется на линейке, закрепленной на корпусе 5 (усдовно не показана). 30 Положение подвижной опоры 14 для обеспечения необходимой (заданной технологическим процессом обработки) нагрузки ощзеделяется по предварительно полученной тарировочной кривой, т,е.величина нагружеиия находится в функциональной зависимости от длины пдеча 0 (расстояния между осью 9 и нижним роликом подвижнойопоры 14). После достижения требуемой нагрузки и включения привода вращения верхнего и нижнего дисков 1 и 3 (привод врашения Усилие, создаваемое постоянным грузом 12 и рычагом 10 (с роликом), пере-. дается через посредство подвижной; планки 13, установленной предварительно с помощью колонок 18 параллельно рабочей поверхности рьнага 8. Усилие, создаваемое роликовой опорой 14, определяется соотношением плеч рычага 8 и величиной постоянного груза 12 и выбирается из условия получения максимального значения требующейся нагрузки, В "нулевом" положении подвижной опоры 14 относительно рычага 8 получаемая нагрузка используется для уравновешивания верхнего диска 3, штанги 4 и одного из плеч рычага 8. Уравновешиванке регистрируется индикаторным устройством измерительно преобразователя 17 по фиксированию момента начала подьема контактной площадки (большого плеча) рычага 8 вверх. Например, при использовании индикатора часового типа ИМГс ценой деления 0,001 мм, додьем "контактной плошадки на 1-5 мкм ужечетко регистрируется визуально. При этом привод 7 возвратно-поступательного движения колонки 6 принимает команду на остановк. перемещения верхнего 410 6 диска 3 в виде сигнала, подаваемого с измерительного преобразователя 17.Обрабатываемые детали 21, например кремниевые пластины, загружаются в гнездах кассет 22 планетарного механизма, размещенных на нижнем притцчном диске 1. Верхний притирочный диск 3, который в некоторых конкрет ных случаях можно рассматривать как инструмент, в момент загрузки деталей 21 находится на удобном для осуществления данной операции расстоянии от нижнего диска 1. После загрузки деталей 2 1 верхний диск 3 опускается с помощью привода 7 до касания их с поверхностью диска 3. В момент касания рычаг 8 поднимается вверх, что регистр рируется измерительным преобразователем 17. При этом за счет наличия связи преобразователя 17 с приводом 7 последний принимает команду для прекрашения движения верхнего диска 3, а следовательно, и всего привода 7 подъема и опускания. В результате верхний диск 3 может быть остановлен при отсутствии какой-пибо нагрузки со стороны верхнего диска 3 к привода 7 подъема и опускания.После установки верхнего диска 3 в касательное положение относительно обрабатываемых деталей 21 производитсяего нагружение до заданного значения и с заданной скоростью путем перемешь. ния подвижной опоры 14 влево по рычагу 8 с помощью привода 23. В моментнахождения подвижной опоры 14 надосью 9 все усилие, создаваемое грузом12, воспринимается осью 9, а на сбрабатываемые детали 21 действует тольковес верхнего диска 3, штанги 4 и часть веса рычага 8. При перемещении подвижной опоры 14 влево от оси 9 на детали21 воздействует дополнительная нагрузка,составляющая определенную часть наибольшей величины нагрузки, создаваемой грузом 12, и пропорциональная длине плеча 1 .410 5 формула изобретения 7 933 условно не показан) опора 14 автоматически или вручную перемещается вдоль планки 13 и рычага 8 на величину, соответствующую величине припуска, что определяется, например, с помощью индикаторного устройства 24, закрепленного на корпусе 5. После окончания рабочего процесса, что регистрируется индикаторным устройством 24, снимают нагрузку, останавливают диски 1 и 3 и с помощью привода 7 поднимают верхний диск 3. После этого выгружают обработанные детали 2 1, и цикл обработки очередной партии деталей повторяется.Предложенное устройство обеспечивает возможность обработки изделий в режиме постоянной нагрузки при любом ее значении с заданной точностью, а также в режиме нагружения от нуля до максимума. При этом исключается воз- щ никновение дополнительных изгибающих моментов и механизме нагруженияИспользование предложенного устройства позволяет обрабатывать детали по сложному циклу нагружения с выхажи 8ванием, что повышает качество обрабатываемых поверхностей и резко сокращает брак по расколу. Устройство для шлифования и полирования деталей по авт.св, М 806381,о т л и ч а ю щ е е с я тем что, сцелью повышения качества обработки засчет обеспечения дополнительных степеней свободы планки и расширения диапазона нагружения, оно снабжено установленными в корпусе с возможностью взамодействия с рычагом верхнего дискаупором, регулируемым цо высоте, и измерительным преобразователем, связанным с приводами опоры и механизма нагружения и разгрузки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРцо заявке Мс 2719782/08,кл. В 24 В 37/04, 1979,