Устройство для шлифования и полирования деталей

О П И С А Н И Е и)971637И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У Союз СоветскихСоциапистическихреспублик(51)М. Кл. В 24 В 37/04 Гооударстесииый комитет СССР ио делам иэобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙИзобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано, например, в электронной промышленности для Финишного шлиФования и полирования полупроводниковых пластин. Известно устройство для обработки .деталей, содержащее два диска, верхний из которых связан с механизмом нагружения и разгрузки, размещенным в то корпусе, и выполненным в виде двух шарнирно закрепленных на корпусе одними концами рычагов, другие концы которых соединены соответственно с гру" зом и через вертикальную штангу - с верхним диском. Рычаги кинематически связаны между собои посредством пово" ротной относительно горизонтальной оси планки и опоры с тремя роликами, установленнои с возможностью возвраты 20 но-поступательного движения вдоль планки на ходовом винте, соединенном с при. водом 1 . Существенным недостатком известного устройства является высокая напряженность узлов от действия поперечных "паразитных" моментов, появляющихся при наклоне планки и по мере удаления подвижной опоры от оси поворота нижнего рычага, Опускание или поднятие нижнего рычага,. например, в момент подъема верхнего диска, не дает положительного результата. Все это при" водит к неустойчивой работе устройства, увеличению жесткости подвижной опоры, планки, осей вращения. Другим недостатком известного устройства является его сложность и зна" чительная металлоемкость, что требует специального привода для подъема и опускания устройства при окончании и перед обработкой деталей. Такое устройство трудно применить в уже действующих станках облегченного типа. Кро ме того, из-за большой инерционности имеет место потеря производительноститр,уда при работе, например, с быстросьемными дисками, так называемымиопра вка)ли) .Целью изобретения является упрощение конструкции, 5Поставленная цель достигается тем, цто устройство снабжено кулачком, закрепленным в прорези штанги с возможностью взаимодействия с ее выступом и вторым рычагом, имеющим направ- )О ляющую поверхность и упорную площадку, а кинематицеская связь рычагов выполнена в виде подвижной планки с направляющей и двумя роликами, шарнирно установленными с возмо)ностьк) взаимодей-% ствия с направляющими второго рычага и корпуса.На чертеже схематично изображено устройство дпя обработки плоских по 26 верхностей деталей.Устройство содержит верхний диск ) и нижний диск 2 ), полировальнь)е или шлцфовальные). Нижний диск 2 установлен в станине 3 с возможностью враще-ния. Верхний диск 1 взаимодействует с механизмом нагрузки и разгрузки, помещенным в корпусе , Этот механизм вклюцает первый рычаг 5, установленный с возможностью поворота вокруг оси 6 и имеющий нелобообразный ролик 7 на оси вращения 8, планку 9 с двумя роликами )0 и 11, шарнирно закрепленными на ней и отделенными друг от друга по дл)лне и вь)соте планки. На планке 9 выполнена направляющая 12, сечение которой соответствует форме желоба ролика 7,Второй рычаг 13 установлен на оси 14, На нем также вь)полнены направляющая поверхность 15 и упорная площадка 16, введенная в прорезь вертикальной штанги 17. Центр упорной площадки 16 совпадает с осевой линией штанги 17, Площадка может быть выполнена заодно с рычагом 13 или в виде съемной бобышки из высокопроцного материала.Выполнение роликов 7, 10 и 11 с полукруглыми или трапецеидэльными канавками, соответствующими по форме во канавкам направляющих 12, 15 и 18 позволяет исключить переходы и выпадание планки 9, свести действие всех сил в одну плоскость, повысить надежность работы устройства.БПервый рычаг 5 через ропик 1 опирается на планку 9, которая через ро" лики 10 и 11 и направляющие 15 и 18 взаимодействует с корпусоми рычагом 13 соответственно. Направляющая 18 закреплена на корпусе 4 на поверхности, параллельной планке 9 и рычагу 13, Планка 9 установлена с возможно ст ье воз ар атно- по ступ ат ел ьного перемещения вдоль рычагов 13, 5 и направляющей 18,Для фиксирования нагрузки на верхний рычаг 5, в устройстве предусмотрен динаиометр 19 с тарированной пружиной 20, Эксцентриковый кулачок 21 введей в прорезь вертикальной штанги 17 и установлен на оси 22, закрепленной в штанге 17. Кулачок 21 снабжен рычагом 23.В штанге 17 выполнена упорная площадка 24 так, цтобы часть ее перекрывала осевуе линие штанги 17. Нижняя часть штанги 17 снабжена шарнирной опорой 25 для крепления диска 1. В корпусе 4 установлен упор 26, выполненный, например, в виде винта с контргайкой.Механизм нагрузки и разгрузки уста- )овлен на колонне 27 с возможностью вертикального возвратно-поступатель-ного перемещения и поворота в горизонтальной плоскости посредством привода (не показан на чертеже) или вручную. Устройство для обработки деталей работает следующим образом.На диск 1 наклеивают обрабатываемые детали 28, например, кремниевые пластины. На нижнем диске 2 закрепляют обручами полировальную ткань, например замшу, и смачивают ее полировальной суспензией, Укладывают верхний диск 1 на нижний обрабатываемыми деталями вниз. Иеханизм нагружения, предварительно отведенный в сторону, поворачивает так, цтобы шарнирная опора 25 вертикальной штанги 17 была ,расположена над углублением в верхнем диске 1. Поворотом рычага 29 шарнирная опора 25 вводится в углубление верхнего диска 1 до упора и производится нагружение по одному из вариантов.Плавная нагрузка "от нуля до макси" мума".Кулачок 21, предварительно выведенный из прорези штанги 17 вводится в прорезь рычагом 23 так, чтобы он устанавливался на упорную площадку 24, При введении эксцентрикового кулачка 21, упорная площадка 16 второго рычага взаимодействует с закруглен5 9716ной верхней частью кулачка 21 и устанавливается на него, приподнимаясьнад упором 26. Планка 9, находившаясяв крайнем левом полонении, плавно спомощью приводана чертеже не показан) или вручную перемещается вправоза ось вращения 11 рычага 13 в положение; определяемое требующейся на 1 грузкой на диск 1. При этом усилиеПружины 20, предварительно заданноединамометром 19, передается черезрычаг 5, ролик 7, планку 9, ролик 11и рычаг 13 на кулачок 21, штангу 17,диск 1 и обрабатываемые детали 28.Нагрузка на диск 1 рассчитывается, 1 эисходя из площади обрабатываемых деталей и допустимого удельного 1 наединицу площади) давления обработкиучитывающего механические характеристики процесса, особенности обрабатываемого материала и технические требования к готовой детали, При счпер"Финишной полировке кремниевых пластин удельное давление обычно составляет 40-60 г/см , а при Финишной полировке 200-100 г/см; Из соотношений плец рычагов 5, 13 и плеч планки 9, определяем,лх положением роликов 7, 10 и 11, рассчитывается усилие динамометра 19. Длины рычагов 39можно выбрать такими, цто усилие пружины динамометра не будет превышать1 кг,При нагружении "от нуля до максимума" возможно плавное увеличение на ЗЭгрузки динамометра при неизменном положении планки 9,Скачкообразное нагружение.Планка 9 устанавливается в заданное расчетное положение, а на динамо- Эметре 19 устанавливают требующеесяусилие, Нагружвние осуществляетсявводом с помощью рычага 23 кулацка 21в прорезь штанги 17 так, чтобы основание кулачка устанавливалось на упор.Эной площадке 24, а вершина " на упор 1 ной площадке 16 рычага 13. Этот ва,риант нагрузки применим, например, и,случае работы с быстросьемными дисками 1 (оправками ) при малых нагрузкахдо 60-60 кг) при суперфинишной поли"ровке кремниевых пластин. После об.работки деталей в течение заданноговремени и остановки привода вращения 37 бнижнего диска 2 производят разгрузкув обратной последовательности, снятие диска 1, отмывку и откпеиваниеобработанных деталей.Предложенное устройство нагруже -ния и разгружения позволяет исключитьпоперецные "паразитные" моменты сил,упростить конструкцию, снизить металлоемкость и повысить скорость управле,ния процессом нагружения и разгружения по сравнению с известными. Это позволяет широко использовать его в качестве отдельного узла нагружения для,механизации нагружения и разгруженияи повышения удельного давления полирования в действующих станках односторонней полировки кремниевых пластин, что позволяет повысить скоростьполирования в 1,5-2 раза и соответственно производительность труда,Формула изобретенияУстройство для шлифования и полирования деталей между двумя дисками, верхний иэ которых связан с механиз" мом нагружения и разгрузки, расположенным в корпусе и выполненным в види двух шарнирно закрепленных на корпусе и кинематически связанных межДу собой рычагов, первый из которых, имеющий ролик, связан с прижимным элементом, а второй через вертикальную штангу - с верхним диском, о т л и " ч а ю щ е е с я .тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено кулачком, закрепленным в прорези штанги с возможностью взаимодействия с ее выступом и вторым рычагом, имеющим направляющую поверхность и упорную площадку, а кинематическая связь рычагов выполнена в виде подвиж" ной планки с направляющей и двумя ;роликами, шарнирно установленными с воэможностью взаимодействия с наврав ляющими второго рычага и корпуса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 806381, кл. В 21 В 37/0, 1979.Корректо Подписно СР митета С открытий ая наб. ого ко ени Ц/5, Раушс Ужгор и Состави Уоляпа Техоел Аъгю ь ъг/26 Тираж Б ВНИИПИ Государстве по делам изобре 11035 д Москва, Ж-Я л ал ППП "Патент", г