Устройство для шлифования и полирования деталей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических республик

«ii971637 (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22)Заявлено 29.04.81 (21) 3281307/25-08 с присоединением заявки,% (23) П риоритет

Опубликовано 07.11.82. Ьктллетень № 41

Дата опубликования описания 09.11.82 (5! }М. Кл.

В 24 В 37/04

Гооудерстесииый комитет

СССР ио делам иэобретеиий и открытий (53} УДК621.923.

° 5 (088. 8) И.В, Кириченко, В.К. Кучеров, В.Т. Комиссаров, В.А. Ткач и 10.И. Борзаков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение 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 10 корпусе, и выполненным в виде двух шарнирно закрепленных на корпусе одними концами рычагов, другие концы которых соединены соответственно с грузом и через вертикальную штангу - с верхним диском. Рычаги кинематически связаны между собой посредством пово" ротной относительно горизонтальной оси планки и опоры с тремя роликами, установленнои с возможностью возвратv 20 но-поступательного движения вдоль планки на ходовом винте, соединенном с приводом 1.1 j.

С.лцественным недостатком известного устройства является высокая напряженность узлов от действия поперечных

"паразитных" моментов, появлякхцихся 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 приводит 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 производительности

971637 4 труда при работе, например, с быстросьемными дисками, так называемыми опра вками .

Целью изобретения является упрощение конструкции, 5

Поставленная цель достигается тем, что 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 кинематическая связь рычагов выполнена в виде подвижной планки с направляющей и двумя роликами, шарнирно установленными с возмо><ностьк> взаимодей- % ствия с направляющими BTopol рычага и корпуса.

На чертеже схематично изображено устройство дпя обработки плоских по26 верх><остей деталей.

Устройство содержит верхний диск > и нижний диск 2 (полировальнь>е или шлифовальные). Нижний диск 2 установлен в станине 3 с возможностью вращения. Верхний диск 1 взаимодействует с механизмом нагрузки и разгрузки, помещенным в корпусе 4. Этот механизм вклю.>ает первый рь>чаг 5, установленнь>й с аозмо><ностью поворота вокруг оси 6 и имеющий нелобообразный ролик 7 на оси вращения 8, планку 9 с двумя роликами 10 и 11, шарнирно закрепленными на ней и отделенными друг от друга по д»>лне и высоте планки. На планке 9 выполнена направляющая 12, сечение которой соответствует форме желоба ролика

Второй рычаг 13 установлен на оси 14, На нем также выполнены 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 высокопрочного материала.

Выполнение роликов 7, 10 и 11 с полукруглыми или трапецеидальными канавками, соответствующими по форме канавкам направляющих 12, 15 и 18 позволяет исключить переходы и выпадание планки 9, свести действие всех сил в одну плоскость, повысить надежность работы устройства.

Первый рычаг 5 через ропик 7 опирается на планку 9, которая через ролики 10 и 11 и направляющие 15 и 18 взаимодействует с корпусом 4 и рычагом 13 соответственно. Направляющая 18 закреплена на корпусе <> на поверхности, параллельной планке 9 и рычагу 13. Планка 9 установлена с возможностbo возвратно-поступательного 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 !7 и установлен на оси 22, закрепленной в штанге 17. Кулачок 21.снабжен рычагом 23.

В штанге 17 выполнена упорная площадка 24 так, чтобы. часть ее перекрывала осевую линию штанги 17. Ниу<няя часть штанги 17 снабжена шарнирной опорой 25 для крепления диска 1. В харпусе 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 приво да (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, поворачивают так, чтобы 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 нагру>кение по одному из вариантов.

Плавная нагрузка "от нуля до максимума".

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 9716 ной верхней частью кулачка 21 и устанавливается на него, приподнимаясь над упором 26. Планка 9, находившаяся в крайнем левом полонении, плавно с помощью привода t на чертеже не пока- Э зан) или вручную перемещается вправо за ось вращения 14 рычага 13 в положение; определяемое требующейся на !грузкой на диск 1. При этом усилие

Пружины 20, предварительно заданное динамометром 19, передается через рычаг 5, ролик 7, планку 9, ролик 11 и рычаг 13 на кулачок 21, штангу 17, диск 1 и обрабатываемые детали 28.

Нагрузка на диск 1 рассчитывается, исходя из площади обрабатываемых деталей и допустимого удельного (на единицу площади) давления обработки учитывающего механические характеристики процесса, особенности обрабаты- 20 ваемого материала и технические требования к готовой детали. При счперФинишной полировке кремниевых пластин удельное давление обычно составляет 40-60 г/см, а при Финишной полировке 200-400 г/см ; Из соотношений плеч рычагов 5, 13 и плеч планки 9, определяем,лх положением роликов 7, 10 и 11, рассчитывается усилие динамометра 19. Длины рычагов ЗО можно выбрать такими, что усилие пру. жины динамометра не будет превышать

1 кг.

При нагружении "от нуля до максимума" возможно плавное увеличение на- Зэ грузки динамометра при неизменном положении планки 9.

Скачкообразное нагружение.

Планка 9 устанавливается в заданное расчетное положение, а на динамо- 4в метре 19 устанавливают требующееся усилие. Нагружвние осуществляется вводом с помощью рычага 23 кулачка 21 в прорезь штанги 17 так, чтобы основание кулачка устанавливалось на упор; ной площадке 24, а вершина " на упор1ной площадке 16 рычага 13. Этот ва,риант нагрузки применим, например, в

:случае работы с быстросьемными дисками 1 (оправками ) при малых нагрузках (до 40-60 кг) при суперфинишной полировке кремниевых пластин. После об.работки деталей в течение заданного времени и остановки привода вращения

37 6 нижнего диска 2 производят разгрузку в обратной последовательности, снятие диска 1, отмывку и откпеивание обработанных деталей.

Предложенное устройство нагруже— ния и разгружения позволяет исключить поперечные "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 разгружения и повышения удельного давления полирования в действующих станках односторонней полировки кремниевых пластин, что позволяет повысить скорость полирования в 1,5-2 раза и соответственно производительность труда.

Формула изобретения

Устройство для шлифования и полирования деталей между двумя дисками, верхний иэ которых связан с механизмом.нагружения и разгрузки, расположенным в корпусе и выполненным в виде 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 снаб><ено кулачком, закрепленным в прорези штанги с возможностью взаимодействия с ее выступом и вторым рычагом, имеюцим направляющую поверхность и упорную площадку, а кинематическая связь рычагов выполнена в виде подвижной планки с направляющей и двумя

;роликами, шарнирно установленными с воэможностью взаимодействия с напрев. ляющими второго рычага и корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 806381, кл. В 24 В 37/04, 1979.

97 637

Составитель А. Козлова

Редактор Н. Коляда Техрел А. Ач Корректор И. Буряк

Заказ 8823/26 Тираж 886 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

31 035д Москва Ж-Я Раушская наб. g. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,