Устройство для двусторонней обработки деталей

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУСТОРОННЕЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ, содержащее соосно установленные верхний и нижний притирочные диски, между которыми размещены сепараторы с отверстиями для обрабатываемых деталей, находящиеся в зацеплении с внутренним подвижным и внешним неподвижным цевочными колесами планетарного механизм а, и средства захвата сепараторов, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки , внешнее цевочное колесо выполнено , по крайней мере, из двух шарнирно соединенных частей, одна из которых установлена с возможностью поворота в плоскости , параллельной рабочим поверхностям дисков, при этом средства захвата сепараторов расположены на подвижной части, длина которой выбрана из условия: Е t п где D диаметр наружного цевочного колеса; п - число сепараторов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения механического повреждения кромок обработанных деталей при выгрузке, средства захвата i сепараторов расположены между осью шарнира и серединой подвижного участ (П ка колеса. 1C 4i ГС 4 4

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1024244,. A зсю В 24 В 37/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3441513/25-08 (22) 12.03.82 (46) 23.06.83. Бюл. № 23 (72) И. В. Кириченко, В. К. Кучеров и и В. А. Маковкин (53) 621.933.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2953583/25-08, кл. В 24 В 37/04, 1980 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУСТОРОННЕЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ, содержащее соосно установленные верхний и нижний притирочные диски, между которыми размещены сепараторы с отверстиями для обрабатываемых деталей, находящиеся в зацеплении с внутренним подвижным и внешним неподвижным цевочными колесами планетарного механизма, и средства захвата сепараторов, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки, внешнее цевочное колесо выполнено, по крайней мере, из двух шарнирно соединенных частей, одна из которых установлена с возможностью поворота в плоскости, параллельной рабочим поверхностям дисков, при этом средства захвата сепараторов расположены на подвижной части, длина которой выбрана из условия: р где D — диаметр наружного цевочного колеса; л — число сепараторов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения механического повреждения кромок обработанных деталей при выгрузке, средства захвата сепараторов расположены между осью ® шарнира и серединой подвижного участка колеса, 1024244

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано в полупроводниковом производстве на операциях двусторонней шлифовки и полировки полупроводниковых пластин или стекол фотошаблонов.

Известно устройство для двусторонней обработки, содержащее верхний и нижний доводочные диски, установленные соосно. между которыми размещены зубчатые сепараторы, действующие с внешним неподвижным и внутренним подвижным цевочными колесами.

Повышение удобства обслуживания в устройстве обеспечивается за счет того, что на внешнем цевочном колесе по дуге с хордой, большей диаметра сепаратора в

l, l — 1,2 раза, размещены элементы зацепления (цевки), высота которых меньше высоты других цевок, расположенных на оставшейся части колеса, при этом разни(;à в высоте выбрана из условия вывода сепараторов из зацепления с наружным колесом при перемещении его в нижнее положение. Для снятия сепараторов и обработанных деталей внешнее колесо опускают вниз за плоскость притира. При этом участок колеса с укороченными цевками выходит из зацепления с сепараторами. С помощью привода вращения внутреннего цевочного колеса сепараторы с обработанными деталями поочередно транспортируются к участку внешнего цевочного колеса с укороченными цевками, являющемуся зоной выгрузки, откуда они удаляются с помощью средств захвата, например электромагнитных клещей. Загрузку сепараторов с деталями подлежащими обработке, производят вручную (1).

Недостатком данного устройства является относительно низкая производительность работы, обусловленная непроизводительными временными потерями при выгрузке обрабатываемых изделий. Это объясняется тем, что процесс обработки (шлифовки-полировки) характеризуется высокими скоростями вращения сепаратора с обрабатываемыми деталями и высокими напряжениями в местах контакта зубьев сепараторов с цевками внутреннего и внешнего цевочных колес, в результате чего абразив, попадающий в места взаимодействия зубьев сепараторов с цевками, вырабатывает канавки-прорези шириной, равной толщине сепаратора. По мере прорезания канавки зубья сепараторов врезаются в тело цевок и вынуть их из прорезей становится все трудней и трудней. Данное обстоятельство ограничивает возможность опускания внешнего цевочного колеса по окончании процесса обработки из-за неизбежной деформации или даже поломки зубьев сеп а рат оров.

Необходимость «расцепления» зубьев сепараторов с внешним и внутренним ко35

55

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для двусторонней обработки деталей, содержащем соосно установленные верхний и нижний притирочные диски, между которыми размещены сепараторы с отверстиями для обрабатываемых деталей, находящиеся в зацеплении с внутренним подвижным и внешним неподвижным цевочными колесами планетарного механизма, средства захвата сепараторов, внешнее неподвижное колесо содержит, по крайней мере один подвижный участок, установленный с возможностью поворота в плоскости, параллельной рабочим поверхностям дисков, вокруг оси вращения, размещенной на неподвижном участке колеса, при этом длина подвижного участка внешнего цевочного колеса определяется выражением х.1:)

31. где D — диаметр наружного цевочного колеса; и — число сепараторов при наиболеее плотной укладке их на нижнем притирочном диске.

Кроме того, средства захвата сепараторов установлены на подвижном участке внешнего цевочного колеса, а именно: межлесами увеличивает время выгрузки и тем самым увеличивает общий цикл обработки, в результате чего снижается производительность работы устройства. При этом выработка штифтов (их износ) зависит от толщины обрабатываемых изделий и кинематической схемы планетарного механизма.

Недостатком известного устройства является также резкое сокращение срока службы элементов зацепления, в частности, це 0 вок, необходимости частой смены их. В станках двусторонней обработки элементы зацепления — зубчатые колеса и цевочные колеса используются по всей их толщине.

После образования глубоких (до 1 — 1,5 мм) прорезей зубчатое или цевочное колесо под15 нимают или опускают на 1,5 — 2 толщины сепаратора и продолжают их эксплуатацию до образования глубоких прорезей. Перемещения зубчатых колес по высоте продолжают до полного износа. После чего их заменяют на новые.

Применение разновысотных цевок возможно практически только при одноразовом прорезании их. Использование коротких цевок в нескольких циклах. обработки (до образования недопустимо глубокой прорези) с прорезями на разной высоте значительно усложнило бы привод опускания и поднимания цевочного колеса, который требовал бы управления по определенной программе.

При этом более высокие цевки выработать до полного износа по всей высоте невоз30 можно.

Целью изобретения является повышение производительности при выгрузке деталей.

1024244

3 ду осью вращения и серединой подвижного участка; в качестве оси вращения использована крайняя цевка неподвижного участка внешнего цевочного колеса.

При таком выполнении устройства для двусторонней обработки деталей за счет поворота подвижного участка цевоч ного колеса в плоскости, параллельной рабочей поверхности нижнего притирочного диска, обеспечивается возможность выведения зубьев сепараторов из прорезей на цевках внешнего колеса без остановки вращения притирочных дисков и опускания внешнего колеса. В результате — повышение производительности за счет сокращения вре- . мени выгрузки.

Размещением средств захвата сепаратора на подвижном участке цевочного колеса достигается перемещение обработанных деталей и сепаратора по дуге окружности с одновременным вращением деталей в гнездах вокруг своих осей, что уменьшает силы сдвига притертых поверхностей, облегчает их съем и позволяет производить выгрузку с большими скоростями. Одновременно исключаются механические повреждения кромок обработанных деталей. При этом наибольший эффект достигается размещением средств захвата вблизи оси вращения подвижного участка, так как при этом имеет место наибольшая кривизна траектории движения пластин и наибольшие углы поворота деталей вокруг своих осей.

На фиг. 1 изображено устройство для двусторонней обработки деталей, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1.

Устройство для .двусторонней обработки деталей содержит верхний 1 и нижний 2 притирочные диски, установленные соосно и кинематически связанные с соответствующими приводами вращения (не показаны).

Между дисками 1 и 2 размещены зубчатые сепараторы 3 с гнездами для обрабатываемых деталей 4, например, полупроводниковых пластин или стекол фотошаблонов. Зубчатые сепараторы 3 находятся в зацеплении с внутренним подвижным 5 и внешним 6 неподвижным цевочными колесами, установленными концентрично геометрическим осям притирочных дисков 1 и 2. Внешнее цевочное колесо 6 выполнено составным.

Оно содержит подвижный участок 7, длина которого определяется соотношением е= п. где D — диаметр наружного цевочного колеса; и. — число сепараторов при наиболее плотной укладке на притирочном диске.

В данном случае показаны четыре сепаратора 3, в каждом из которых размещена одна обрабатываемая деталь 4. Неподвижный участок внешнего цевочного колеса установлен на опоре 8, а подвижный участок 7 соединен с неподвижным участком посредством оси 9 вращения, размещенной на неподвижном участке и установленной параллельно геометрическим осям притирочных дисков 1 и 2 и цевочных ко лес 5 и 6. В качестве оси 9 вращения использована крайняя цевка неподвижного участка, что обеспечивает сохранение высокой точности цевочного колеса в сборе.

На участке между осью 9 вращения О (крайней цевкой) и серединой. подвижного участка 7 внешнего цевочного колеса 6 размещены средства захвата сепаратора, например электромагнитные клещи 10, и средства для обеспечения поворота подвижного участка 7 внешнего цевочного колеса 6

15 в плоскости, параллельной рабочим поверхностям дисков, например пневмоцилиндр 11.

В электромеханические клещи 10 встроены фотодатчики (не показаны), предназначенные для улавливания момента появления сепаратора 3 в зоне подвижного участ ка 7 внешнего цевочного колеса и формирование сигнала на включение электромагнитных клещей 10. В зоне размещения подвижного участка 7, являющейся по существу зоной выгрузки обработанных пластин, установлены склиз 12 и ванна 13 с моющей жидкостью 14.

Устройство работает следующим образом.

Зубчатые сепараторы 3 с предварительно уложенными в них полупроводниковыЗп ми пластинами размещают на нижнем доводочном диске 2 таким образом, чтобы зубья сепараторов 3 вошли в зацепление с цевочными колесами 5 и 6. Затем верхний притирочный диск 1 опускают до касания с обрабатываемыми деталями, M включают приводы вращения дисков 1 и 2 и внутреннего цевочного колеса 5 (не показаны). При этом сепараторам 3 сообщается сложное планетарное движение. В зону обработки подают абразивную суспензию (средства подачи также не показаны), и ведут химико-механическую обработку полупроводниковых пластин 4 до заданной толщины.

Достижение заданной толщины обра4 батываемой детали, определяемое датчиком толщины (не показан) или экспериментально установленным временем обработки, соответствует окончанию рабочего процесса. Скорость вращения притирочных дисков 1 и 2 уменьшают до значения, обеспечивающего надежное улавливание посредством фотодатчиков сепаратора 3, находящегося в зоне подвижного участка 7 внешнего цевочного колеса 6.

Фотодатчики формируют сигнал включения электромеханических клещей 10, обеспе-. чивающих захват сепаратора 3, после чего приводы вращения притирочных дисков

1 и 2 и внутреннего цевочного колеса 5

1024244 й-A

Физ2

Составитель А. Козлова

Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 4292/12 Тимаж?95 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 отключаются, включается пневмоцилиндр

11, обеспечивающий поворот подвижного участка 7 в плоскости, параллельной рабочим поверхностям дисков. Производится выгрузка обработанных пластин 4 из се.параторов 3. По склизу 12 пластины 4 направляют на очистку в ванну 13 с моющей жидкостью 14.

По окончании процесса разгрузки первого сепаратора 3 подвижный участок 7 посредством пневмоцилиндра 11 возвращается в исходное положение, включаются приводы, и к зоне подвижного участка 7 подводится следующий сепаратор 3, разгрузка которого производится описанным образом. Таким образом, производится полная разгрузка всех сепараторов 3 и окончание цикла химико-механической обработки полупроводниковых пластин 4.

Кроме описанного, возможен вариант плавного выкатывания сепаратора вращающимся притирочным диском при плавном отводе подвижной части 7 внешнего цевочного колеса. Количество подвижных частей 7 цевочного колеса может быть равно числу сепараторов и выгрузка их может производиться одновременно.

Техническое преимущество предлагаемого устройства для двусторонней обработки деталей заключается в возможности выведения зубьев сепараторов из прорезей на цевках внешнего цевочного колеса за счет поворота подвижного участка цев очного колеса в плоскости, параллельной рабочим поверхностям дисков. При этом значительно сокращается время выгрузки и, следовательно, общий цикл обработки (до 4—

10 11 мин), снижается брак по бою деталей при выгрузке, исключается необходимость частой замены изношенных цевок (штифтов), исключается поломка зубьев сепараторов (или деформация их) при выведении их из зацепления со штифтами подвижного

15 участка, исключается привод подъема и опускания внешнего цевочного колеса.

Кроме того, предложенное устройство создает предпосылки для автоматизации операций как загрузки, так и выгрузки деталей за счет локализации средств автоматизации в зоне подвижного участка внешнего цевочного колеса и возможности как поочередного, так и одновременного вывода сепараторов из зоны обработки без опускания внешнего цевочного колеса и с минимальным, подъемом притирочных дисков.