Устройство для обработки плоских поверхностей

 

. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащее по меньшей мере один доводочный диск, планетарный механизм, образованный концентрично размещенными внешним и внутренним цевочными колесами и сепараторами , находящимися в зацеплении с цевками колес, выполненными в виде смонтированных в колесах осей с установленными на них втулками и прижимными шайбами, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки путем увеличения срока службы.деталей планетарного механизма, внешняя поверхность каждой втулки эксцентрична относительно ее внутренней поверхности , а прижимная шайба установлена с зазором относительно торцовой поверхности втулки, при этом втулка своей наименьшей толщиной ориентированы к оси вращения доводочного диска, ,а отношение величины е эксцентриситета к наибольшему зазору d между контактирующими поверхностями сепара-б тора и втулки выбирают в пределах 1,5 1 1,1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ц9) О1) А у В 24 В 37/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н АВтоРСЙОму сйидйтельстйу

Ю ь

Э °

°

ЪЮ (21) 3629843/25-08 (22) 05.08.83 (46) 23.10.84. Бюл. У 39 .(72) И.В. Кириченко и А.М. Копытин (53) 621.923.5(088.8) (56) 1. Станок для двусторонней по, лировки стекол фотошаблонов модели

"Э". Проспект фирмы "Мо11ег", ФРГ, 1978.. (54)(57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

: ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащее по .меньшей мере один доводочный диск, i планетарный механизм, образованный концентрично размещенными внешним и внутренним цевочными колесами и сепараторами, находящимися в зацеплении с цевками колес, выполненными в виде смонтированных в колесах осей

1 с установленными на них втулками и прижимными шайбами, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью ловышения производительности обработки путем увеличения срока службы. деталей планетарного механизма, внешняя поверхность каждой втулки эксцентрична относительно ее внутренней поверх" ности, а прижимная шайба установлена с зазором относительно торцовой поверхности втулки, при этом втулка своей наименьшей толщиной ориентированы к оси вращения доводочного диска,,а отношение величины е. эксцентриситета к наибольшему зазору d между контактирующими поверхностями сепара- I тора и втулки выбирают в пределах

1153 1у1 °

1,5> д 1ь1! 11198

Изобретение относится к абразивной обработке, в частности к техыоло" гическому оборудованию для нроизводства полупроводниковых приборов, предназначено для химико-механичес5 кой обработки (шлифовки, полировки) полупроводниковых пластин при мас- .. совом изготовлении диодов, транзисторов и интегральных схем, и может быть использовано в стекольной, маши- щ0 ностроительной и т.д. отраслях промышленности для полировки плоских изделий из хрупкого твердого материала: рубина, сапфира и стекла.

Известно устройство для двусторон- 1 ней полировки, содержащее верхний и нижний полировальные (доводочные) диски, соединенные друг с другом посредством трех штифтов. Нижний диск установлен на валу шпинделя, 1который кинематически связан с приводом вращения. На нижнем диске закреплено внутреннее цевачное колесо, а внешнее — установлено неподвижно на опорах станины. Зубчатые кассеты (типа сепаратора) с обрабатываемыми деталями находятся в зацеплении с внутренним и внешним цевочными колесами, которые представляют собой кольца из дюралюминия с запрессованными в них цевками, выполненными в виде осей с установленными на них втулками (в виде трубок из нержавеющей стали), жестко закрепленными через прижимные шайбы с помощью гаек (13

По мере возникновения в процессе обработки прорезей на втулках последние открепляют, поворачивают таким образом, чтобы в месте контакта втул40 ки с сепаратором не бы о прорезеи, и снова закрепляют с помощью гаек.

Прп полном износе втулок осуществляют их замену на новые. В устройстве за счет использования сменных втулок удалось несколько увеличить срок

45 службы цевок.

Однако известное устройство не решает проблему возникновения наклепа на зубьях сепараторов при больших контактных усилителях со всеми вытекающими отрчцательными последствиями.

Быстрый износ втулок и зубьев сепараторов, особенно при больших контактных усилиях, требует и частой замены, что приводит к значительным потерям времени, Кроме того, не исключена возможность прорезания вслед за втулкой и самой оси цевки, 31 2 что приводит к выходу из строя всего цевочного колеса, замена или ремонт которого связаны не только с временными потерями, но и с применением специальной оснастки, требующей производственных площадей для ее размещения.

Таким образом, недостаток известного устройства для обработки плоских.деталей выражается в низкой производительности обработки, обусловленной быстрым износом деталей планетарного механизма.

Цель изобретения - повышение производительности обработки путем увеличения срока службы-деталей планетарного механизма.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для химико-механической обработки плоских деталей, содержащем по меньшей мере один доводочный диск, планетарный механизм, образованный концентрично размещенными внешним и внутренним цевочными колесами и сепараторами, находящимися в зацеплении с цевками колес, выполненными в виде смонтированных в колесах осей с установленными на них втулками и прижимными шайбами, внешняя поверхность каждой втулки эксцентрична относительно ее внутренней поверхности, а прижимная шайба установлена с зазором относительно торцовой поверхности втулки, при этом втулки

: своей наименьшей толщиной ориентированы к оси вращения доводочного диска а отношение величины е эксцентрисите- та к наибольшему зазору d между контактирующими поверхностями сепаратора и втулки выбирают в,пределах

На фиг.1 схематично показано устройство для обработки плоских деталей, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на,фиг ° 1; на фиг,З вЂ” конструкция цевки; на фиг.4 . механизм взаимодействия цевок с сепаратором; на фиг.5,б,7 — различные варианты выполнения втулок.

Устройство содержит верхний 1 и нижний 2 доводочные диски (фиг.1), установленные соосно и кинематически связанные с приводами вращения их вокруг своих осей, планетарный механизм, включающий в себя концентрично установленные внутреннее Э и внеш3 1119 нее 4 цевочные колеса, кинематически связанные с приводом 5 планетарного механизма, и зубчатые сепараторы 6 для размещения обрабатьваемых деталей 7, находящиеся в зацеплении с цевками 8 названных колес.

Верхний доводочный диск 1 снабжен приводом вертикального перемещения.

Нижний доводочный диск 2 и внутреннее цевочное колесо 3 закреплены на одном валу и вращаются от одного привода 5 с равными угловыми скоростями. Цевка 8 содержит ось 9 (фиг.3), запрессованную в цевочное колесо 3, втулку 10, шайбу 11 и гайку 12. t5

Зазор S между торцовбй поверхностью втулки 10 и шайбой 11 предназначен . для раскрепощения втулки 10, обеспечения ее свободного вращения .вокруг оси 9. Величина эксцентриситета е

20 между внутренней и внешней поверхностями втулки 10 выбирается с таким расчетом, чтобы в процессе обработки обеспечивался принудительный поворот втулки 10 вокруг оси 9 цевки 8 за

25 счет контактного усилия со стороны зуба сепаратора 6. В рассматриваемом случае величина эксцентриситета е составляет 2 мм.

Втулки 10 цевок 8 своими наименьшими толщинами обращены (ориентироваЗО ны) к оси вращения доводочных дисt ,ков 1 и 2. Форма втулки 10, точнее ее внешней поверхности, зависит от типа применяемого планетарного механизма. Для механизма с малой угловой скоростью вращения сепараторов (по сравнению со скоростью вращения доводочных дисков) предпочтительна втулка с внешней поверхностью в виде цилиндра (фиг.5), для механизмов40 с малым соотношением угловых скоростей вращения сепараторов, доводочных дисков и цевочных колес (близким к 1) предпочтительна втулка в виде кулачка с углом порядка 20 — 30омежду его 45 гранями — боковыми поверхностями (фиг.6).Ее эквивалентом является цилиндрическая втулка с приваренными . к боковым поверхностям плоСкими лепестками — управляющими флажками 50 (фиг.7). При выборе формы втулки и определении величины эксцентриситета между ее поверхностями руководствуются не только соотношением угловых скоростей вращения притирочных дис- 55 ков и деталей планетарного механизма, но и величиной контактной плот щадки, зависящей от угла контакти831 4 рования зубьев, сепараторов 6, с втулками 10 цевок 8 и связанной с величиной зазора d между ними (фиг.4). Чем меньше угол контактирования и больше величина зазора, тем больше должна быть величина эксцентриситета е и величина угла между гранями кулачка. Это обстоятельство учтено в соотношении 1,5 > 1 > 1, 1, выведенном экспериментальным путем для определения величины эксцентриситета между поверхностями втулки 10.

Устройство работает следующим образом.

Верхний доводочный диск 1 подни мается на высоту, удобную для обслу- . живания (250 мм), на нижний диск 2 укладываются сепараторы 6 таким образом, чтобы их зубья вошли в зацеп"

1 ление с цевками 8 внутреннего 3 и внешнего 4 цевочных колес (фиг.2).

В гнезда (окна) сепараторов 6 укладывают обрабатываемые, детали 7, например полупроводниковые (кремниевые) пластины. Верхний доводочный диск 1 опускается до касания с деталями ? и включаются приводы вращения верхнего 1 и нижнего 2 доводочных дисков, и приводы внутреннего 3 и внешнего 4 цевочных колес (приводы 5 планетарного механизма). 3а счет разности скоростей вращения внутреннего 3 и .внешнего 4 цевочных колес сепараторы 6 обкатываются между доводочньми дисками 1 и 2 и одновременно вращаются вокруг своих осей. При этом обрабатьваемые детали 7 перемещаются по сложной .траектории, совершают планетарные движение между дисками, посредством которых осуществляется двусторонняя обработка деталей (шлифовка или полировка).

В моменты контактирования в процессе обработки вершина зуба сепаратора 6, действуя на боковую поверхность втулки 10 цевки 8 с определенным усилием F, действующим на плечо а (фиг.4), поворачивает втулку 10 в направлении действия силы. При этом уменьшается толщина упора, создавае мого телом втулки 10, и зуб сепаратора б, двигаясь вперед, постоянно выбирает образующийся зазор, в результате чего растягивается (увеличивается) время действия контактного усилия со стороны зуба сепаратора 6 на единицу площадки контактного пятю на. Это эквивалентно снижению удельных нагрузок на контактируемые между собой детали.

Поскольку втулка 10 (за счет зазора между ее торцовой поверхностью и шайбой 11) имеет возможность свободно вращаться вокруг оси 9, то при контактировании ее с зубом сепаратора 6 происходит взаимное сколь жение их поверхностей в одном и том же направлении н замена трения покоя, имеющего место в известных устройствах, на трение. скольжения.

Это вызывает .увеличение площади .контактирования (примерно в 1,5 - 7 ,раз в зависимости от размеров сепа;раторов, цевок и цевочных колес) и соответственно уменьшаются удельные нагрузки.

19831

По окончании процесса (цикла) обработки, определяемом толщиной деталей 7,,приводы вращения выключаются, верхний доводочный диск 1 поднимается, и обработанные детали

7 выгружаются из сепараторов 6.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в несколько раэ

10 снизить градиент динамических ударных нагрузок со стороны зуба сепаратора на втулку цевки, приблизить их по величине к статическим нагрузкам, в результате - значительно увеличивается срок службы деталей планетарного механизма и сокращаются непроизводительные потери времени на их замену, что повышает производительность работы устройства.

1119831

Ю

1119831

СоставитеЛь А.: Дроздецкий

Редактор И, Дербак Техред М.Тепер I " Корректор А. Обручар

Заказ 7528/11 Тирам 736 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", г. Уи.ород, ул. Проектная, 4