Устройство для шлифования и полирования деталей

 

Сееоз Сенатских

Соцыалнстмчесннк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()933410 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву N 806381 (22) Заявлено 01.09.80(2! ) 2977160/25-08 с присоединением заявки РЙ

{23) Приоритет

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень М 21 (5l)M. Кл.

В 24 В 37/04

Гоаударотааакый комитет

СССР ае левам изобретений и открытий (53) УДК 621 923. .74 (088.8) Дата опубликования описания 09.06.82 (72) Авторы изобретения

И. В. Кириченко, В. К. Кучеров, Н. Г. Подтынн

-9@реианов-; (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области абра зивной обработки и может быть использовано для шлифования и полирования деталей свободным абразивом при нагру- жаюяем давлении, в частности, .в электронной промышленности

Известно устройство для шлифования и полирования деталей, содержащее двадиска, между которыми размещают обрабатываемые детали, при этом верхний диск соединен с размещенным в корпусе 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 — соединен(ного с грузом, и нижнего рычага, закрепленного на поворотной оси, установленной в корпусе, и соединенного одним коииом с верхним диском посредством вертикальной штанги и серьги. Оба рычага кинематически связаны между собой посредством планки и перемешаюшей,ся с помощью ходового винта вдоль плаН ки роликовой опоры, которая в сечении образует равнобедренный треугольник вершиной вниз, что обеспечивает точечный контакт(Однако в этом устройстве имеют место большие перемещения нижнего рычага механизма нагружения и разгрузки,(практическн более 20 мм), котот0 рые приводят к значительному наклону планки, связывающей оба рычага, и, следовательно, к отклонению точечного контакта в сторону и появлению параэитного момента действия сил в плост5 кости, перпендикулярной осевой линии рычага. Это явление, как показала практика, обуславливает снижение точности нагружения, непропорциональности величин перемещения и нагрузки и устойчивости работы механизма нагружения. К потери точности нат ружения приводит вынос осей врашения промежуточной тпанки в сторону от пинии действия сил, мк как в устройстве при любом попоже3 933 нии .подвижной роликовой опоры действует возникающий при этом изгибающий момент.

Поэтому в случае применения мягких тканевых покрытий (например, при полировке) указанный изгибающий момент приводит к дополнительному опусканию рычага и повороту планкиС13.

Недостатком известного устройства является также сложность установки минимальной нагрузки, близкой к нулю, так как остановить привод механизма нагружения в момент касания верхнего диска поверхностей обрабатываемых деталей крайне затруднительно.

Кроме того, из-за ухода нижнего рычага вниз, при подъеме всего механизма нагружения вверх, подвижную опору необходимо каждый раз перемещать за ось вращения рычага, что исключает работу при постоянной нагрузке. При опускании верхнего диска нагружение необходимо осуществлять каждый раэ от нуля до заданного значения. В то же время практически, например при суперфинишной обработке, когда нагрузка мала, производительнее работать при одной и той же предварительно настроенной нагрузке.

Целью изобретения является повышение качества обработки за счет обеспечения дополнительных степеней свободы планки и расширения диапазона нагружени».

10 5 держит два рычага, нижний 8 иэ которых ю

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, воспринимающего вес верхнего диска и соединительных элементов конструкции во 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 4

На 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 возвратнопоступательного 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 подь1 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 помошью направляющих (на черте)же условно не иоказаны) в 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 грамм,,размещением планки 13 на плоских пружинах и др.

Работает устройство следующим 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 I0 взаимно параллельны. Установку рычага

8 производят перемещением упора 15 с помснцью микровинтов 20. Контроль параллельности укаэанных плоскостей осуществляется регистрацией взаимных 15 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 вращения 9 и положение отрыва (точнее, начала отрыва} рычага 8 от упора 15, что с требующейся точностью регистрируется преобразователем 17. Это поло- 2$ жение соответствует нулевой нагрузке и является началом о счета рабочей нагрузки, которое .регистрируется на линейке, закрепленной на корпусе 5 (условно не показана). 30

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 притичном 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 21 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 прекращения 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 производится

его нагружение до заданного значения и с заданной скоростью путем перемещения подвижной опоры 14 влево по рычагу 8 с помощью привода 23. В момент нахождения подвижной опоры 14 над осью 9 все усилие, создаваемое грузом

l2, воспринимается осью 9, а на сбрабатываемые детали 21 действует только вес верхнего диска 3, штанги 4 и часть веса рычага 8. При перемещении подвижной опоры 14 влево от оси 9 на детали

2 1 воздействует дополнительная нагрузка,составляющая определенную часть наибольшей величины нагрузки, создаваемой грузом 12, и пропорциональная длине плеча 0 .

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 плеча

Р (расстояния между осью 9 и нижним роликом подвижной опоры 14). После достижения требуемой нагрузки и включения привода вращения верхнего и нижнего дисков 1 и 3 (привод вращения

Усилие, создаваемое постоянным гру-. зом 12 и рычагом 10 (с роликом}, пере-. дается через посредство подвижной; планки -13, установленной предварительно 35 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 II Одного и з 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

HM -1 с ценой деления 0,001 мм, падьем "контактной площадки на 1-5 мкм уже четко регистрируется визуально. При этом привод 7 возвратно-поступательного движения колонки 6 принимает команду на остановк.„. перемещения верхнего

410

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, cíèìàþò нагрузку, останавливают диски 1 и 3 и щ с помощью привода 7 поднимают верхний диск 3. После этого выгружают обработанные детали 21, 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 нагружения

Использование предложенного устройства позволяет обрабатывать детали по сложному циклу нагружения с выхажи8 ванием, 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 e с я тем, что, с целью повышения качества обработки за счет обеспечения дополнительных степеней свободы планки и расширения диапазона нагружения, оно снабжено установленными в корпусе с возможностью взамодействия с рычагом верхнего диска упором, регулируемым цо высоте, и измерительным преобразователем, связанным с приводами опоры и механизма нагружения и разгрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР о заявке N 2719782/08, кл. B 24 В 37/04, 1979.

ВНИИПИ Заказ 4047/21 Тираж 886 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4