一種磨削矽芯或其它晶體材料的磨機的製作方法

2023-06-20 03:25:21 1

專利名稱：一種磨削矽芯或其它晶體材料的磨機的製作方法
技術領域：
本發明涉及磨機技術領域，具體涉及一種磨削矽芯或其它晶體材料的磨機。
背景技術：
目前，在西門子法生產多晶矽的過程中矽芯搭接是一項非常重要的技術，傳統的矽芯搭接技術採用「U」形口搭接或「V」形口搭接，即在豎矽芯上端開「U」形坡口或「V」形坡口，橫矽芯端部搭接在坡口處。此搭接技術存在著以下兩種缺陷第一，橫矽芯端部與坡口搭接處形成線接觸，接觸面太小，造成搭接處接觸不好電阻相應較大，在還原反應時此處得到的多晶矽質量較差，也就是行話叫法的「拐彎料」；第二，橫矽芯在前後方向可以由U形或 V形槽定位，但在左右方向卻無法定位；這樣，在還原過程中容易造成矽芯倒伏。因此需改進為一種可有效提高接觸面積和減小電阻的矽芯搭接方法，孔式矽芯搭接方法應用而生， 即在橫矽芯上鑽孔，將端部磨削好的豎矽芯穿入橫矽芯兩端的鑽孔中。

發明內容
為了解決與鑽孔矽芯配合的矽芯端頭的磨削問題，從而更好的實施孔式搭接技術；本發明公開了一種磨削矽芯或其它晶體材料的磨機，該磨機可以實現孔式搭接技術中對矽芯端頭的磨削要求，且磨削過程中實現矽芯的自動夾緊定位及自動磨削，工作效率高。本發明是通過以下技術方案實現的一種磨削矽芯或其它晶體材料的磨機，包括磨頭部分和定心夾緊機構；所述磨頭部分包括安裝板、軸座、電機、傳動機構、行星系統和磨輪；所述傳動機構包括小帶輪、皮帶和大帶輪，所述電機輸出端固聯小帶輪，所述小帶輪與大帶輪通過皮帶連接，所述大帶輪固連在軸筒上；所述行星系統包括小齒輪、大齒輪和軸筒，所述大齒輪與安裝板固聯，所述小齒輪分別與大齒輪嚙合，所述軸筒通過軸承與軸座連接，所述軸筒一端設置小齒輪，所述軸筒另一端設置磨輪；所述定心夾緊機構包括機架、驅動部件和夾緊部件；所述驅動部件包括固聯在機架上的氣缸，滑配在氣缸內的氣缸推桿，所述氣缸推桿上固聯楔形塊；所述夾緊部件包括固聯在機架上的搖臂支撐、與搖臂支撐鉸接的左右搖臂，連接左右搖臂的拉簧和固聯在左右搖臂上的V型塊，所述左右搖臂相向設置，且左右搖臂通過拉簧連接；所述楔形塊設置在左右搖臂之間，且所述楔形塊左右側面與左右搖臂內側面相互滑動接觸，根據楔形塊進入左右搖臂間的深度和與左右搖臂接觸面積的大小決定左右搖臂的張開和夾緊。為更好的實施本發明創造，所述磨輪設置為錐體結構或階梯結構。為更好的實施本發明創造，所述氣缸上設有快插接頭。為更好的實施本發明創造，所述左右搖臂分別通過銷軸鉸接在搖臂支撐上。為更好的實施本發明創造，左右搖臂兩側均設有拉簧，左右搖臂上分別設有通孔， 拉簧銷軸設置在通孔內，拉簧的兩端分別連接在左右搖臂同側的拉簧銷軸上。為更好的實施本發明創造，所述楔形塊橫截面為等腰梯形或三角形。
本發明磨機的磨頭作用時，電機帶動小帶輪轉動，小帶輪通過皮帶帶動大帶輪轉動，從而帶動軸筒轉動，即帶動兩個小齒輪公轉；小齒輪在公轉的同時，通過與大齒輪的嚙合作用，引起小齒輪的自轉，並通過軸筒將此運動方式傳遞給磨輪，實現磨輪公轉的同時自轉，從而磨削矽芯端頭。在磨頭作用時，定心夾緊機構的氣缸通過快插接頭充氣，汽缸推桿推動楔形塊上下運動，搖臂在楔形塊的推動作用下繞銷軸旋轉對矽芯進行夾緊；放氣時，汽缸推桿帶動楔形塊向下運動，固定在拉簧銷軸上的拉簧對搖臂進行拉緊，使得搖臂自動張開放開矽芯；即配合磨頭實現自動夾緊和放開矽芯。定心夾緊機構的V型塊固定在搖臂上，保護矽芯表面不受損傷；在楔形塊與搖臂接觸面積變動的過程中，搖臂隨銷軸轉動，即搖臂夾緊部分的V型塊設計及搖臂上下一體的設置實現上下左右方向上自動定心矽芯的功能。由於磨頭本身的自轉加公轉運動的設計，實現自動、均勻磨削矽芯的效果，且定心夾緊機構代替傳統的人工扶持作業，實現了在整個矽芯磨削的過程中無需人工盯點，避免了人工操作過程中經驗、注意力、疲勞程度等因素對矽芯磨削質量和磨削效率的影響，使矽芯磨削均勻，不僅大幅度提高工作效率，提高磨削表面質量，而且節約了成本。


圖1為本發明磨機的結構示意圖。圖2為本發明磨頭部分的結構示意圖。圖3為本發明磨輪部分運動軌跡圖。圖4為本發明定心夾緊機構的結構示意圖。圖5為本發明定心夾緊機構楔形塊與搖臂的連接示意圖。在圖中磨頭部分18、磨頭部分A ;19、磨頭部分B ;1、軸承；2、磨輪A ;3、磨輪B ;4、矽芯；5、磨輪A自轉軌跡；6、磨輪B自轉軌跡；7、磨輪A、B公轉軌跡；8、大帶輪；9、軸座；10、小齒輪A ;11、小齒輪B ;12、軸筒；13、大齒輪；14、安裝板；15、皮帶；16、小帶輪，17、電機。定心夾緊機構20、機架；21、氣缸；22、氣缸推桿；23、楔形塊；24、右搖臂；25、左搖臂；26、搖臂支撐；27、V型塊；28、銷軸，29、拉簧；30、快插接頭；31、拉簧銷軸；
具體實施例方式參考下面的實施例，可以更詳細解釋本發明，但是本發明並不限於這些實施例的組合方式。結合圖1，本實施例的磨削矽芯或其它晶體材料的磨機，包括定心夾緊機構和配置在定心夾緊機構兩端的磨頭部分A18和磨頭部分B19。其中，磨頭部分B可以根據矽芯另一端的加工要求設計成和磨頭部分A相同的設計或者不同的設計。如果只需磨削矽芯的一端，可只配置磨頭部分A或磨頭部分B ；或者使用聯動設計，啟動聯動按鈕可以實現磨頭部分A、B同時開始工作，不啟動聯動按鈕可以使磨頭部分A、B分別工作。
結合圖2，本實施例的磨削矽芯或其它晶體材料的磨機的磨頭，包括安裝板14、軸座9、電機17、傳動機構、行星系統和磨輪；傳動系統包括小帶輪16、大帶輪8和皮帶15，電機17輸出端固聯小帶輪16，小帶輪與大帶輪通過皮帶15連接，大帶輪固連在軸筒12上； 行星系統包括小齒輪A10、小齒輪Bll、大齒輪13和軸筒12，大齒輪13與安裝板14固聯，小齒輪分別與大齒輪8嚙合；所述軸筒12通過軸承1與軸座連接，軸筒一端設置小齒輪，軸筒另一端設置磨輪A2和磨輪B3。結合圖4、圖5，本實施例磨機的定心夾緊裝置包括通過螺釘固聯在機架20下部的氣缸21，氣缸21上設有快插接頭30，氣缸21內滑配氣缸推桿22組成驅動部件；氣缸推桿 22上固連楔形塊23。機架20上部兩側通過螺釘固聯搖臂支撐沈，搖臂支撐沈上部兩端分別通過銷軸觀鉸接左搖臂25、右搖臂M，兩臂相向設置；左搖臂25、右搖臂M上端固聯 V型塊27 ；左搖臂25、右搖臂M兩側分別通過拉簧四連接。楔形塊23設置在左右搖臂之間，且其左右側面分別與左右搖臂內側面相互滑動接觸。左搖臂、右搖臂上分別設有通孔， 拉簧銷軸31設置在通孔內，拉簧四的兩端分別連接在兩臂同側的拉簧銷軸31上。搖臂支撐沈、左搖臂25、右搖臂24、V型塊27和拉簧四組成夾緊部件。結合圖4，磨削矽芯時，磨機的定心夾緊裝置工作，將矽芯4放置在張開的V型塊 27中，電磁閥通過快插接頭30與氣缸21相連。開啟電磁閥，氣缸充氣，推動氣缸推桿22向上運動，楔形塊23在氣缸推桿的作用下向上運動，楔形塊左右側面與左右搖臂內側面相互滑動接觸，左右搖臂隨銷軸相向轉動，根據楔形塊進入搖臂內的深度和接觸面積的大小決定左右搖臂的夾緊程度。在楔形塊23與左右搖臂接觸面積變動的過程中，固連在搖臂上的 V型塊相向運動實現上下左右方向自動定心矽芯的功能。矽芯夾緊定位後，磨輪部分快速進給至矽芯4，將要接觸時，以工進速度進給磨削。結合圖2、圖3，電機17帶動小帶輪16轉動，小帶輪通過皮帶15帶動大帶輪8轉動，從而帶動軸筒12轉動，即帶動兩個小齒輪公轉；小齒輪在公轉的同時，通過與大齒輪13 的嚙合作用，引起小齒輪的自轉，行星系統的運動方式傳遞給磨輪A2和磨輪B3，實現磨輪沿軌跡7公轉的同時沿自轉軌跡5、6自轉；另外磨輪A2、磨輪B3間隔一定的間隙，在自轉加公轉的過程中，實現對矽芯的磨削。通過改變電機轉動方向即可改變大帶輪的轉動的方向，從而實現磨輪A2、磨輪B3沿相反方向自轉、公轉。磨削矽芯完畢後，磨頭快速退回，停止轉動；電磁閥換向，氣缸中氣體放出，楔形塊隨汽缸推桿向下運動，拉簧收縮使得搖臂張開，取下矽芯。磨削過程中，由於定心夾緊機構對矽芯自動夾緊定心，及磨輪A2、磨輪B3的公轉加自轉運動，使得磨削均勻，整個過程無需人工盯點。通過該磨機對矽芯端頭的磨削，使其與矽芯孔配合，不僅使兩根豎矽芯與橫矽芯圓球體緊密牢固連接，有效提高搭橋矽芯的接觸面積，使矽芯不易倒伏；而且使矽芯搭接處具有良好的導電性能，減小電阻，進而在多晶矽生產中提高多晶矽的品質。為了公開本發明的目的而在本文中選用的實施例，當前認為是適宜的，但是應了解的是，本發明旨在包括一切屬於本構思和本發明範圍內的實施例的所有變換和改進。
權利要求
1.一種磨削矽芯或其它晶體材料的磨機，包括磨頭部分和定心夾緊機構；其特徵在於所述磨頭部分包括安裝板(14)、軸座(9)、電機(17)、傳動機構、行星系統和磨輪；所述傳動機構包括小帶輪(16)、皮帶(15)和大帶輪(8)，所述電機(17)輸出端固聯小帶輪 (16)，所述小帶輪(16)與大帶輪(8)通過皮帶(15)連接，所述大帶輪(8)固連在軸筒(12) 上；所述行星系統包括小齒輪、大齒輪(13)和軸筒(12)，所述大齒輪(13)與安裝板(14)固聯，所述小齒輪分別與大齒輪(13)嚙合，所述軸筒(12)通過軸承⑴與軸座(9)連接，所述軸筒(12) —端設置小齒輪，所述軸筒(12)另一端設置磨輪；所述定心夾緊機構包括機架(20)、驅動部件和夾緊部件；所述驅動部件包括固聯在機架(20)上的氣缸(21)，滑配在氣缸(21)內的氣缸推桿(22)；所述氣缸推桿(22)上固聯楔形塊(23)；所述夾緊部件包括固聯在機架(20)上的搖臂支撐(26)，與搖臂支撐(26)鉸接的左搖臂(25)、右搖臂(24)，連接左右搖臂的拉簧(29)和固聯在左搖臂(25)、右搖臂(24) 上的V型塊(27)，所述左搖臂(25)和右搖臂(24)相向設置，且所述左搖臂(25)和右搖臂 (24)通過拉簧(29)連接；所述楔形塊(23)設置在左搖臂(25)和右搖臂(24)之間，楔形塊(23)左右側面分別與左搖臂(25)和右搖臂(24)內側面相互滑動接觸。
2.根據權利要求1所述的磨削矽芯或其它晶體材料的磨機，其特徵在於所述左右搖臂的中部分別通過銷軸(28)鉸接在搖臂支撐(26)上。
3.根據權利要求1所述的磨削矽芯或其它晶體材料的磨機，其特徵在於左右搖臂兩側均設有拉簧(29)，左右搖臂上分別設有通孔，拉簧銷軸(31)設置在通孔內，拉簧的兩端分別連接在左右搖臂同側的拉簧銷軸上。
4.根據權利要求1所述的磨削矽芯或其它晶體材料的磨機，其特徵在於所述楔形塊 (23)橫截面為等腰梯形或三角形。
全文摘要
本發明公開的磨削矽芯或其它晶體材料的磨機，包括磨頭部分和定心夾緊機構；所述磨頭部分的行星系統包括小齒輪、大齒輪(13)和軸筒(12)，所述大齒輪與安裝板(14)固聯，所述小齒輪分別與大齒輪嚙合，所述軸筒通過軸承(1)與軸座(9)連接，所述軸筒兩端設置小齒輪和磨輪；所述定心夾緊機構的夾緊部件包括固聯在機架上的搖臂支撐(26)，與搖臂支撐鉸接的左右搖臂，連接左右搖臂的拉簧(29)和固聯在左右搖臂上的V型塊(27)，所述左右搖臂相向設置；所述楔形塊(23)設置在左右搖臂之間，楔形塊左右側面分別與左右搖臂內側面相互滑動接觸；該磨機可以實現孔式搭接技術中對矽芯端頭的磨削要求，且實現矽芯的自動夾緊定位及自動磨削。
文檔編號B24B19/22GK102152203SQ20101062129
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者劉朝軒, 王晨光 申請人:洛陽金諾機械工程有限公司