УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАТЯЖЕНИЯ ДИСКА С ВНУТРЕННЕЙ РЕЖУЩЕЙ КРОМКОЙ

Изобретение относится к устройствам для резки полупроводниковых и диэлектрических монокристаллов, а также других заготовок из твердых хрупких материалов.
Известно устройство для натяжения диска, содержащее корпус, зажимные кольца, втулку, имеющую возможность перемещения вдоль корпуса, и пружины, расположенные между корпусом и втулкой [А. С. СССР № 638476, кл. B 28 d 1/04,1977].
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что у известного устройства с течением времени из-за циклической усталости снижаются упругие свойства пружины, осуществляющей перемещение втулки и натяжение диска. В результате этого происходит изменение местоположения диска, что снижает качество отрезанных заготовок.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является устройство для натяжения диска с внутренней режущей кромкой, включающее корпус с дном и смонтированную в нем втулку с приводом ее перемещения вдоль корпуса, расположенным между торцом втулки и дном корпуса, и установленные на корпусе зажимные кольца для крепления диска, причем привод перемещения втулки выполнен в виде эластичной камеры, поверхность которой, обращенная к торцу втулки, имеет отверстие для заполнения камеры жидкостью [А. С. СССР № 1006242, кл. B 28 d 1/04,1983], и принятое за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в процессе работы известного устройства из-за циклической усталости корпус диска вытягивается и втулка, контактирующая
с поверхностью диска, под влиянием гидростатического давления смещает его в осевом направлении. Это приводит к изменению толщины отрезанных пластин в партии.
Кроме того, при изменении режима резания(частоты вращения корпуса) будет меняться гидростатическое давление, оказываемое на втулку, а значит, и величина ее осевого смещения. В результате этого диск тоже изменит свое положение относительно разрезаемой заготовки, что вновь приведет к снижению качества отрезанных пластин.
Сущность изобретения заключается в следующем. Разрезание заготовок из хрупких неметаллических материалов производят алмазными отрезными дисками, которые имеют малую толщину (порядка (0,1-0,15) мм). Для придания диску необходимой жесткости его натягивают на барабан отрезного станка. В процессе резки натяжение отрезного диска с течением времени и под действием сил резания ослабевает, что приводит к его осевому смещению от плоскости резания. В связи с этим, оператор вынужден периодически прекращать работу, останавливать диск и проводить регулировку положения разрезаемой заготовки относительно нового расположения диска, что сделало особенно актуальной проблему исключения осевого перемещения дисков в процессе их работы, а также при их натяжении.
Технический результат - исключение осевого смещения диска в процессе его натяжения.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что устройство для натяжения диска с внутренней режущей кромкой содержит корпус с дном и смонтированную в нем втулку с приводом ее перемещения вдоль корпуса, расположенным между торцом втулки и дном корпуса, и установленные на корпусе зажимные кольца для крепления диска, причем привод перемещения втулки выполнен в виде
эластичной камеры, поверхность которой, обращенная к торцу втулки, имеет отверстие для заполнения камеры жидкостью.
Особенность заключается в том, что в зажимном кольце выполнена кольцеобразная канавка, расположенная оппозитно поверхности втулки, контактирующей с диском.
Выполнение в зажимном кольце кольцеобразной канавки, расположенной оппозитно поверхности втулки, контактирующей с диском, позволит натягивать последний путем вдавливания его корпуса с помощью перемещения втулки в кольцеобразную канавку. При этом осевое смещение диска исключается.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства для натяжения диска
с внутренней режущей кромкой. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении их во взаимосвязи, либо изменении их вида.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".
На чертежах представлено: на фиг.1 - общий вид предлагаемого устройства; на фиг.2 - предлагаемое устройство в момент установки диска;
на фиг.3 - то же в момент подтяжки диска.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Устройство для натяжения диска с внутренней режущей кромкой состоит из корпуса 1, на котором установлены зажимные кольца 2 и 3 с расположенным между ними диском 4 с внутренней режущей кромкой 5 и винты 7. Между полотном диска и торцевой поверхностью корпуса 1 расположена втулка 6, которая имеет возможность перемещения в осевом направлении относительно корпуса 1. В зажимном кольце 3 выполнена кольцеобразная канавка, расположенная оппозитно поверхности втулки б, контактирующей с диском 4. Между торцевыми поверхностями корпуса 1 и втулки б установлена эластичная (например, из мягкой резины) камера 8 с отверстием 9 для заполнения камеры жидкостью (фиг.1).
Устройство работает следующим образом. Предварительно устанавливают диск 4 и закрепляют его при помощи зажимных колец 2, 3 и винтов 7. Устанавливают собранное устройство на шпиндель отрезного станка (например, "Алмаз-4") и приводят его во вращение с частотой, обусловленной требуемыми режимами отрезки (обычно в пределах 2000-4000 об/мин).
После этого подают во внутреннюю полость камеры 8 жидкость в количестве, необходимом для создания определенного усилия натяжения диска 4, возникающего в силу того, что в центробежном поле в жидкости появляется гидростатическое давление (фиг.2). Под действием гидростатического давления втулка б перемещается в осевом направлении и вдавливает полотно диска 4 в кольцеобразную канавку зажимного кольца 3, осуществляя натяжение диска 4 (переводя его из положения I в положение II на фиг.3), при этом осевое смещение диска исключается.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого устройства для натяжения диска с внутренней режущей кромкой следующей совокупности условий:
- устройство для натяжения диска с внутренней режущей кромкой, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в микроэлектронной промышленности, а именно на операциях резки полупроводниковых и диэлектрических монокристаллов, а также других заготовок из твердых хрупких материалов;
- подтверждена возможность осуществления заявленного устройства для натяжения диска с внутренней режущей кромкой в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- устройство для натяжения диска с внутренней режущей кромкой, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "промышленная применимость".