УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ДИСКОВОГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 2002 года по МПК B23D61/10 B24B45/00 B28D1/04 

Изобретение относится к технологии разрезания заготовок дисковыми пилами и может быть использовано для крепления этих пил.

Известно устройство для крепления дисковой пилы, представляющее собой зажимной фланец, выполненный с кольцевой выточкой на опорной поверхности, опирающийся на дисковый инструмент и внутренние выступы, снабженный вставкой из материала с высоким коэффициентом рассеяния колебаний, например из свинцовой дроби (см. а.с. 1202896 А, SU, МКИ B 28 D 1/04. Зажимной фланец для дискового инструмента/В.М. Колин, Г.С. Белорусов, Ю.Я. Часовщик и В.И. Борисов - 3777493/29-33; заявл. 23.07.84, опубл. 07.01.86. -Бюл. 1).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве в качестве заполнителя выбрана свинцовая дробь, которая не закреплена и может свободно перекатываться внутри полости выточки, что приводит к дополнительным вибрациям за счет ударов дробинок о корпус инструмента.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для крепления дискового инструмента, включающее зажимные фланцы, на опорной поверхности которых выполнена кольцевая выточка, образующая внутреннюю полость, в которой размещена ферромагнитная жидкость, при этом одна из поверхностей выточки выполнена конической, больший диаметр конуса обращен в сторону опорной поверхности, а со стороны меньшего диаметра конуса установлены магниты (см. а.с. 1645114 A1, SU, МКИ В 24 В 45/00. Устройство для крепления дискового инструмента/ Ю. А. Петренко, А. В. Смыслов и В.А. Колосова. -4610012/08; заявл. 29.11.88; опубл. 30.04.91. -Бюл. 16) и принятое за прототип.

К одной из причин, препятствующих достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве полость конических фланцев заполнена ферромагнитной жидкостью не полностью, поэтому внутри этой полости существует воздушная прослойка, обладающая (в отличие от жидкости) высокой сжимаемостью и низкой степенью демпфирования, что не позволяет эффективно снижать вибрации дисковой пилы. Кроме того, в известном устройстве для удержания ферромагнитной жидкости использованы постоянные магниты, что исключает возможность управления параметрами ферромагнитной жидкости, а следовательно, и степенью демпфирования вибраций дисковой пилы на различных режимах обработки.

Сущность изобретения заключается в следующем. При обработке заготовок из полупроводниковых и диэлектрических материалов, в частности на операции их разрезания на отдельные пластины, используют круги небольшой толщины с целью уменьшения расхода материала на пропил. Имея малую толщину, такие круги обладают невысокой устойчивостью. Поэтому в процессе резания возникают вибрации режущей кромки отрезного круга и, как следствие, наблюдаются увеличение ширины пропила и ухудшение качества поверхности отрезанных пластин.

Технический результат - уменьшение вибраций дискового инструмента.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известное устройство для крепления дискового инструмента содержит зажимные фланцы, на опорной поверхности которых выполнена кольцевая выточка, образующая внутреннюю полость, в которой размещена ферромагнитная жидкость, при этом одна из поверхностей выточки выполнена конической, больший диаметр конуса обращен в сторону опорной поверхности, а со стороны меньшего диаметра конуса установлены магниты.

Особенность заключается в том, что в качестве магнитов использованы электромагниты, а ферромагнитная жидкость полностью заполняет полость фланцев.

Замена постоянных магнитов на электромагниты позволяет управлять силовым магнитным полем на любых режимах резания, которое, в свою очередь, будет изменять свойства ферромагнитной жидкости. Так, например, изменение вязкости может составить 20-40% (Б.М. Берковский и др. Магнитные жидкости. - М.: Химия, 1987, с. 170), что приведет к изменению степени демпфирования вибраций дискового инструмента в этих же пределах.

Заполнение всей полости фланцев ферромагнитной жидкостью позволяет исключить воздушную прослойку, обладающую (по сравнению с жидкостью) высокой сжимаемостью и низкой степенью демпфирования, а значит повысить эффективность снижения вибраций дискового инструмента.

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 существующим признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое 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 крепления дискового инструмента. 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 известного устройства для крепления дискового инструмента в неподвижном состоянии; на фиг.2 - то же устройство, но в движении; на фиг.3 - общий вид предлагаемого устройства для крепления дискового инструмента в статическом состоянии; на фиг.4 - предлагаемое устройство в действии.

На шпиндель 1 (см. фиг. 3) станка устанавливается фланец 2. Дисковый инструмент 3 зажимается между фланцами 2 и 4 с помощью гайки 5. На фланцах 2 и 4 выполнена выточка для закрепления электромагнитов 6. Полость, образованная фланцами 2 и 4, заполняется ферромагнитной жидкостью 7. При выключенных электромагнитах 6 частицы 8 электромагнитной жидкости 7 хаотично распределены по всему объему. Токоподводящая система для электромагнитов 6 на фиг.3 и 4 условно не показана.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В начале работы отрезного станка (см. фиг.4) на электромагниты 6 подается электрический ток, в результате чего образуется магнитное поле, которое ориентирует частицы 8 ферромагнитной жидкости 7 вдоль силовых линий 9 и, тем самым, изменяет ее вязкость. Это изменение может составить 20-40% (Б.М. Берковский и др. Магнитные жидкости. - М.: Химия, 1987, с. 170), что приведет к изменению степени демпфирования вибраций дискового инструмента 3 в этих же пределах. Варьируя величину силы тока, подаваемого на электромагниты 6, можно регулировать степень демпфирования колебаний дискового инструмента 3 и обеспечивать снижение вибраций на любых режимах резания.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого устройства для стабилизации режущей кромки отрезного круга следующей совокупностью условий:
- устройство для крепления дискового инструмента, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в технологических процессах разрезания заготовок дисковыми пилами, в частности для крепления этих пил;
- для заявленного устройства для крепления дискового инструмента в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- устройство для крепления дискового инструмента, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к технологии разрезания заготовок и может быть использовано для крепления дисковых пил, в частности, при разрезания заготовок из полупроводниковых и диэлектрических материалов на отдельные пластины. Дисковый инструмент зажимают между фланцами. Полость последних заполняют ферромагнитной жидкостью. В выточке фланцев закрепляют электромагниты. При подаче тока на них образуется магнитное поле, ориентирующее частицы ферромагнитной жидкости вдоль силовых линий и демпфирующее вибрации инструмента. Варьируя величиной силы тока, можно регулировать степень демпфирования колебаний инструмента и обеспечивать снижение вибраций на любых режимах резания. Полное заполнение полостей фланцев жидкостью устраняет возникновение воздушной прослойки, снижающей степень демпфирования. 4 ил.

Устройство для крепления дискового инструмента, содержащее зажимные фланцы, на опорной поверхности которых выполнена кольцевая выточка, образующая внутреннюю полость, в которой размещена ферромагнитная жидкость, при этом одна из поверхностей выточки выполнена конической, больший диаметр конуса обращен в сторону опорной поверхности, а со стороны меньшего диаметра конуса установлены магниты, отличающееся тем, что в качестве магнитов использованы электромагниты, а ферромагнитная жидкость полностью заполняет полость фланцев.