Гониметрическое устройство для резки и шлифовки кристалла Советский патент 1978 года по МПК B28D5/00 

Изобретение относится, к области обработки кристаллов и может быть применено в гониометрических устройствах для резки и шлифовки кристаллов. Известно устройство для ориентированной резки кристалла, содержащее основание, поворотный кронштейн со шкалой и держатель криста.ъта 1. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гониометрическое устройство для резки и шлифовки кристалла, содержащее станок со столом и механизм для крепления изделия в виде двух кругов, установленных перпендикулярно один к другому, зрительную трубу и коллиматор 2. Однако в этом устройстве кристалл ориентируют по двум осям, что снижает точность обработки. Целью изобретения является повышение точности ориентации кристалла и его обработки. Цель достигается тем, что предлагае.мое устройство снабжено дополнительным кругом, ось которого перпендикулярна оси одного из кругов, а коллиматор закреплен на оси станка. На фиг. 1 изображено описываемое устройство; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - коллиматор. К столу 1 станка болтами 2 прикреплена общая плита 3 с опорными регулировочными винтами 4. На плите 3 винтами 5 укреплена алидада 6 с нониусом 7, микрометренным механизмом 8 нони}са и планкой-основанием 9 зрительной трубы. В алидаде 6 гю.мещен горизонтальный поворотный круг 10 с лимбом, имеющий зажи.мные винты 11. На его оси А;А; находится хомут микрометренного механизма с зажимным винтом 12. На круге 10 укреплены противовес 13 с микро.метренным винтом 14 горизонтального круга, основание 15 с прямыми салазками 16 и кремальера 17. На салазках 16 установлена и зафиксирована винтами 18 стойка 19 вертикального круга с нонуусом. Стойка 19 имеет рамку микрометренного вертикального круга с винтом 20, а в стойке помещен вертикальный новоротный круг 21, и.меющий зажимный винт 22. Заодно с кругом 21 выполнена рукоятка 23, на которой установлен хомут микрометренного механизма вертикального круга с зажимным винтом 24. К оси АоАг вертикального круга 21 привинчен кронштейн 25, на котором смонтирована алидада 26 зонального поворотного круга с микрометренным винтом 27 этого круга. В алидалу 26 вставлен зональный поворотный круг 28, имеющий зажимные винты;29. На оси Aj круга 28 помещен хомут микрометренного механизма с зажимным винтом 30.

Под кронштейном 25 внутри его горизонтальной площадки, а также внутри оси круга 28 смонтирован подъемно-центрировочный механизм 31 с кремальерой 32 и зажимны.м винтом 33. К верхней части механизма 31 привинчена пара взаимно перпендикулярных прямых центрирующих салазки 34 с винтами 35 перемещения, а к салазкам 34 сверху прикреплена пара взаимно перпендикулярных цилиндрических юстировочных салазок 36 с винтами 37 перемещения. Салазки 36 и 34 имеют зажимные винты (на фиг. 1 не показаны). Сверху салазок 36 смонтирован кристаллоносец 38 с закрепленным на нем кристаллом К.

На пленке-основании 9 смонтирована стойка 39 с регулировочным,и винтами, а на ней - зрительная труба 40 с оптической осью О

Слева от поворотной системы отдельно от нее на столе станка винтами 41 укреплена пластина-основание 42 с регулируемой стойкой 43. Сверху смонтирован коллиматор 44 с оптической осью OK. Коллиматор снабжен горизонтально и вертикально расположенными регулировочными винтами 45 и 46. Вертикальная ось коллиматора - О,-.

Устройство состоит из двух основных часгей - резательной (щлифовальной), т. е. станка с соответствующим инстру.ментом 47 для обработки,.и поворотно-гониометрической части, представляющей собой трехкружный отражательный гониометр, снабженный механизмом контроля, регулировки и фиксации его относительно режущего инструмента, а также механизмами фиксации всех его подвижных узлов и деталей во время резки или шлифовки для придания устойчивости кристаллу в заданном положении.

Правильность конструкции устройства заключается в строго определенном положении осей поворотных кругов гониометрической системы между собой и в строго определенном положении этих осей относительно оси режущего (шлифовального) инструмента. Они расположены следующим образом: ось горизонтального поворотного круга (AiAi) - в плоскости, строго перпендикулярной оси инструмента (О и, одновременно, перпендикулярно плоскостям горизонтальних перемещений стола (Pi) и шпинделя 48 (Ро) станка (см. фиг. 1); ось, вертикального поворотного круга () - строго перпендикулярно оси горизонтального круга (А|А;), в одной с ней плоскости и, одновременно, в одной из плоскостей, параллельных оси вращения режущего (шлифовального) инструмента (Osp); ось зонального круга (А. - в одной из плоскостей, строго перпендикулярной оси вертикального круга (А2А2) и, одновременно, параллельной оси горизонтального круга (AiAi), или совпадающей с ней плоскости.

При этом нулевым отсчетам соответствуют: по горизонтальному кругу (р 0°00 ) - ось A-jA вертикального круга параллельна оси

OSD режущего инструмента: но вертикальному кругу (fc 0°007 - ось . .;Аз зонального круга пар;|,1лельна оси А,А горизонтального круга; но зональному кругу (Ч 000) - устанавливается особо, когда какое-либо характерное направление кристалла съюстрировано параллельно оси AiA.j. Прн выполнении эти.х условий устройство считается правильно конструированным.

Все действия, связанные с установкой нулевых отсчетов, т. е. к соединению в единое целое станка и трехкружной гониометрнческой системой (ТГС) возможны,если имеется репорный механизм контроля и регулировки, коллиматор, укрепленный отдельно от ТГС на столе станка. Только в этом случае система, будучи раз настроена, не требует никаких проверок и перенастроек. Никакая другая установка любых известных гониометрических устройств относительно режущего (щлифовального) инструмента не обеспечит достижения поставленных целей, т. е. приведет к невозможности выполнения кристаллографически ориентированной резки (шлифовки) без перепроверок ориентировки и размеров полученных плоскостей распила (пришлифовки) и без сложных пересчетов двухгранных углов и длин (глубин) резания (шлифования).

Устройство работает следующим образом.

По сигналам (световым, рентгеновским и др.), отраженным от кристалла К, он юстрируется и закрепляется на устройстве с помощью гониометрической головки (позиции 38, 36, 37, 34, 35, 31, 32, 18, 16, 17. см. фиг. 1). Затем вращением кругов 28, 21 и 1и вокруг осей A.jA.i, А.А2 и А,А; на необходимый известный двухгранный угол и перемещением стола 1 станка по плоскости PI и -Pj, а также инструмента 47 с корпусом шпинделя 49 по плоскости Р2 кристалл заданной плоскостью подводится под отрезной (шлифовальный) круг 47 и производится резка (шлифовка).

Перед выполнением любой задачи гониометрическая (поворотная) и резательная части предлагаемого устройства однажды соединены в единое целое и все устройство в целом проверено на правильность конструкции.

Использование предлагаемого устройства устраняет брак по резориентации затравок для выращивания кристаллов самыми различными способами. Использование затравок со строго заданным огранение.м при выращивании кристаллов по способу Степанова наиболее эффективно с применением предлагаемого устройства, что обусловит массовое изготовление высоточных затравок при умеренных трудовых и материальных затратах. Предлагаемое устройство может быть внедрено, где необходимо приготавливать точно ориентированные, кристаллические объекты, ограниченные поверхностями, отвечающие заданным кристаллографическим символам. Это позволит устранить используемые трудоемкие операции многочисленных перепроверок и пришлифовок, сократить расход дорогостоящих кристаллографических веществ и уменьшить время на изготоьлсние готовой продукции.

Формула изобретения

Гониометрическое устройство для резки и шлифовки кристалла, включающее станок со столом и механизм для крепления изделия в виде двух кругов, установленных перпендикулярно друг другу, зрительную трубу и коллиматор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ориентации кристаллов, оно снабжено дополнительным кругом, ось которо6

го перпендикулярна оси одного из кругов, а коллиматор закреплен на столе станка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР Л 330956, кл. В 28 d 5/02, 1972.

2.Флинт Е. Е. «Пр актическое руководство по геометрической кристаллографии, М., 1956, с. 153.

dS

3

|

/ 7

«/

Фиг.2