專利名稱：一種可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，在西門子法生產(chǎn)多晶硅的過程中硅芯搭接是一項非常重要的技術(shù)，傳統(tǒng)的硅芯搭接技術(shù)采用“U”形口搭接或“V”形口搭接，即在豎硅芯上端開“U”形坡口或“V”形坡口，橫硅芯端部搭接在坡口處。此搭接技術(shù)存在著以下兩種缺陷第一，橫硅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(yīng)較大，在還原反應(yīng)時此處得到的多晶硅質(zhì)量較差，也就是行話叫法的“拐彎料”；第二，橫硅芯在前后方向可以由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硅芯倒伏。因此需改進(jìn)為一種可有效提高接觸面積和減小電阻的硅芯搭接方法，孔式硅芯搭接方法應(yīng)用而生， 即在橫硅芯上鉆孔，將端部磨削好的豎硅芯穿入橫硅芯兩端的鉆孔中。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決在硅芯上磨鉆孔，從而更好的實施孔式搭接技術(shù)；本發(fā)明公開了一種可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)，該鉆機(jī)可以滿足孔式搭接技術(shù)中對硅芯孔的使用要求，實現(xiàn)在硅芯上磨鉆孔且自動排屑，另外自動排屑功能減去了鉆孔過程中的人工盯點， 不僅節(jié)約了成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)，包括機(jī)架上安裝的進(jìn)給系統(tǒng)、鉆機(jī)頭系統(tǒng)、卡具、冷卻系統(tǒng)；所述鉆機(jī)頭系統(tǒng)設(shè)置在進(jìn)給系統(tǒng)的大托盤上，所述卡具對應(yīng)于鉆機(jī)頭系統(tǒng)設(shè)置；所述鉆機(jī)頭系統(tǒng)包括電機(jī)、鉆軸固定座、設(shè)置在鉆軸固定座上的鉆軸、設(shè)置在鉆軸一端的鉆頭、設(shè)置在鉆軸另一端的旋轉(zhuǎn)接頭，鉆軸設(shè)置有內(nèi)孔，鉆頭和旋轉(zhuǎn)接頭設(shè)置有與鉆軸內(nèi)孔貫通的冷卻水通道；為更好的實施本發(fā)明創(chuàng)造，所述鉆頭分為夾持部分和鉆頭工作部分；鉆頭內(nèi)部設(shè)有冷卻水通道，鉆頭設(shè)有進(jìn)水孔和出水孔；所述進(jìn)水孔和出水孔與冷卻水通道貫通；鉆頭工作部分頂端設(shè)有鉆頭端面，鉆頭端面上至少設(shè)有一個出水孔，并且應(yīng)有出水孔包含鉆頭的回轉(zhuǎn)中心點；包含鉆頭回轉(zhuǎn)中心點的出水孔具有以鉆頭回轉(zhuǎn)中心點為圓心形成的內(nèi)切圓；在鉆頭上至少有一個出水孔的最大內(nèi)切圓直徑大于以鉆頭回轉(zhuǎn)中心點為圓心形成的內(nèi)切圓的直徑。為更好的實施本發(fā)明創(chuàng)造，所述冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)水總管、出水管和噴水管，所述進(jìn)水總管分別與噴水管和鉆機(jī)頭系統(tǒng)鉆軸的旋轉(zhuǎn)接頭連接；出水管設(shè)置在機(jī)架上，廢水與硅渣經(jīng)出水管排出；噴水管設(shè)置在夾具和鉆頭之間，固連在機(jī)架上。為更好的實施本發(fā)明創(chuàng)造，所述進(jìn)給系統(tǒng)包括依次連接的電機(jī)A、聯(lián)軸器、大托盤和絲桿，絲桿兩端通過軸承設(shè)置在軸座上，絲母與絲桿旋合連接。
本發(fā)明鉆機(jī)的鉆機(jī)頭系統(tǒng)，通過單獨控制或聯(lián)動控制實現(xiàn)在硅芯上鉆孔；卡具用于裝夾硅芯；冷卻系統(tǒng)中水流一方面通過噴水管流出，進(jìn)而在鉆孔過程中進(jìn)行降溫和沖刷碎屑，一方面從鉆機(jī)頭系統(tǒng)鉆軸內(nèi)部流入，從鉆頭出水孔流出，在鉆孔過程中實現(xiàn)自動鉆孔除屑功能。


圖1是本發(fā)明鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明鉆頭工作原理示意圖；圖5是本發(fā)明冷卻系統(tǒng)在鉆機(jī)上分布示意圖。圖6是鉆頭出水孔設(shè)置原理圖。圖中:1、機(jī)架；2、電機(jī)；3、大托盤；4、鉆機(jī)頭系統(tǒng)；5、滑軌；6、夾具；8、出水管；9、 進(jìn)水總管；10、噴水管；12、絲桿；13、鉆軸固定座；14、鉆頭；15、鉆軸；16、夾持部分；17、鉆頭工作部分；18、冷卻水通道；19、鉆頭端面；20、出水孔；21、硅柱；22、水流；23、旋轉(zhuǎn)接頭； 對、進(jìn)水孔；25、內(nèi)切圓；26、最大內(nèi)切圓；27、軸承；28、軸座；29、聯(lián)軸器；30、絲母；31、電機(jī)
A0
具體實施例方式參考下面的實施例，可以更詳細(xì)解釋本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這些實施例的組合方式。結(jié)合圖1、圖2、圖5，本實施例的一種可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)， 機(jī)架上安裝有進(jìn)給系統(tǒng)、鉆機(jī)頭系統(tǒng)、卡具6、冷卻系統(tǒng)；鉆機(jī)頭系統(tǒng)設(shè)置在進(jìn)給系統(tǒng)的大托盤3上，卡具6對應(yīng)于鉆機(jī)頭系統(tǒng)設(shè)置。其中，進(jìn)給系統(tǒng)包括依次連接的電機(jī)2、聯(lián)軸器四和絲桿12，絲桿兩端通過軸承27 設(shè)置在軸座28上，絲母30與絲桿旋合連接。鉆機(jī)頭系統(tǒng)包括電機(jī)A31、鉆軸固定座13、設(shè)置在鉆軸固定座上的鉆軸15、設(shè)置在鉆軸一端的鉆頭14、設(shè)置在鉆軸另一端的旋轉(zhuǎn)接頭23，鉆軸15設(shè)置有內(nèi)孔，鉆頭14和旋轉(zhuǎn)接頭23設(shè)置有與鉆軸內(nèi)孔貫通的冷卻水通道18。冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)水總管9、出水管8和噴水管10，所述進(jìn)水總管9分別與噴水管10 和鉆機(jī)頭系統(tǒng)鉆軸的旋轉(zhuǎn)接頭23連接；出水管8設(shè)置在機(jī)架1上，廢水與硅渣經(jīng)出水管8 排出；噴水管10設(shè)置在夾具6和鉆頭14之間，固連在機(jī)架上。結(jié)合圖3、圖6，鉆頭分為夾持部分I6和鉆頭工作部分17 ；鉆頭內(nèi)部設(shè)有冷卻水通道18，鉆頭設(shè)有進(jìn)水孔M和出水孔20 ；所述進(jìn)水孔M和出水孔20與冷卻水通道貫通18 ； 鉆頭工作部分頂端設(shè)有鉆頭端面19，鉆頭端面上19至少設(shè)有一個出水孔20，并且應(yīng)有出水孔20包含鉆頭的回轉(zhuǎn)中心點；包含鉆頭回轉(zhuǎn)中心點的出水孔20具有以鉆頭回轉(zhuǎn)中心點為圓心形成的內(nèi)切圓25 ；在鉆頭上至少有一個出水孔的最大內(nèi)切圓沈直徑大于以鉆頭回轉(zhuǎn)中心點為圓心形成的內(nèi)切圓25的直徑。結(jié)合圖2，本發(fā)明的鉆機(jī)工作過程是，將橫硅芯裝夾在卡具6上，根據(jù)橫硅芯的長度調(diào)節(jié)卡具6之間的距離，具體調(diào)節(jié)時，將一個卡具固定，另一個卡具根據(jù)橫硅芯的長度左右調(diào)節(jié)以使硅芯正確裝夾；同樣將一個鉆機(jī)頭系統(tǒng)固定，另一個鉆機(jī)頭系統(tǒng)根據(jù)卡具的定位左右調(diào)節(jié)，以使鉆頭位置對中。啟動開關(guān)，進(jìn)水總管9中通水，水流一方面通過噴水管10 流出，沖刷鉆頭與硅芯的接觸面，進(jìn)而在鉆孔過程中對鉆頭進(jìn)行降溫和沖刷碎屑；一方面通過鉆機(jī)頭系統(tǒng)上的旋轉(zhuǎn)接頭23進(jìn)入鉆軸15，由于鉆頭14和旋轉(zhuǎn)接頭23的冷卻水通道18 與鉆軸15內(nèi)孔貫通，水流直至鉆頭出水孔20流出，在鉆孔過程中實現(xiàn)自動鉆孔除屑功能。 進(jìn)給系統(tǒng)的電機(jī)2動作，帶動絲桿12旋轉(zhuǎn)，通過絲桿12與絲母30旋合運(yùn)動，帶動大托盤 3前進(jìn)，設(shè)置在進(jìn)給系統(tǒng)大托盤3上的鉆機(jī)頭系統(tǒng)快速進(jìn)給至將要接觸硅芯處，之后鉆機(jī)頭系統(tǒng)電機(jī)A31動作，帶動鉆頭14以工進(jìn)速度進(jìn)行磨鉆加工。鉆出所需要的孔時鉆頭快速退出，加工過程完畢。加工過程中的廢水通過出水管8排出。鉆機(jī)中滑軌5起導(dǎo)向定位作用，實現(xiàn)大托盤3方向上的精確進(jìn)給；大托盤3沿絲桿 12實現(xiàn)尺寸上精確進(jìn)給。結(jié)合圖3、圖4、圖6，鉆頭部分的工作原理及其使用方法是鉆頭磨削加工過程中， 進(jìn)入鉆機(jī)頭系統(tǒng)中水流22進(jìn)入鉆頭進(jìn)水孔M通過鉆頭冷卻水通道18從鉆頭出水孔20流出，一方面起冷卻作用，一方面將鉆頭中心處形成的硅柱21沖出；隨著磨削的進(jìn)行，鉆頭中心處的硅芯磨削成細(xì)小的柱狀，由于鉆頭出水口 20的以鉆頭回轉(zhuǎn)中心點為圓心形成的內(nèi)切圓25為最小直徑圓，該出水孔20的最大內(nèi)切圓沈直徑大于內(nèi)切圓25的直徑，且出水孔 20均與冷卻水通道18貫通，即使柱狀硅芯填充在內(nèi)切圓25內(nèi)，水流22仍可從最大內(nèi)切圓 26位置處流出，不會引起鉆頭水孔堵塞，磨削結(jié)束后硅柱在工作液的沖刷作用下自動排出， 實現(xiàn)自動排屑；最后鉆頭停止，快速退出。通過該鉆機(jī)將兩端帶硅芯圓球體的橫硅芯加工出孔，兩根豎硅芯可分別插入，不僅使兩根豎硅芯與橫硅芯圓球體緊密牢固連接，有效提高搭橋硅芯的接觸面積，使硅芯不易倒伏；而且使硅芯搭接處具有良好的導(dǎo)電性能，減小電阻，進(jìn)而在多晶硅生產(chǎn)中提高多晶硅的品質(zhì)。為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和本發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變換和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)，包括機(jī)架上安裝的進(jìn)給系統(tǒng)、鉆機(jī)頭系統(tǒng)、卡具、冷卻系統(tǒng)；所述鉆機(jī)頭系統(tǒng)設(shè)置在進(jìn)給系統(tǒng)的大托盤(3)上，所述卡具對應(yīng)于鉆機(jī)頭系統(tǒng)設(shè)置；其特征在于所述鉆機(jī)頭系統(tǒng)包括電機(jī)A(31)、鉆軸固定座(13)、設(shè)置在鉆軸固定座上的鉆軸(15)、設(shè)置在鉆軸一端的鉆頭(14)、設(shè)置在鉆軸另一端的旋轉(zhuǎn)接頭 (23)，鉆軸(15)設(shè)置有內(nèi)孔，鉆頭(14)和旋轉(zhuǎn)接頭設(shè)置有與鉆軸(15)內(nèi)孔貫通的冷卻水通道；所述鉆頭(14)分為夾持部分(16)和鉆頭工作部分(17)；鉆頭(14)內(nèi)部設(shè)有冷卻水通道(18)，鉆頭設(shè)有進(jìn)水孔(24)和出水孔(20)；所述進(jìn)水孔(24)和出水孔(20)與冷卻水通道(18)貫通；鉆頭工作部分(17)頂端設(shè)有鉆頭端面(19)，鉆頭端面上至少設(shè)有一個出水孔(20)，并且應(yīng)有出水孔包含鉆頭(14)的回轉(zhuǎn)中心點；包含鉆頭回轉(zhuǎn)中心點的出水孔 (20)具有以鉆頭回轉(zhuǎn)中心點為圓心形成的內(nèi)切圓(25)；在鉆頭(14)上至少有一個出水孔的最大內(nèi)切圓(26)直徑大于以鉆頭(14)回轉(zhuǎn)中心點為圓心形成的內(nèi)切圓(25)的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)水總管(9)、出水管(8)和噴水管(10)，所述進(jìn)水總管(9)分別與噴水管 (10)和鉆機(jī)頭系統(tǒng)鉆軸(15)的旋轉(zhuǎn)接頭(23)連接；出水管⑶設(shè)置在機(jī)架上，廢水與硅渣經(jīng)出水管⑶排出；噴水管(10)設(shè)置在夾具(6)和鉆頭(14)之間，固連在機(jī)架⑴上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)，其特征在于所述進(jìn)給系統(tǒng)包括依次連接的電機(jī)(2)、聯(lián)軸器(29)、大托盤(3)和絲桿(12)，絲桿兩端通過軸承(27)設(shè)置在軸座(28)上，絲母(30)與絲桿(12)旋合連接。
全文摘要
本發(fā)明公開的可在硅芯或其它晶體材料上磨鉆孔的鉆機(jī)，包括機(jī)架(1)上安裝的進(jìn)給系統(tǒng)、鉆機(jī)頭系統(tǒng)、卡具(6)、冷卻系統(tǒng)；所述鉆機(jī)頭系統(tǒng)設(shè)置在進(jìn)給系統(tǒng)的大托盤(3)上，所述卡具對應(yīng)于鉆機(jī)頭系統(tǒng)設(shè)置；其特征在于所述鉆機(jī)頭系統(tǒng)包括電機(jī)A(31)、鉆軸固定座(13)、設(shè)置在鉆軸固定座上的鉆軸(15)、設(shè)置在鉆軸一端的鉆頭(14)、設(shè)置在鉆軸另一端的旋轉(zhuǎn)接頭(23)，鉆軸設(shè)置有內(nèi)孔，鉆頭和旋轉(zhuǎn)接頭設(shè)置有與鉆軸內(nèi)孔貫通的冷卻水通道(18)；該鉆機(jī)可以滿足孔式搭接技術(shù)中對硅芯孔的使用要求，實現(xiàn)在硅芯上磨鉆孔且自動排屑，另外自動排屑功能減去了鉆孔過程中的人工盯點，不僅節(jié)約了成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B28D5/00GK102152412SQ20101062128
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉朝軒, 朱清奎 申請人:洛陽金諾機(jī)械工程有限公司