本發(fā)明屬于機械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機床設(shè)備上使用的單晶硅加工掏棒裝置。

背景技術(shù)：

直拉法及懸浮區(qū)熔法生產(chǎn)單晶硅棒，在拉制、加工過程中，時常產(chǎn)生如下晶棒：1.由于一些電阻、壽命、缺陷等方面的原因，有些大尺寸的單晶硅棒不適合原本尺寸的合同要求，但符合較小尺寸合同需求，需要加工成較小尺寸的單晶硅棒；2.由于人員操作、設(shè)備異常會造成部分晶棒加工異常，不符合客戶合同要求，若將這部分晶棒直接報廢成原料，則公司成本損失嚴(yán)重，通常情況下，會根據(jù)晶棒電阻范圍，將其加工成相應(yīng)合同電阻的小尺寸晶棒，已達(dá)到節(jié)約成本的目的；3.為節(jié)約成本，提升單位小時產(chǎn)出率，生產(chǎn)符合小尺寸電阻要求的大尺寸晶棒，后經(jīng)過機械加工變?yōu)槎喔〕叽缇О舻取?/p>

上述情況，都需要將大直徑的單晶硅棒加工成為小直徑的單晶硅棒，以前所使用的技術(shù)方法是利用專用磨床將晶棒磨削到要求規(guī)定的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，但是此種方法是將除標(biāo)準(zhǔn)直徑以外所有多余部分全部轉(zhuǎn)化成硅泥，工作量大、耗能高，推高了生產(chǎn)成本，除此之外，磨削加工量過大時還會對晶棒質(zhì)量產(chǎn)生影響。為了降低加工成本，現(xiàn)有的技術(shù)都是采用掏棒+磨削工藝，先采用掏棒工藝將大尺寸晶棒加工成為留有少量加工余量的小尺寸晶棒，然后再采用磨削工藝加工成標(biāo)準(zhǔn)尺寸晶棒。掏棒工藝不但降低了磨削工藝的設(shè)備工作量和耗能，而且加工掉的晶棒碎料可以回收利用，增大了單晶硅棒的利用率，既提高了工作效率又降低了生產(chǎn)成本。

掏棒技術(shù)是采用專用掏棒刀具沿大尺寸單晶硅棒的端面磨削切割，從單晶硅棒中掏出一個小尺寸的單晶硅棒?，F(xiàn)有的問題在于，掏棒刀具在掏棒過程中切割產(chǎn)生的雜質(zhì)無法及時排出，刀具與加工件之間的間隙很小，摩擦嚴(yán)重，并且冷卻水量少冷卻不足，很容易造成刀具磨損和單晶硅棒損傷，嚴(yán)重影響了掏棒刀具的使用壽命和單晶硅棒的加工質(zhì)量和效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有單晶硅掏棒加工作業(yè)中排雜、冷卻困難造成刀具壽命短和加工效率低的問題，提供一種單晶硅棒掏棒加工設(shè)備上使用的新型單晶硅掏棒裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是通過在掏棒刀具內(nèi)壁和外壁上同時設(shè)置導(dǎo)流槽走水冷卻的方式，增大刀具冷卻水量，同時利用螺旋導(dǎo)流槽構(gòu)造加大冷卻液對切削雜質(zhì)的清洗，降低切削雜質(zhì)對刀縫的影響。

本發(fā)明單晶硅掏棒裝置包括了旋轉(zhuǎn)軸、入水接頭、刀具接頭、導(dǎo)流管、掏棒刀具和單晶硅棒底座；所述的旋轉(zhuǎn)軸、入水接頭、刀具接頭、掏棒刀具和單晶硅棒底座沿同一豎直方向安裝設(shè)置；所述的旋轉(zhuǎn)軸為加工設(shè)備上軸向豎直設(shè)置的刀具安裝旋轉(zhuǎn)動力軸，中部設(shè)為通孔，頂部設(shè)置有安裝接口，底部設(shè)置有安裝法蘭；所述的入水接頭固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸頂部的安裝接口上；所述的掏棒刀具呈圓筒狀，刀口向下，頂部設(shè)置入水接口，內(nèi)外筒壁上分別均布螺紋導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽聯(lián)通頂部的入水接口；所述的掏棒刀具通過刀具接頭豎直固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸的安裝法蘭上；所述的導(dǎo)流管固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸中部的通孔中，上端固定連接入水接頭，下端固定連接掏棒刀具頂部的入水接口；所述的單晶硅棒底座安裝設(shè)置在設(shè)備工作平臺上，位于旋轉(zhuǎn)軸正下方。

所述的入水接頭由上下兩部分活動連接組成，通過下部分與旋轉(zhuǎn)軸固定連接，入水口設(shè)置在上部分側(cè)部。

所述的掏棒刀具內(nèi)筒壁上的螺紋導(dǎo)流槽的螺旋方向與掏棒刀具的旋轉(zhuǎn)方向相同，外筒壁上的螺紋導(dǎo)流槽的螺旋方向與掏棒刀具的旋轉(zhuǎn)方向相反。

所述的螺紋導(dǎo)流槽的螺紋間距設(shè)置在100-120mm。

所述的單晶硅棒底座上設(shè)置有凸臺，凸臺面積小于單晶硅棒的標(biāo)準(zhǔn)尺寸端面。

本發(fā)明的有益效果在于：掏棒刀具與單晶硅棒的加工縫隙中冷卻水通行流暢，冷卻效果好，雜質(zhì)排出及時，增大了刀縫活動空間，不但提高了刀具工作效率，降低了對刀具材質(zhì)的要求，而且減少了對單晶硅棒掏棒質(zhì)量的影響。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的構(gòu)造示意圖；

附圖中：旋轉(zhuǎn)軸1、通孔11、安裝接口12、安裝法蘭13、入水接頭2、入水口21、刀具接頭3、導(dǎo)流管4、掏棒刀具5、刀口51、入水接口52、外壁導(dǎo)流槽53、內(nèi)壁導(dǎo)流槽54、單晶硅棒底座6、凸臺61、單晶硅棒7、設(shè)備工作平臺8。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述；任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

如附圖1所示，本發(fā)明單晶硅掏棒裝置，包括了旋轉(zhuǎn)軸1、入水接頭2、刀具接頭3、導(dǎo)流管4、掏棒刀具5和單晶硅棒底座6；所述的旋轉(zhuǎn)軸1、入水接頭2、刀具接頭3、掏棒刀具5和單晶硅棒底座6沿同一豎直方向安裝設(shè)置；所述的旋轉(zhuǎn)軸1為加工設(shè)備上軸向豎直設(shè)置的刀具安裝旋轉(zhuǎn)動力軸，中部設(shè)為通孔11，頂部設(shè)置有安裝接口12，底部設(shè)置有安裝法蘭13；所述的入水接頭2固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸1頂部的安裝接口12上；所述的掏棒刀具5呈圓筒狀，刀口51向下，頂部設(shè)置入水接口52，內(nèi)外筒壁上分別均布螺紋導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽聯(lián)通頂部的入水接口52；所述的掏棒刀具5通過刀具接頭3豎直固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸1的安裝法蘭13上；所述的導(dǎo)流管4固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸1中部的通孔11中，上端固定連接入水接頭2，下端固定連接掏棒刀具5頂部的入水接口52；所述的單晶硅棒底座6安裝設(shè)置在設(shè)備工作臺面8上，位于旋轉(zhuǎn)軸1正下方；所述的入水接頭3由上下兩部分活動連接組成，通過下部分與旋轉(zhuǎn)軸固定連接，入水口21設(shè)置在上部分側(cè)部；所述的掏棒刀具5內(nèi)筒壁上的內(nèi)壁導(dǎo)流槽54的螺旋方向與掏棒刀具的旋轉(zhuǎn)方向相同，外筒壁上的外壁導(dǎo)流槽53的螺旋方向與掏棒刀具5的旋轉(zhuǎn)方向相反；所述的單晶硅棒底座6上設(shè)置有凸臺61，待加工單晶硅棒7通過下端面豎直粘結(jié)安裝在凸臺61上，凸臺61的面積小于單晶硅棒7的標(biāo)準(zhǔn)尺寸端面。

本發(fā)明單晶硅掏棒裝置加工單晶硅棒的主要步驟如下：

(1)將需要加工的單晶硅棒8的單個端面通過粘膠(如水煮膠)粘結(jié)在單晶硅棒底座6的凸臺61上，使單晶硅棒8豎直牢固的固定在單晶硅棒底座6上；

(2)將與單晶硅棒底座6牢固粘結(jié)的單晶硅棒8通過單晶硅棒底座6豎直固定在設(shè)備操作平臺8上，位置與掏棒刀具5垂直對齊；

(3)打開設(shè)備水路開關(guān)及旋轉(zhuǎn)軸1開關(guān)，冷卻液從入水接頭2供入，通過導(dǎo)流管4從旋轉(zhuǎn)軸1內(nèi)部流入掏棒刀具5，通過入水接口52流入內(nèi)壁和外壁上均勻布置的螺旋狀內(nèi)壁導(dǎo)流槽54和外壁導(dǎo)流槽53，最后從刀口51處流出，隨著掏棒刀具5的旋轉(zhuǎn)，冷卻水在螺旋狀導(dǎo)流槽中加速流通。

(4)設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)速為600-800轉(zhuǎn)/min，走刀速度為25-30mm/min；

(5)調(diào)整掏棒刀具5的刀口51至單晶硅棒8上部端面待加工的部位，使刀口51與單晶硅棒8上部端面接觸開始往下旋轉(zhuǎn)切割；

(6)加工結(jié)束后，先停止旋轉(zhuǎn)軸1旋轉(zhuǎn)，后向上退出掏棒刀具5，最后停止冷卻水；

(7)將加工好的單晶硅棒8連同單晶硅棒底座6一起取下，脫膠使單晶硅棒8的下端面與單晶硅棒底座6的凸臺61分離。