CN102294761B - 一种晶体材料加工用定心夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶体材料的夹具，具体涉及一种晶体材料加工用定心夹紧装置，一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)的上部相对面上分别固定连接大夹持块(1)和小夹持块(5)，大夹持块和小夹持块的相对面上分别设有卡槽(16)，在一侧摇臂和另一侧摇臂底座的摇臂支撑板(7)铰接处下部分别连接弹性体的两端；在对应一侧摇臂和另一侧摇臂(4)之间的下部设有上小下大的楔形块(8)，楔形块下部设有上下移动的动力机构；本发明通过一侧摇臂上大夹持块和另一侧摇臂的小夹持块实现对硅芯的稳固定位，实现对硅芯的精准钻孔或切槽或磨削；本发明克服了传统的人工作业方式造成的横硅芯或竖硅芯上的孔或磨削槽很不规范的弊端。

Description

一种晶体材料加工用定心夹紧装置

【技术领域】

本发明涉及一种晶体材料的夹具，具体涉及一种晶体材料加工用定心夹紧装置。

【背景技术】

在使用西门子法生产多晶硅的过程中硅芯搭接技术是一项非常重要的技术，它主要应用于多晶硅生产的一个环节、即还原反应过程。所述的还原反应过程的原理是：还原反应是在一个密闭的还原炉中进行的，在装炉前先在还原炉内用硅芯搭接成若干个闭合回路，也就是行话中的“搭桥”；每个闭合回路都由两根竖硅芯和一根横硅芯组成；每一个闭合回路的两个竖硅芯分别接在炉底上的两个电极上，电极分别接直流电源的正负极，然后对硅芯进行加热，加热中一组搭接好的硅芯相当于一个大电阻，向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，进行还原反应；这样，所需的多晶硅就会在硅芯表面生成。

实现上述技术时，通过搭桥技术使一根横硅芯和两根竖硅芯进行联通，其中横硅芯的两端通过钻孔或切槽或磨削成一定形状，然后由磨削成一定形状的磨削面对应切槽部分进行搭接，或在硅芯端部设置具有一定锥度的插柱与硅芯的钻孔进行插接，形成最终的搭接方式；然而前述搭接技术必须对横硅芯或竖硅芯进行先期的加工，硅芯一方面具有硬度高，另一方面具有易折断的特性，所以在加工横硅芯或竖硅芯时必须对硅芯进行固定，目前的加工方法是通过手工扶持硅芯对硅芯进行固定，然后将硅芯对应于磨削或钻孔设备，由于这种方式受到人为干扰的因素非常大；例如，技工师傅的熟练程度、所用设备的加工状况等，都可能使所加工的横硅芯或竖硅芯上的孔或磨削槽很不规范，使得后期搭接工艺中接触面很小，也就是点接触或线接触，从而影响硅芯的加工品质。

发明人通过检索尚未发现机械化的横硅芯或竖硅芯的固定设备，也就是说目前还没有较为完善的机械化横硅芯或竖硅芯的固定加工设备。

【发明内容】

为克服背景技术中的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种晶体材料加工用定心夹紧装置，本发明所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，通过一侧摇臂上大夹持块和另一侧摇臂的小夹持块实现对硅芯的稳固定位，实现对硅芯的精准钻孔或切槽或磨削；本发明克服了传统的人工作业方式造成的横硅芯或竖硅芯上的孔或磨削槽很不规范的弊端，不仅大幅度的提高了工作效率，使硅芯磨削均匀，极大的提高了生产效率和磨削质量。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种晶体材料加工用定心夹紧装置，包括用于固定硅芯的夹持机构；用于夹持机构的自动回位机构；用于放置夹持机构的底座；用于闭合夹持机构的楔形块以及动力机构；所述用于固定硅芯的夹持机构包括一侧摇臂、大夹持块、另一侧摇臂、小夹持块，所述一侧摇臂和另一侧摇臂的上部相对面上分别固定连接大夹持块和小夹持块的外部面，大夹持块和小夹持块的相对面上分别设有卡槽，一侧摇臂和另一侧摇臂的中部设有间距且分别铰接在底座的摇臂支撑板上，在一侧摇臂和另一侧摇臂的下部至下端面的相对面上分别设有斜面形成一侧摇臂和另一侧摇臂的下部扩口结构；所述用于夹持机构的自动回位机构，在一侧摇臂和另一侧摇臂底座的摇臂支撑板铰接处下部分别连接弹性体的两端；所述用于放置夹持机构的底座包括底板、摇臂支撑板，在底板的两侧分别设有摇臂支撑板，一侧摇臂和另一侧摇臂的下部设置在两摇臂支撑板之间的空当内；在对应一侧摇臂和另一侧摇臂之间的下部设有上小下大的楔形块，楔形块下部设有上下移动的动力机构。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，在楔形块下部设置的上下移动的动力机构为气缸，所述气缸的活塞上端与楔形块的下部连接，气缸的快插接头连接的供气管路穿过口后外接气源，所述气缸固定在安装架上，安装架呈槽钢型结构；底座的底板连接在安装架上端。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，在大夹持块的上部设有向上延伸的块体，由所述向上延伸的块体形成硅芯的防滑落结构。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，所述大夹持块上部的向上延伸的块体上设有防滑落槽，所述防滑落槽朝向小夹持块的上端面上部。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，在大夹持块和小夹持块的卡槽相对的另一面分别设有连接限位凸起，一侧摇臂与另一侧摇臂的相对面分别设有连接限位凹陷，大夹持块和小夹持块的连接限位凸起分别与一侧摇臂与另一侧摇臂的连接限位凹陷紧密扣合或粘和形成一体。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，大夹持块和小夹持块的连接限位凸起分别与一侧摇臂与另一侧摇臂的连接限位凹陷紧密扣合后，在一侧摇臂与另一侧摇臂的外部通过锁紧螺丝分别与大夹持块和小夹持块固定连接。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，在一侧摇臂和另一侧摇臂底座的摇臂支撑板铰接处下部设置的弹性体为拉簧或橡皮筋。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，在所述一侧摇臂和另一侧摇臂底座的摇臂支撑板铰接处下部设置的拉簧为一根或两根，其中设置一根拉簧时，拉簧的两端固定在一侧摇臂和另一侧摇臂的对应面上；在设置为两根拉簧时，两根拉簧两端的“C”形折弯分别与穿在穿孔两端的拉簧固定轴固定在一侧摇臂和另一侧摇臂的两侧面上并通过螺母B锁紧拉簧固定轴的一端。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，一侧摇臂、另一侧摇臂分别通过销轴、螺母A铰接在摇臂支撑板上；或通过开口销铰接在摇臂支撑板上。

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，所述大夹持块和小夹持块的材质为尼龙、聚丙烯、聚四氟乙烯。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，通过动力机构对楔形块的控制实现了楔形块的上下运动，在向上运动时由一侧摇臂上大夹持块和另一侧摇臂的小夹持块实现对硅芯的稳固定位，实现对硅芯的精准钻孔或切槽或磨削，这其中钻孔或切槽或磨削的设备同步为定位加工时效果更佳；加工完成后向下运动，一侧摇臂上大夹持块和另一侧摇臂的小夹持块通过弹簧的回弹力便分开，放入另一硅芯，依照上述工艺步骤便可实现多次加工；由于楔形块所用材质为尼龙、聚丙烯、聚四氟乙烯，有效地保护了硅芯不受伤害，也可根据需要将大夹持块和小夹持块设置为不同形状或不同长度；本发明克服了传统的人工作业方式造成的横硅芯或竖硅芯上的孔或磨削槽很不规范的弊端，不仅大幅度的提高了工作效率，而且避免了人工操作过程中经验、注意力、疲劳程度等因素对硅芯磨削质量和磨削效率的影响，使硅芯磨削均匀，极大的提高了生产效率和磨削质量。

【附图说明】

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的加持部分结构示意图。

图3是本发明的侧视结构示意图。

图4是本发明的剖视结构示意图。

图5是图4的A向视图。

图6是图5的B向视图。

图中：1、大夹持块；2、一侧摇臂；3、口；4、另一侧摇臂；5、小夹持块；6、硅芯；7、摇臂支撑板；8、楔形块；9、气缸；10、安装架；11、销轴；12、快插接头；13、拉簧；14、拉簧固定轴；15、防滑落槽；16、卡槽；17、连接限位凸起：18、连接限位凹陷；19、锁紧螺丝；20、穿孔；21、底板；22、空当；23、螺母A；24、斜面；25、螺母B。

具体实施方式

参考下面实施例，可以更详细的解释本发明，但是本发明并不局限于这些实施例的组合方式。

结合附图1～6中所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，包括用于固定硅芯6的夹持机构；用于夹持机构的自动回位机构；用于放置夹持机构的底座；用于闭合夹持机构的楔形块8以及动力机构；所述用于固定硅芯6的夹持机构包括一侧摇臂2、大夹持块1、另一侧摇臂4、小夹持块5，所述一侧摇臂2和另一侧摇臂4的上部相对面上分别固定连接大夹持块1和小夹持块5的外部面，大夹持块1和小夹持块5的相对面上分别设有卡槽16，在大夹持块1的上部设有向上延伸的块体，所述大夹持块1上部的向上延伸的块体上设有防滑落槽15，所述防滑落槽15朝向小夹持块5的上端面上部，由所述向上延伸的块体形成硅芯6的防滑落结构。

本发明在大夹持块1和小夹持块5的卡槽16相对的另一面分别设有连接限位凸起17，一侧摇臂2与另一侧摇臂4的相对面分别设有连接限位凹陷18，大夹持块1和小夹持块5的连接限位凸起17分别与一侧摇臂2与另一侧摇臂4的连接限位凹陷18紧密扣合或粘和形成一体；大夹持块1和小夹持块5的连接限位凸起17分别与一侧摇臂2与另一侧摇臂4的连接限位凹陷18紧密扣合后，在一侧摇臂2与另一侧摇臂4的外部通过锁紧螺丝19分别与大夹持块1和小夹持块5固定连接，本发明考虑到硅芯6具有的较脆的特性，的材质，将所述大夹持块1和小夹持块5使用的材质为比较软尼龙、聚丙烯、聚四氟乙烯，这样可以有效地防止硅芯在落入或撞击防滑落槽15时，硅芯不会出现折断。

本发明所述一侧摇臂2和另一侧摇臂4的中部设有间距且分别铰接在底座的摇臂支撑板7上，在一侧摇臂2和另一侧摇臂4的下部至下端面的相对面上分别设有斜面24形成一侧摇臂2和另一侧摇臂4的下部扩口结构；所述用于夹持机构的自动回位机构，在一侧摇臂2和另一侧摇臂4底座的摇臂支撑板7铰接处下部分别连接拉簧13的两端，所述一侧摇臂2和另一侧摇臂4底座的摇臂支撑板7铰接处下部设置的拉簧13为一根或两根，其中设置一根拉簧13时，拉簧13的两端固定在一侧摇臂2和另一侧摇臂4的对应面上；在设置为两根拉簧13时，两根拉簧13两端的“C”形折弯分别与穿在穿孔20两端的拉簧固定轴14固定在一侧摇臂2和另一侧摇臂4的两侧面上并通过螺母B25锁紧拉簧固定轴14的一端。

所述用于放置夹持机构的底座包括底板21、摇臂支撑板7，在底板21的两侧分别设有摇臂支撑板7，一侧摇臂2和另一侧摇臂4的下部设置在两摇臂支撑板7之间的空当22内；一侧摇臂2、另一侧摇臂4分别通过销轴11、螺母A23铰接在摇臂支撑板7上；或通过开口销铰接在摇臂支撑板7上；在对应一侧摇臂2和另一侧摇臂4之间的下部设有上小下大的楔形块8，楔形块8下部设有上下移动的动力机构，所述动力机构为气缸9，在气缸9的活塞上端与楔形块8的下部连接，气缸9的快插接头12连接的供气管路穿过口3后外接气源，所述气缸9固定在安装架10上，安装架10呈槽钢型结构；底座的底板21连接在安装架10上端。

实施本实用新型所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，结合图1、3、4、5或6，将硅芯6手动放在张开的一侧摇臂2大夹持块1的卡槽16和另一侧摇臂4小夹持块5的卡槽16之间，启动动力机构使楔形块8上行，当楔形块8进入一侧摇臂2和另一侧摇臂4下部的相对斜面，在穿孔20中的销轴11作用下，便会迫使大夹持块1与小夹持块5合并加住硅芯6，然后开始对硅芯6进行磨削或钻孔的加工。

当对硅芯13的磨削或钻孔工艺完成后，动力机构的气缸9中气体放出，楔形块8随气缸活塞向下运动，拉簧13收缩使得一侧摇臂2和另一侧摇臂4上部张开，取下硅芯便可。

需要说明的是本发明构思是建立在硅芯6夹持使硅芯6在较为稳定的状态下加工的，所以本发明给出了不同的使用方式，如利用辅助设备“晶体材料加工中的自动上料装置‘晶体材料加工中的自动上料装置为本发明的另外辅助设备，不属于本发明的保护范围，因此本发明未给予详述，但是可以通过同族专利查询，以便更清楚的理解本发明’”使得硅芯6可以连续供给时，大夹持块1上部的防滑落槽15便可起到辅助的防止滑落作用。

本发明所述动力机构包含利用杠杆原理实施的楔形块8上行机构“图中未显示”；或使用替代的气缸9的活塞；或使用替代的螺杆上顶等所有等同替换形式的楔形块8上行机构。

本发明除了大夹持块1和小夹持块5以外零部件的材质为不锈钢或其它金属；或合金；或硬质塑料均可，但是强度必须达到设计要求。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.一种晶体材料加工用定心夹紧装置，包括用于固定硅芯(6)的夹持机构；用于夹持机构的自动回位机构；用于放置夹持机构的底座；用于闭合夹持机构的楔形块(8)以及动力机构，其特征是：所述用于固定硅芯(6)的夹持机构包括一侧摇臂(2)、大夹持块(1)、另一侧摇臂(4)、小夹持块(5)，所述一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)的上部相对面上分别固定连接大夹持块(1)和小夹持块(5)的外部面，大夹持块(1)和小夹持块(5)的相对面上分别设有卡槽(16)，一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)的中部设有间距且分别铰接在底座的摇臂支撑板(7)上，在一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)的下部至下端面的相对面上分别设有斜面(24)形成一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)的下部扩口结构；所述用于夹持机构的自动回位机构，在一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)底座的摇臂支撑板(7)铰接处下部分别连接弹性体的两端；所述用于放置夹持机构的底座包括底板(21)、摇臂支撑板(7)，在底板(21)的两侧分别设有摇臂支撑板(7)，一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)的下部设置在两摇臂支撑板(7)之间的空当(22)内；在对应一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)之间的下部设有上小下大的楔形块(8)，楔形块(8)下部设有上下移动的动力机构。

2.根据权利要求1所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：在楔形块(8)下部设置的上下移动的动力机构为气缸(9)，所述气缸(9)的活塞上端与楔形块(8)的下部连接，气缸(9)的快插接头(12)连接的供气管路穿过口(3)后外接气源，所述气缸(9)固定在安装架(10)上，安装架(10)呈槽钢型结构；底座的底板(21)连接在安装架(10)上端。

3.根据权利要求1所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：在大夹持块(1)的上部设有向上延伸的块体，由所述向上延伸的块体形成硅芯(6)的防滑落结构。

4.根据权利要求3所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：所述大夹持块(1)上部的向上延伸的块体上设有防滑落槽(15)，所述防滑落槽(15)朝向小夹持块(5)的上端面上部。

5.根据权利要求1所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：在大夹持块(1)和小夹持块(5)的卡槽(16)相对的另一面分别设有连接限位凸起(17)，一侧摇臂(2)与另一侧摇臂(4)的相对面分别设有连接限位凹陷(18)，大夹持块(1)和小夹持块(5)的连接限位凸起(17)分别与一侧摇臂(2)与另一侧摇臂(4)的连接限位凹陷(18)紧密扣合或粘和形成一体。

6.根据权利要求5所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：大夹持块(1)和小夹持块(5)的连接限位凸起(17)分别与一侧摇臂(2)与另一侧摇臂(4)的连接限位凹陷(18)紧密扣合后，在一侧摇臂(2)与另一侧摇臂(4)的外部通过锁紧螺丝(19)分别与大夹持块(1)和小夹持块(5)固定连接。

7.根据权利要求1所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：在一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)底座的摇臂支撑板(7)铰接处下部设置的弹性体为拉簧(13)或橡皮筋。

8.根据权利要求7所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：在所述一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)底座的摇臂支撑板(7)铰接处下部设置的拉簧(13)为一根或两根，其中设置一根拉簧(13)时，拉簧(13)的两端固定在一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)的对应面上；在设置为两根拉簧(13)时，两根拉簧(13)两端的“C”形折弯分别与穿在穿孔(20)两端的拉簧固定轴(14)固定在一侧摇臂(2)和另一侧摇臂(4)的两侧面上并通过螺母B(25)锁紧拉簧固定轴(14)的一端。

9.根据权利要求1所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：一侧摇臂(2)、另一侧摇臂(4)分别通过销轴(11)、螺母A(23)铰接在摇臂支撑板(7)上；或通过开口销铰接在摇臂支撑板(7)上。

10.根据权利要求1、4、5或6任一权利要求所述的晶体材料加工用定心夹紧装置，其特征是：所述大夹持块(1)和小夹持块(5)的材质为尼龙、聚丙烯、聚四氟乙烯。

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