CN115056092A - 一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打磨装置技术领域，且公开了一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，本发明通过磨头经顶出弹簧弹性固定，并通过在磨杆上设置有调径锥齿，且调径齿圈通过移动使得调径锥齿的转动直径出现变化，使得磨头在修磨的过程中，通过调径齿圈限制了磨头的运动直径，从而避免对坩埚件内部无需修磨的部分进行打磨工作，而通过顶出弹簧的弹性固定，从而在磨头碰触坩埚件中的制造凸起时，可通过顶出弹簧进行弹性缓冲，避免磨头与坩埚件硬性撞击力度过大而出现磨头破碎的现象，最终达到修磨不同内径及弹性缓冲修磨的目的。

Description

一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置

技术领域

本发明涉及打磨装置技术领域，具体为一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置。

背景技术

光伏竞争越来越激烈，如何进一步提升晶硅片转换效率、降低晶硅片成本，是铸锭行业发展的主流趋势。目前，硅片效率方面，国内晶硅铸锭企业主要通过铸锭单晶、去除效率较差的侧向晶或制备大尺寸硅片的形式来提升晶硅片的效率，对于铸锭配套是使用的坩埚行业的要求进一步提高，由于铸锭单晶底部需要平铺硅片作为仔晶，同时铸锭长晶应尽量保持竖直，因此坩埚的底部的平整度和侧壁与底面垂直度将直接影响铸锭单晶的位错密度。

由于石英坩埚生产拔模斜度及压力作用，坩埚内模不平整，内度与底部有1-3度的角度，因此铸锭单晶用石英陶瓷坩埚在制备完成后，需要对内部进行修磨，从而使得坩埚内底相对平整同时尽量与侧壁保持90度，易于进行使用，而现有坩埚打磨时，多数通过人工进行修磨，不仅效率低，还使得劳动强度增大，虽现有数控机床进行修磨可以大幅度的增加工作效率，但数控机床操作本身的使用成本较高，从而造成一些加工的维护及使用成本增加，同样不利于实际的使用。

发明内容

针对背景技术中提出的现有坩埚打磨装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，具备修磨不同内径及弹性缓冲修磨的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，包括底座和坩埚件，所述底座一侧固定有夹持机构，所述底座的表面设置有推进机构，所述推进机构的表面固定安装有修磨架，且修磨架的内壁活动安装有支撑架，所述支撑架之间固定连接有连接杆，所述支撑架的内壁滑动设置有导向块，且导向块的侧壁固定安装有位于支撑架内部的顶出弹簧，所述导向块的内壁活动安装有磨杆，所述磨杆的一端固定安装有驱动电机，且驱动电机的一侧固定安装有与支撑架活动安装的安装架，所述磨杆的另一端固定安装有位于坩埚件一侧的磨头。

优选的，所述磨杆的侧壁固定安装有位于支撑架之间的调径锥齿，所述修磨架的内壁活动安装有位于调径锥齿外侧的调径齿圈，所述调径齿圈的侧壁固定安装有将调径齿圈在修磨架中轴向调节的调径扳手。

优选的，所述调径扳手的侧壁固定安装有与修磨架内壁滑动连接的指示架，所述指示架包括调径指示线、红指示板和蓝指示板，所述红指示板与蓝指示板之间以调径扳手为中心对称固定安装，所述指示架的中部设置有调径指示线，所述红指示板的一侧设有齿排，所述修磨架的一侧固定安装有锁止弹簧，且锁止弹簧的顶端放置有将红指示板一侧齿排顶死的锁止球，所述修磨架的侧壁开设有供指示架偏转的避让槽。

优选的，所述修磨架设为中通的圆柱体，且修磨架与坩埚件的中轴线对齐，所述磨杆的侧壁固定安装有位于磨头的一侧扇叶。

优选的，所述导向块的端面形状设为凸字形。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过磨头经顶出弹簧弹性固定，并通过在磨杆上设置有调径锥齿，且调径齿圈通过移动使得调径锥齿的转动直径出现变化，使得磨头在修磨的过程中，通过调径齿圈限制了磨头的运动直径，从而避免对坩埚件内部无需修磨的部分进行打磨工作，而通过顶出弹簧的弹性固定，从而在磨头碰触坩埚件中的制造凸起时，可通过顶出弹簧进行弹性缓冲，避免磨头与坩埚件硬性撞击力度过大而出现磨头破碎的现象，最终达到修磨不同内径及弹性缓冲修磨的目的。

2、本发明指示架包括红指示板和蓝指示板，并通过在修磨架上设置有顶动红指示板的锁止弹簧，保证在实际修磨的过程中，通过调整调径齿圈至合适位置后，调径锥齿在调径齿圈上转动，从而实现调径齿圈转动并压制锁止弹簧，进而此时蓝指示板显现而出，外部操作者通过观察蓝指示板就说明坩埚件修磨完毕，而若磨头对坩埚件凸起内壁修磨时，会通过坩埚件内壁顶动磨头，致使调径锥齿脱离调径齿圈，致使红指示板在锁止弹簧的弹力作用下显现而出，外部的操作人员可以明显的通过坩埚件在修磨的过程中有无红指示板的显现，即可知晓坩埚件有没有加工完毕，最终实现便于观察修磨状态的目的。

3、本发明通过在磨杆上设置有位于磨头一侧的扇叶，从而通过磨头在修磨的过程中，不仅通过扇叶的转动使得坩埚件中修磨的碎屑被吹出，还通过修磨架设为中空的圆柱筒，从而通过扇叶的转动，使得修磨架自身构成轴流风机，保证修磨架内腔清洁的同时还对修磨架内腔的各部件进行降温，最终达到实时降温吹屑的目的。

附图说明

图1为本发明整体外部结构示意图；

图2为本发明修磨架内部立体结构示意图；

图3为本发明整体剖视结构示意图；

图4为本发明图3中A-A处剖视结构示意图；

图5为本发明导向块连接结构示意图；

图6为本发明指示板平面展开结构示意图。

图中：1、底座；2、夹持机构；3、坩埚件；4、磨头；5、磨杆；6、扇叶；7、调径扳手；8、指示架；80、调径指示线；81、红指示板；82、蓝指示板；9、修磨架；10、支撑架；11、安装架；12、驱动电机；13、导向块；14、顶出弹簧；15、连接杆；16、调径锥齿；17、推进机构；18、调径齿圈；19、锁止球；20、锁止弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，包括底座1和坩埚件3，而底座1的一侧固定有用于对坩埚件3进行固定的夹持机构2，现有的固定的方式主要有三爪卡盘或其它夹紧类定心工具，而在底座1的表面设置有推进机构17，并通过现有技术的控制实现推进机构17靠近夹持机构2，以此保证后续对坩埚件3的内壁进行修磨，而通过在推进机构17的表面固定安装有修磨架9，并通过修磨架9的内壁分别活动安装有支撑架10，支撑架10的数量有两个，并通过支撑架10可在修磨架9的内壁进行转动，从而保证后续修磨的过程中支撑架10进行跟随的运动，而在支撑架10之间固定连接有连接杆15，并通过连接杆15的设置保证支撑架10之间转动时同步的进行运动，之后，在支撑架10的内壁滑动设置有导向块13，且导向块13的侧壁固定安装有位于支撑架10内部的顶出弹簧14，并在导向块13的内壁活动安装有磨杆5，因而通过导向块13限制了磨杆5在修磨架9中只能进行纵向推动而无法进行轴向移动，并通过在磨杆5的一端固定安装有驱动电机12，且驱动电机12的一侧固定安装有与支撑架10活动安装的安装架11，保证安装架11在转动过程中，通过驱动电机12转动使得磨杆5同步进行转动，而在磨杆5的一端固定安装有位于坩埚件3一侧的磨头4，并通过将磨头4设为圆柱体，从而保证磨头4在对坩埚件3内腔修磨的过程中，通过顶出弹簧14弹性将磨杆5向外顶出，致使磨头4压制在坩埚件3的内壁，并通过驱动电机12转动从而实现对坩埚件3内壁的进行转动修磨。

请参阅图3和图4，其中，为了进一步限制磨头4对坩埚件3内壁的修磨，保证磨头4不会对坩埚件3正常内壁进行磨削，从而通过在磨杆5的侧壁固定安装有位于支撑架10之间的调径锥齿16，并通过在修磨架9的内壁活动安装有位于调径锥齿16外侧的调径齿圈18，调径齿圈18的形状呈圆环形，并通过调径齿圈18的侧壁固定安装有将调径齿圈18在修磨架9中轴向调节的调径扳手7，从而保证在工作的过程中，通过调径扳手7的活动，使得调径齿圈18移动至调径锥齿16外部的不同部位，而通过调径齿圈18的限制，致使调径锥齿16仅能依据调径齿圈18的内齿圈进行活动，避免调径锥齿16转动直径过大而对坩埚件3内壁正常部位进行修磨的现象。

请参阅图3、图4和图6，其中，为了实时的了解坩埚件3是否修磨完毕，从而通过在调径扳手7的侧壁固定安装有与修磨架9内壁滑动连接的指示架8，并通过指示架8包括调径指示线80、红指示板81和蓝指示板82，红指示板81与蓝指示板82之间以调径扳手7为中心对称固定安装，并在指示架8的中部设置有调径指示线80，而通过红指示板81的一侧设有齿排，并通过在修磨架9的一侧固定安装有锁止弹簧20，且锁止弹簧20的顶端放置有将红指示板81一侧齿排顶死的锁止球19，并通过在修磨架9的侧壁开设有供指示架8偏转以实现对指示架8指示状态查看的避让槽，从而保证工作的过程中，通过调径扳手7的推动，使得红指示板81克服锁止弹簧20的弹力并活动，易于使用者针对调径指示线80的标识调节磨头4的可修磨内壁直径，而通过红指示板81设为工作指示状态，蓝指示板82设为工作完成指示状态，从而易于操作者在使用的过程中，依据指示架8所显现出的指示直观的了解磨头4工作的状态。

请参阅图3，其中，为了易于对修磨架9内腔降温及对坩埚件3中的磨屑清理，因而通过将修磨架9设为中通的圆柱体，且修磨架9与坩埚件3的中轴线对齐，并在磨杆5的侧壁固定安装有位于磨头4的一侧扇叶6，从而依据扇叶6跟随磨头4同步的转动，不仅易于进行降温，还可将磨屑吹出，避免磨屑堆积而影响磨头4的修磨。

请参阅图3和图5，其中，为了使磨头4接触坩埚件3内壁后不会使得磨杆5发生倾斜的现象，从而将调径锥齿16与调径齿圈18进行稳定的贴合和脱离，因而通过导向块13的端面形状设为凸字形，因而通过导向块13在带动磨杆5上下运动的过程中，不仅避免因磨杆5单边受力而出现偏移的现象，还使得磨杆5上的磨头4始终受到顶出弹簧14的推力顶在坩埚件3的内壁上。

本发明的工作原理如下：使用时，通过将坩埚件3固定在夹持机构2上，之后，调径扳手7依据调径指示线80使得指示架8整体推动，并在推动时克服锁止弹簧20的弹力，推至合适位置后，锁止球19在锁止弹簧20弹力的影响将指示架8进行固定，而调径齿圈18限制着调径锥齿16的转动直径。

其次，通过推进机构17向夹持机构2的方向推进，使得磨头4置于坩埚件3的内腔中，之后，通过驱动电机12实现磨杆5带动磨头4进行逆时针转动，转动方向参考附图4，进而通过磨头4实现对坩埚件3的内壁进行打磨。

而导向块13受顶出弹簧14的推动使得调径锥齿16贴近调径齿圈18，同时，磨头4向坩埚件3的内壁靠近，若此时坩埚件3内有制造时余留的凸块，会由于磨头4侧壁对凸块进行修磨，并受凸块的顶起，致使磨头4克服顶出弹簧14的弹力，从而使得调径锥齿16远离调径齿圈18，受到磨头4持续的转动，从而实现磨头4对凸起持续的修磨，直至在磨头4不断转动过程中将凸起修磨完毕。

而在磨头4修磨的过程中，通过观察外部指示架8，当坩埚件3中全部被修磨完毕后，由于调径锥齿16受到顶出弹簧14的弹力会始终贴合在调径齿圈18上，进而在调径锥齿16在调径齿圈18上转动时，调径齿圈18受偏转力压制锁止弹簧20，致使蓝指示板82显示出来，此时，只需观察红指示板81是否再次出现，即可实时的了解磨头4的修磨状态，而在坩埚件3中仍有未修磨的部位时，会由于磨头4与未修磨部位接触，磨头4受坩埚件3的阻挡压制顶出弹簧14，致使调径锥齿16与调径齿圈18发生脱离，而调径齿圈18在不受调径锥齿16转动力时，会受到锁止弹簧20的弹力将红指示板81顶出，因而只需外部观察红指示板81是否闪出，即可知晓是否修磨完毕。

修磨的过程中，通过磨杆5带动扇叶6转动，而通过扇叶6的转动将修磨架9内腔中的气流吹至坩埚件3中，不仅通过气流吹动将坩埚件3中修磨后的灰屑吹出，还通过扇叶6转动对修磨架9内腔的各部件降温。

可以通过更换不同的磨头4以针对性的对底部进行打磨加工。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，包括底座（1）和坩埚件（3），所述底座（1）一侧固定有夹持机构（2），所述底座（1）的表面设置有推进机构（17），其特征在于：所述推进机构（17）的表面固定安装有修磨架（9），且修磨架（9）的内壁活动安装有支撑架（10），所述支撑架（10）之间固定连接有连接杆（15），所述支撑架（10）的内壁滑动设置有导向块（13），且导向块（13）的侧壁固定安装有位于支撑架（10）内部的顶出弹簧（14），所述导向块（13）的内壁活动安装有磨杆（5），所述磨杆（5）的一端固定安装有驱动电机（12），且驱动电机（12）的一侧固定安装有与支撑架（10）活动安装的安装架（11），所述磨杆（5）的另一端固定安装有位于坩埚件（3）一侧的磨头（4）。

2.根据权利要求1所述的一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，其特征在于：所述磨杆（5）的侧壁固定安装有位于支撑架（10）之间的调径锥齿（16），所述修磨架（9）的内壁活动安装有位于调径锥齿（16）外侧的调径齿圈（18），所述调径齿圈（18）的侧壁固定安装有将调径齿圈（18）在修磨架（9）中轴向调节的调径扳手（7）。

3.根据权利要求2所述的一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，其特征在于：所述调径扳手（7）的侧壁固定安装有与修磨架（9）内壁滑动连接的指示架（8），所述指示架（8）包括调径指示线（80）、红指示板（81）和蓝指示板（82），所述红指示板（81）与蓝指示板（82）之间以调径扳手（7）为中心对称固定安装，所述指示架（8）的中部设置有调径指示线（80），所述红指示板（81）的一侧设有齿排，所述修磨架（9）的一侧固定安装有锁止弹簧（20），且锁止弹簧（20）的顶端放置有将红指示板（81）一侧齿排顶死的锁止球（19），所述修磨架（9）的侧壁开设有供指示架（8）偏转的避让槽。

4.根据权利要求1所述的一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，其特征在于：所述修磨架（9）设为中通的圆柱体，且修磨架（9）与坩埚件（3）的中轴线对齐，所述磨杆（5）的侧壁固定安装有位于磨头（4）的一侧扇叶（6）。

5.根据权利要求1所述的一种铸锭单晶用石英陶瓷坩埚的打磨装置，其特征在于：所述导向块（13）的端面形状设为“凸”字形。

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