DE3201961C2

DE3201961C2 - Innenlochsägeblatt

Info

Publication number: DE3201961C2
Application number: DE3201961A
Authority: DE
Inventors: Kunio Tokyo Ohwada
Original assignee: Fujikoshi KK
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 1981-03-23
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1984-05-17
Also published as: JPS5818213B2; JPS57156210A; DE3201961A1; US4445413A

Abstract

Aufschneideklinge mit einem ringförmigen Körper aus in einer Richtung gewalztem Stahlblech mit einer an der inneren Umfangskante des Stahlblech-Ringkörpers ausgebildeten Schneide. Die Klinge kann mit dem äußeren Umfangsteil des Stahlblech-Ringkörpers auf einer Halterung so befestigt werden, daß der Ringkörper mit seinem Spannung erzeugenden Teil auf einen Vorsprung eines Spannrings der Halterung gedrückt wird. Um in der Schneide eine höhere Umfangsspannung zu erzeugen, ist der Stahlblech-Ringkörper mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichbeabstandeten kreisrunden Öffnungen versehen, die im wesentlichen in der Mitte zwischen dem Spannung erzeugenden Teil und der Schneide liegen. Die Durchmesser der kreisförmigen Öffnungen nehmen ausgehend von einer zur Walzrichtung rechtwinkligen und durch den Mittelpunkt der Aufschneideklinge verlaufende Linie zu.

Description

Die Erfindung betrifft ein lnnenlochsägeblatt gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Innenlochsägeblätter finden Verwendung beim Aufschneiden von Werkstoffen wie beispielsweise zu Siliziumplättchen für Halbleiteranwendungen.

Bisher hat man Innenlochsägeblätter mit Innenschneide für das Aufschneiden von Werkstoffen wie beispielsweise zu Siliziumplättchen für Halbleiteranwendungen im allgemeinen gespannt, indem man gleichmäßige Spannung radial auf den gesamten Umfang des Sägeblattes aufgebracht hat. Mit dieser Art und Weise, das Sägeblatt unter Spannung zu setzen, hat man jedoch die gewünschten Ergebnisse nicht erreicht. Das lnnenlochsägeblatt besteht aus einem ringförmigen Körper aus Stahlblech, bei dem es sich im allgemeinen aus gewalztem Blech handelt; der Körper wird dabei aus dem Werkstoff ausgestanzt, wobei gleichzeitig seine innere und äußere Umfangskante sowie die Löcher für die Befestigungsbolzen ausgebildet werden. Die Dehnungseigenschaften des Walzblechs hängen jedoch von der Walzrichtung ab; daher kann man die an der inneren Umfangskante des Sägeblattes ausgebildete Schneide beim Spannen nicht perfekt kreisförmig halten. Da der Längselastizitätsmodul von der Walzrichtung abhängt, nimmt die innere Umfangskante und damit die Schneide beim Spannen des Sägeblattes eine elliptische Kontur an, deren größere Abmessung der rechtwinklig zur Walzrichtung höheren Dehnung entspricht Infolge dieser Verformungsneigung war es bisher beim Bolzenspannen unerläßlich, so einzustellen, daß das Sägeblatt in der Walzrichtung des Materials stark und rechtwinklig zur Walzrichtung schwach gespannt wurde. Dieser Vorgang erforderte speziell ausgebildetes Personal und dauerte sehr lange, so daß er immer wieder zu Produk-

j 5 tionsunterbrechungen führte. Beim Spannen mit hydraulischem Druck verläuft der Spannvorgang schnell und das Sägeblatt läßt sich in verhältnismäßig kurzer Zeit spannen; man war jedoch bisher nicht in der Lage, auf diese Weise an der inneren Umfangskante des Sägeblattes eine vollkommen kreisförmige Schneide zu erreichen. Wenn die Schneide an der inneren Umfangskante des Sägeblattes beim Spannen eine elliptische Kontur annimmt, sinkt ihre nutzbare Lebensdauer drastisch, da die Schneide beim Aufschneiden aus dem Gleichgewicht gerät.

Die JP 31 684/79 zeigt insbesondere in Fig. 3 ein Innenlochsägeblattiler eingangs genannten Art

Bei dieser Konstruktion ist es möglich, beim Spannen des Sägeblattes mit der gleichen Spannkraft eine höhere Umfangsspannung in der Schneide an der inneren Umfangskante zu erzeugen, wobei die Umfangsspannung an der Schneide einen erheblichen Einfluß auf deren Schärfe hat. Man kann also eine zufriedenstellende Umfangsspannung in der Schneide mit verhältnismäßig niedriger Spannkraft erreichen; dieser Vorteil ist experimentell und durch zahlenmäßige Analyse nachgewiesen.

Die in der JP 31 684/79 offenbarte Konstruktion leidet jedoch immer noch unter den durch die Walzrichtung verursachten richtungsabhängigen Dehnungswerten.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Innenlochsägeblattes, bei dem die Schneide an der inneren Umfangskante des Sägeblattes sich im wesentlichen vollständig kreisförmig ausbilden läßt, indem man die Unterschiede der Dehnung zwischen der Walzrichtung des Werkstoffs und einer zu dieser rechtwinkligen Richtung beim Spannen des Sägeblattes korrigiert.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst

Mit dieser Konstruktion läßt sich der Dehnungsunterschied zwischen der Walzrichtung des Blechs und der zu dieser rechtwinkligen Richtung beim Spannen des Sägeblattes kompensieren. Daher ist es möglich, die Schneide an der inneren Umfangskante des Sägeblattes im wesentlichen vollkommen kreisrund zu halten.

Vorzugsweise handelt es sich bei den kreisrunden Öffnungen um sechzehn Öffnungen, die gleichbeabstandet auf einem Teilkreis mit einem Durchmesser von 338,5 mm liegen, wenn das Sägeblatt einen Außendurchmesser von 546,1 mm und einen Innendurchmesser von 184,0 mm hat, wobei von den sechzehn öffnungen zwei einen Durchmesser von 13,45 mm haben und auf der zur Walzrichtung rechtwinkligen und durch den Mittelpunkt des Sägeblattes verlaufenden Linie liegen: vier Öffnungen zu zwei Paaren mit einem Durchmesser von 18,45 mm, vier Öffnungen zu zwei Paaren mit einem Durchmesser von 33,45 mm und sechs Öffnungen zu

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drei Paaren mit einem Durchmesser von 43,45 mm sind von den ersterwähnten beiden öffnungen in Walzrichtung wegverlaufend angeordnet Wenn der Außendurchmesser des Sägeblattes verändert wird, ändern diese Öffnungen ihre Durchmesser im wesentlichen proportional zur Änderung des Außendurchmessers des Sägeblattes.

Im folgenden sei eine bevorzugte Ausführungsform des Innenlochiägeblattes gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung ausführlich erläutert.

F i g. 1 ist eine Draufsicht eines Sägeblattes mit Innenschneide nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

F i g. 2 und 3 sind Teilschnitte des in F i g. 1 gezeigten Sägeblattes und zeigen, wie dieses eingesetzt wird.

Die F i g. 1 zeigt ein Innenlochsägeblatt allgemein mit dem Bezugszeichen 2; es weist einen ringförmigen Stahlblech-Körper 2a mit einer auf dessen innerer Umfangskante 4 ausgebildeten Schneide 5 auf. Das Sägebiati 2 ist im äußeren Urnfangstei! des ringförmigen Stahlblech-Körpers 2a mit einer Vielzahl v;n Öffnungen 19 versehen, durch die (nicht gezeigte) Bolzen, die den Körper la und damit das Sägeblatt 2 auf einer Halterung 21 bzw. 22 (vergl. Fig. 2 und 3) festlegen, und/oder die in F i g. 2 gezeigten Spannbolzen 11 eingeführt werden können. Die Halterung 21 oder 22 weist einen Spannring 8 bzw. 14 mit einem Vorsprung 23 bzw. 24 auf, auf den der Stahlblech-Ringkörper 2a mit seinem Spannung erzeugenden Teil 20 aufgedrückt wird. Im wesentlichen in der Mitte zwischen dem Spannung erzeugenden Teil 20 und der Schneide 5 ist das Sägeblatt 2 mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichverteilten Öffnungen 3 versehen, um in der Schneide eine höhere Umfangsspannung zu erzeugen.

Der Werkstoff zur Herstellung des Ringkörpers 2a des Sägeblattes 2 ist gewöhnlich nichtrostendes Stahlblech, das in der in F i g. 1 mit dem Pfeil 1 angedeuteten Richtung gewalzt worden ist. Verwendet man derartiges nichtrostendes Stahlblech mit einer Dicke von 0,12 mm und einem Außendurchmesser von 546,1 mm (entsprechend 21,5"), ergeben sich in der Walzrichtung 1 ein Längselastizitätsmodul von etwa 165 000 N/mm² und rechtwinklig zu dieser ein solcher von etwa 193 000 N/mm². Es hat sich herausgestellt, daß, wenn man ein Sägeblatt 2 mit einem Ringkörper 2a aus derartigem Werkstoff spannt, indem man gleichmäßig Spannung radial auf den gesamten Umfang des Sägeblattes 2 aufbringt, die innere Umfangskante 4 sich elliptisch so verformt, daß rechtwinklig zur Walzrichtung (1 in Fig. 1) die Abmessung um etwa 0,3 mm zunimmt. Nun sind nach Jer vorliegenden Erfindung die Durchmesser der Öfmungen 3 ausgehend von einer zur Walzrichtung 1 des Stahlblech-Ringkörpers 2a rechtwinkligen und durch den Mittelpunkt 0 der Klinge 2 verlaufenden Linie zunehmend angesetzt. Insbesondere handelt es sich bei den Öffnungen um zwei öffnungen 31 des kleinsten Durchmessers, die diagonal gegenüber im wesentlichen rechtwinklig zu Walzrichtung 1 liegen, während die öffnungen 32,33,34 und 35 ausgehend von den öffnungen 31 in Walzrichtung mit diesen gegenüber zunehmenden Durchmessern ausgeführt sind.

Wird nun das Sägeblatt 2 gespannt, indem man gleichmäßig Spannung radial auf den gesamten Umfang des Sägeblattes 2 aufbringt, würde die innere Umfangskante 4 dazu neigen, sich zu einer Ellipse zu verformen, deren größere Abmesv.ng in der Walzrichtung 1 des Werkstoffs verläuft; daher läßt die Verformung des Werkstoffs zu einer Ellipse mit rechtwinklig zur Walzrichtung größerer Ausdehnung infolge des Unterschieds des Längselastizitätsmoduls sich im wesentlichen kompensieren. Die innere Umfangskante 4 des Sägeblattes 2 läßt sich also vollkommen kreisförmig halten, wenn man gleichmäßig Spannung radial auf den gesamten Umfang des Sägeblattes 2 aufbringt

Die Öffnungen 3 bzw. 31—35 lassen sich nach Größe und Anzahl in Abhängigkeit von den Abmessungen des Sägeblattes 2 wählen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dsß es wesentlich ist, die Öffnungen 3 so auszuführen, daß die in den Kantenteilen der Öffnungen erzeugten Umfangsspannungen nicht höher als die in der Schneide 5 erzeugte Umfangsspannung werden; sonst würde das Sägeblatt beim Spannen an den Öffnungen aufzureißen beginnen. Weiterhin wird darauf verwiesen, daß zwar die Öffnungen 3 in der Kontur kreisrund sind; die dort entstehenden Spannungen können jedoch von den Größen, der Anzahl und der Anordnung der Öffnungen abhängig unterschiedlich srn. Es ist daher im Entwurfsstadium vorzuziehen, die >iröße, Anzahl und Lage der Öffnungen nach der Methode der finiten Elemente vorauszuberechnen.

Der Eindruck, daß, wenn man das Sägeblatt 2 spannt, die Öffnungen 3 unterschiedliche radiale Dehnungen an der inneren Umfangskante 4 entsprechend der Anzahl der Öffnungen verursachen und daher die Schneide keine genau kreisrunde Gestalt annimmt, ist falsch. Es hat sich ergeben, daß der Einfluß der Ausbildung der öffnungen auf die Kreisform der Schneide sehr gering ist; die Unterschiede der Radialdehnung liegen unter etwa 0,002 mm.

Ein Ausführungsbeispiel eines Sägeblattes 2 nach der Erfindung soll nun ausführlich beschrieben werden. In der in F i g. 1 gezeigten Konstruktion betragen der Außendurchmesser D 1 des Sägeblattes 2, der Durchmesser D2 des Spannung erzeugenden Teils, der Innendurchmesser D 3 und die Dicke 546.1 mm, 493,0 mm, 184,0 mm bzw. 0,12 mm. Es liegen insgesamt 16 öffnungen vorzugsweise auf einem Teilkreis des Durchmessers Dv von 338,5 mm vor, wobei die Öffnungen 31, 32, 33, 34 und 35 vorzugsweise Durchmesser von 13,45 mm, 18,45 mm, 33,45 mm, 43,45 mm bzw. 43,4.5 mm haben und nach der Methode der finiten Elemente bemessen und angeordnet sind. Es hat sich erwiesen, daß. wenn das Sägeblatt 2 mit derartigen öffnungen 3 durch entlang des gesamten Umfangs aufgebrachte gleichmäßige Radialspannkraft gespannt wird, die innere Umfangskante 4 ihre kreisrunde Gestalt mit äußerster Präzision beibehält. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Ausbildung der öffnungen eine Zunahme der Umfangsspannung in der inneren Umfangskante 4 mit der Schneide 5 bewirict, was Her wesentliche Effekt des Vorliegens der öffnungen ist, so daß es möglich wird, die Spannkraft gegenüber einem Sägeb'?.tt ohne derartige Öffnungen zu verringern. In der obengenannten Ausführungsform hau? das Sägeblatt einen Außendurchmesser von 546,1 mm; bei einem anderen Außendurchmesser können die Werte der anderen Abmessungen im wesentlichen im Verhältnis zur Änderung des Außendurchmessers geändert werden.

Die F i g. 2 und 3 zeigen, wie das Innenlochsägeblatt 2 nach der vorliegenden Erfindung gehaltert wird. Die Halterung 21 weist einen Spannring 8, einen Führungsring 9 und einen Hahering 10 auf. Der Spannring 8 der Halterung 21 ist am vorderen Ende eines Rahmens 7 einer Klingenlagerspindel befestigt, während das Sägeblatt 2 zwischen dem Führungsring 9 und der Halteplat-

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te IO mit (nicht gezeigten) Bolzen festgespannt ist. Das Sägeblatt 2 wird nun gespannt, indem man die in Umfangsrichtung verteilten Bolzen 11 gleichmäßig festzieht, wobei die innere Umfangskante 4 mit der Schneide 5 vollkommen kreisrund gehalten wird. In der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform sind ein Spannring 14 sowie ein Haltering 15 vorgesehen. Die unter Bezug auf die F i g. 2 beschriebene, mit Spannbolzen 11 arbeitende Spanneinrichtung ist dabei ersetzt durch eine im Querschnitt V-förmige Nut in derjenigen Oberfläche des Spannrings 14 der Halterung 22, auf die das Sägeblatt aufgelegt wird, sowie durch einen Hydraulik-Druckkanal 17 im oberen Haltering 16 und ein Rückschlagventil 18 am Haltering 16. Das Sägeblatt 2 ist mit dem Außenteil zwischen dem Spannring 14 und dem Haltering 16 mit (nicht gezeigten) Bolzen befestigt. Ein hochviskoses Strömungsmittel wird durch das Rückschlagventil 18 in den Kanal 17 eingeführt, um den Innendruck zu erhöhen und so die Klinge 2 entlang der V-Nut 15 zu spannen. Die innere Umfangskante 4 mit der Schneide 5 läßt sich auf diese Weise vollkommen kreisrund halten.

Es ist aus der vorgehenden Beschreibung einzusehen, daß die vorliegende Erfindung die Möglichkeit bietet, die innere Umfangskante eines Innenlochsägeblattes beim Spannen entweder mit Bolzen oder durch hydraulischen Druck vollkommen kreisrund zu halten. Man braucht daher für den vereinfachten Spannvorgang kein speziell ausgebildetes Personal und erheblichen Zeitaufwand mehr und die Schneide kann nicht mehr aus dem Gleichgewicht geraten, so daß man eine längere Nutzungsdauer des Sägeblattes bei einer glatteren Schnittfläche erhält. Auf diese Weise sind eine hohe Produktivität und ein qualitativ hochwertiges Produkt sichergestellt. J5

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

32 Ol 961 Patentansprüche:

1. Aufschneideldinge mit einem ringförmigen Körper aus in einer Richtung gewalzten Stahlblech mit einer an der inneren Umfangskante des Stahlblech-Ringkörpers ausgebildeten Schneide, wobei die Klinge am äußeren Umfangsteil des Stahlblech-Ringkörpers an einer Halterung derart festgelegt ist, daß der Stahlblech-Ringkörper mit seinem Spannung erzeugenden Teil auf einen Vorsprung auf einem Spannring der Halterung gedrückt wird, wobei weiterhin der Stahlblech-Ringkörper mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten und gleichbeabstandeten kreisrunden Öffnungen im wesentlichen in der Mitte zwischen dem Spannung erzeugenden Teil und der Schneide versehen ist, um in der Schneide höhere Umfangsspannungen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der kreisrunden Öffnungen ausgehend von einer zur Walzrichtung des Stahlblech-Ringkörpers rechtwinkligen und durch den Mittelpunkt der Klinge verlaufenden Linie zunehmen.

2. Aufschneideklinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den kreisrunden öffnungen um sechzehn öffnungen handelt, die gleichbeabstandet auf einem Teilkreis mit einem Durchmesser von 338,5 mm liegen, wenn der Außendurchmesser der Klinge 546,1 mm und ihr Innendurchmesser 184,0 mm betragen, wobei von den sechzehn Öffnungen zwei mit einem Durchmesser von jeweils 13,45 mm auf der zur Walzrichtung rechtwinkligen und durch den Mittelpunkt Jer Klinge verlaufenden Linie liegen und vier öffnungen zu zwei Paaren mit einem Durchmesser von 18,· 3 mm, vier öffnungen zu zwei Paaren mit einem Durchmesser von 33,45 mm und sechs Öffnungen zu drei Paaren mit einem Durchmesser von 43,45 mm von den beiden erstgenannten öffnungen in der Walzrichtung wegverlaufend angeordnet sind, und daß, wenn der Außendurchmesser der Aufschneideklinge sich ändert, die Durchmesser der Öffnungen sich im wesentlichen proportional zur Änderung des Außendurchmessers der Aufschneideklinge ändern.