[发明专利]一种多晶棒料车削夹具及车削方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体行业多晶硅棒料机加工备料领域，特别涉及一种多晶棒料车削夹具及车削方法。

背景技术

多晶棒料的加工是为拉制单晶提供原材料，对加工后棒料的几何形状有严格的尺寸要求。几何形状不规则的棒料在拉晶过程中经常出现问题，不利于晶体的自动生长。

目前行业内普遍采用进口砂带机加工多晶棒料，虽能保证较好的加工精度，但是采购费用高，加工效率低。国内外均无用于多晶棒料的专用车削机床，需对现有普通车床进行相应的技术改造。 

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种多晶棒料车削夹具及车削方法，采用新设计的夹具及新的加工方式，以解决多晶棒料在加工过程中容易出现几何形状不规则，达不到工艺要求的问题，以满足对原材料的加工精度要求。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种多晶棒料车削夹具及车削方法，其特征在于：所述夹具包括左端固定盘和右端固定盘，所述左端固定盘为圆柱体，其一端为阶梯状，另一端孔内底端为盲孔，孔内上端为内锥面，所述右端固定盘为圆柱体，其一端为平面，另一端为圆凸起面；

所述车削方法步骤如下：将多晶棒料的左端按尺寸磨制一定锥度，将多晶棒料右端切割成平面，且端面与多晶棒料的中心线垂直度小于0.2mm，然后将多晶棒料的右端面与右端固定盘的平面胶粘在一起；将左端固定盘的阶梯状端用车床三爪卡盘卡紧；

将多晶棒料一端的外锥面置于左端固定盘的内锥面内，配合好后可实现自动对中，起到轴向、径向定向作用，其多晶棒料右端上的右端固定盘圆凸起面用车床尾座顶尖顶紧，装卡完毕；

将选定的硬质合金刀具卡紧，对好刀后，按优选的工艺参数进行棒料的车削，既切削速度为94m/min，纵向进给比例0.2，进刀量2mm，进刀角度80°，同时开启除尘冷却装置，既采用工业用吸尘器，将吸头固定于车刀刀架上，吸口对准车刀，车削时强大的气流吸走粉尘的同时也带走了热量，起到除尘冷却的作用，硅粉可直接收集；

车削完成后，按加工精度要求：弯曲度<3mm、椭圆度<3mm、直径偏差<3mm检验。

本发明有益效果是：夹持稳定，径向跳动小。多晶棒料与左端固定盘对中操作省时间，安全性高，提高了加工效率及产品合格率。按照工艺参数进行棒料的车削，保证了加工精度要求，加工精度要求为：弯曲度<3mm、椭圆度<3mm、直径偏差<3mm。

附图说明

图1为本发明使用状态示意图；

图2为本发明左端固定盘的剖视结构示意图；

图3为本发明右端固定盘的结构示意图。

具体实施方式

如图2、3所示，一种多晶棒料车削夹具，夹具包括左端固定盘1、右端固定盘2，左端固定盘1为圆柱体，其一端为阶梯状1-1，另一端孔内底端为盲孔1-2，孔内上端为内锥面1-3，右端固定盘2为圆柱体，其一端为平面2-1，另一端为圆凸起面2-2。

如图1所示，一种多晶棒料的车削方法骤如下：

将多晶棒料3的左端按尺寸磨制一定锥度，将多晶棒料3右端切割成平面，且端面与多晶棒料3的中心线垂直度小于0.2mm，然后将多晶棒料3的右端面与右端固定盘2的平面2-1胶粘在一起； 

将左端固定盘1的阶梯状1-1端用车床三爪卡盘4卡紧；

将多晶棒料3一端的外锥面置于左端固定盘2的内锥面1-3内，配合好后可实现自动对中，起到轴向、径向定向作用，其多晶棒料3右端上的右端固定盘2圆凸起面2-2用车床尾座5顶尖顶紧，装卡完毕；

将选定的硬质合金刀具卡紧，对好刀后，按优选的工艺参数进行棒料的车削，既切削速度为94m/min，纵向进给比例0.2，进刀量2mm，进刀角度80°，同时开启除尘冷却装置，既采用工业用吸尘器，将吸头固定于车刀刀架上，吸口对准车刀，车削时强大的气流吸走粉尘的同时也带走了热量，起到除尘冷却的作用，硅粉可直接收集；

车削完成后，按加工精度要求：弯曲度<3mm、椭圆度<3mm、直径偏差<3mm检验。

刀具的选型：

经过对多种刀具的对比试验选定硬质合金材料的刀具，其特点如下：  

1、能够加工多晶硅材料。

2、无冷却情况下，车刀耐热性稳定，未发生软化。 

3、能进行高转速、大进给量车削，加工效率高。 

4、车刀使用寿命长，间断使用寿命在12小时以上。

5、车削后棒料表面光洁度较好。