Пристрій для електронно-променевого полірування виробів

Реферат: Пристрій для електронно-променевого полірування виробів містить вертикально розташований ниткоподібний катод електронно-променевої гармати, блок завантаження виробів, які складають співвісну концентричну систему з можливістю обертання навколо осі. Ниткоподібний катод електронно-променевої гармати залишається нерухомим, а прикатодний електрод і анод, які коструктивно з'єднані між собою, обертаються навколо ниткоподібного катода. UA 109084 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВОГО ПОЛІРУВАННЯ ВИРОБІВ UA 109084 U UA 109084 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електронно-променевої техніки і може використовуватися для технологічних процесів полірування, термообробки, зміцнення та інших електронно-променевих процесів обробки виробів оптичної промисловості, мікроелектроніки, інтегральної оптики. Відомий пристрій для електронно-променевого полірування виробів складається з електронної гармати, катод якої має ниткоподібний вигляд і який виконаний вертикально, блока завантаження виробів, який виконано у вигляді каруселі з горизонтальною віссю обертання [1]. Недоліком даного пристрою є те, що пристрій не дозволяє рівномірно обробляти поверхні з кривизною. Найближчим аналогом є пристрій для електронно-променевого полірування виробів, який має вертикально розташований ниткоподібний катод електронно-променевої гармати, блок завантаження виробів, які складають співвісну концентричну систему з можливістю обертання навколо осі, яку утворює ниткоподібний катод. Даний пристрій дозволяє обробляти поверхні як плоскі, так і з кривизною [2]. Проте такий пристрій накладає суттєві обмеження на технологічні можливості більш якісного процесу полірування, які полягають в наступному. Як інструмент для електронно-променевого полірування виробів використовується стрічковий електронний потік, який генерується електронно-променевою гарматою [3]. Анод гармати виготовлено з пластини або з двох пластин, якими утворена щілина, через яку проходять електрони від ниткоподібного катоду. Прикатодний електрод гармати та анод виготовлені з нержавіючої, жароміцної, немагнітної сталі. Ниткоподібний катод електронно-променевої гармати виготовлено, як правило, з вольфрамового дроту діаметром 0,2…0,4 мм, який натягується, юстується та закріпляється відносно прикатодного електрода нерухомо. Катод, прикатодний електрод і анодом утворюють симетричну електронно-оптичну систему. При розжареному катоді, внаслідок термоелектронної емісії, електрони виходять з поверхні катода по нормалі, переважна більшість яких під дією прискорюючої напруги (прискорююча для електронів напруга утворена між анодом і прикатодим електродом), проходять через щілину анода, утворюючи на виході за анодом стрічковий електронний потік, яким і оброблюється виріб. Оскільки елементи гармати: катод, прикатодний електрод, анод конструктивно з'єднані між собою нерухомо, то при роботі гармати електрони з різних ділянок поверхні катода будуть виходити з різними швидкостями. Максимальні швидкості будуть мати електрони, які виходять з ділянки вздовж поверхні катода, що знаходиться ближче до анодної щілини і стимулюється електричним полем. Площа поверхні такої ділянки буде складати близько половини загальної площі катода, з якої відбувається термоелектронна емісія. Така нерівномірна емісія електронів призводить до активної ерозії тієї частини поверхні ниткоподібного катода, яка знаходиться ближче до щілини аноду. З часом, ерозія поверхні дроту розвивається і негативно впливає на якісні характеристики катода (катод за перерізом і по довжині втрачає свою круглу форму, змінює електричний опір) та на експлуатаційні характеристики міцності (розрив катода відбувається при зміненні форми та зменшенні діаметра катода за його довжиною). Ці явища призводять до зміни розподілення енергії електронів за шириною і довжиною електронного потоку, що негативно впливають на створення рівномірної ванни розплаву при електронно-променевому поліруванні виробу. Задача корисної моделі формування електронного потоку рівномірним виходом електронів з поверхні ниткоподібного катоду, шляхом обертання прикатодного електрода і анода навколо осі катода. Технічний результат отриманий від даної корисної моделі виражається у покращенні якісних характеристик електронного потоку, як інструменту для електронно-променевої обробки за рахунок рівномірного зношування поверхні катода та покращення рівномірності полірування поверхонь виробів стрічковим електронним потоком. Поставлена задача вирішується таким чином, що у пристрої для електронно-променевого полірування виробів, який складається з електронної гармати з ниткоподібним катодом і блока завантаження, які складають співвісну концентричну систему з можливістю обертання навколо осі. Згідно з корисною моделлю, ниткоподібний катод електронно-променевої гармати, з'єднані між собою нерухомо прикатодний електрод і анод електронно-променевої гармати обертаються навколо осі катода. На кресленні відображені основні частини пристрою для електронно-променевого полірування виробів. Пристрій для електронно-променевого полірування складається з таких основних елементів і працює наступним чином: електронно-променева гармата, яка складається з анода із щілиною 1, прикатодного електрода 2, які з'єднані нерухомо, та ниткоподібного катода 3 розташована всередині блока завантаження 4 з виробами 5 таким чином, щоб ниткоподібний катод співпадав з віссю обертання анода і прикатодного електрода. Вироби 5 для електронно-променевого полірування розміщуються на боковій поверхні блока 1 UA 109084 U 5 10 15 20 25 завантаження, який має форму циліндра, напроти щілини анода електронно-променевої гармати. Прикатодний електрод і анод можуть обертатися навколо ниткоподібного катода у різних напрямках із швидкостями ω1 і ω2. Аналогічно може обертатися і блок завантаження з виробами із швидкостями ω3 і ω4. Таким чином, ниткоподібний катод електронно-променевої гармати залишається нерухомим, а прикатодний електрод і анод, які коструктивно з'єднані між собою, обертаються навколо ниткоподібного катода. Корисна модель забезпечує рівномірну емісію електронів з усієї поверхні катода, що забезпечує рівномірність зношування його поверхні (зберігається кругла форма катода за його довжиною), чим знижується ймовірність розриву катода при довготривалій експлуатації електронно-променевої гармати та покращується рівномірність полірування поверхонь виробів стрічковим електронним потоком. Обертальний рух блока завантаження та обертальний рух прикатодного електрода і анода навколо катода забезпечують зменшення часу полірування виробів. Пристрій для електронно-променевого полірування виробів є промислово використовуваним, оскільки він може бути використаний для технологічних процесів полірування, термообробки, зміцнення та інших електронно-променевих процесів обробки виробів оптичної промисловості, мікроелектроніки, інтегральної оптики. Джерела інформації: 1. А. с 1598760 СССР, МКИ5 Н 01 J37/305, С 03 В29/00. Устройство для электронно-лучевой полировке изделий / В.Н. Лисоченко, А.Л. Шумский, Б.А. Удалов (СССР). - № 4451181/31-08. 2. Заявка СССР № 4941429/21/046728/ от 04.06.91 Канашевич Г.В., Котельников Д.И., Веретельник Т.И., положительное решение от 16 июня 1992 г., МКИ5 Н01 J37/30, С 03 В29/00 3. Пат. № 21830 Україна, МПК6 С01С14/34.Спосіб одержання покриттів у вакуумі / B.I. Биков, О.В. Матухно, З.В. Миколайович, В.А. Тазетдінов. № 96072957; заявл. 23.07.96; опубл. 30.04.98, Бюл. № 2.-2 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Пристрій для електронно-променевого полірування виробів, що містить вертикально розташований ниткоподібний катод електронно-променевої гармати, блок завантаження виробів, які складають співвісну концентричну систему з можливістю обертання навколо осі, який відрізняється тим, що ниткоподібний катод електронно-променевої гармати залишається нерухомим, а прикатодний електрод і анод, які коструктивно з'єднані між собою, обертаються навколо ниткоподібного катода. 2 UA 109084 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3