Разработка технологической оснастки
Лабораторная работа №1
Цель работы: Изучить назначение и принцип работы вакуумной установки ННВ-6.6-И1. Схематически изобразить вид основных узлов установки.
Теоретическая часть
Назначение и устройство вакуумной установки ННВ‑6,6‑И1
Вакуумная установка ННВ‑6,6‑И1 применяется для нанесения одно- и многослойных покрытий различного функционального назначения на изделия широкой номенклатуры диаметром до 200 мм и длиной до 250 мм методом магнетронного распыления (рисунок 2.1).
Рисунок 1 – Общий вид установки ННВ-6,6-И1
Установка предназначена для эксплуатации в районах с умеренным климатом в следующих условиях (согласно ГОСТ 15150-69 для исполнения УХЛ категории 4):
– атмосферное давление 960 – 1040 кПа;
– температура окружающей среды +1 … +35 °С;
– влажность окружающей среды (при максимальной температуре) 0 – 80%.
Среда, окружающая установку, не взрывоопасная, не содержащая пыли, в том числе токопроводящей, в количестве, нарушающем работу установки, а также агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.
Установка должна эксплуатироваться в стационарных условиях на производствах категории Д по противопожарным требованиям Строительных норм и правил (СНиП) [12].
Технические характеристики установки:
– размеры рабочей камеры Æ600 ´600 мм;
|
|
|
– максимальная нагрузка на шпиндель (вал) 92 кг;
– максимальная допустимая нагрузка на ось сателлита механизма вращения 8 кг;
– диапазон плавного регулирования частоты вращения стола 0,5–12 об/мин;
– номинальный ток высоковольтного источника питания подложки 20 А;
– диапазон плавного регулирования напряжения высоковольтного источника питания подложки 100–1500 В;
– напряжение питающей сети 380±19/220±11 В;
– остаточное давление в камере 6,65·10-3–6,65·10-1 Па;
– расход охлаждающей воды 2 м3/ч;
– масса установки, 3,1 т.
Установка ННВ-6,6-И1 состоит из следующих основных узлов: 1 – ускоритель вакуумно-дуговой, 2 – корпус, 3 – дверца, 4 – магнетрон, 5 – механизм вращения, 6 – основание (рисунок 2).
Рисунок 2 – Основные узлы установки ННВ-6,6-И1
Так же в состав основных узлов установки входит электрическая часть, система охлаждения и вакуумная система.
Устройство и принцип действия основных узлов установки
Корпус выполнен в виде вертикального цилиндрического сосуда с двойными стенками, образующими полость водоохлаждения. На боковой стенке корпуса имеются два фланца установки вакуумно-дуговых испарителей.
На нижней полости корпуса имеется фланец для установки механизма вращения.
|
|
|
На корпусе имеются патрубки и фланцы для присоединения вакуумной системы, системы охлаждения (подогрева), вентиляции, подачи рабочего газа, и температурного реле. Дверца выполнена с двойными стенками, образующими полость водоохлаждения. На дверце вакуумной камеры разработан и установлен магнетрон постоянного тока (рисунок 2.3).
Рисунок 3 - Магнетрон постоянного тока, установленный на дверце вакуумной камеры
Источник питания магнетрона мощностью 10 кВт снабжён бесступенчатой регулировкой тока в диапазоне до 20 А. Напряжение холостого хода источника составляет 1000 В. Рабочее напряжение зависит от геометрии мишени, магнитной системы и материала мишени. Используется алюминиевая мишень размером 520 на 145 мм. Область распыления мишени ~120 на 480 мм. На рисунке 2.4 изображен общий вид магнетрона.
1 – магнитопровод, 2 – экран, 3 – ввод газа, 4 – штуцер, 5 – катод, 6 – мишень
Рисунок 4 – Общий вид магнетрона
Поворотный вал стола (рисунок 2.6) приводит в движение электромеханический привод (рисунок 2.5), состоящий из электродвигателя постоянного тока 1 и червячного редуктора 2, соединенных между собой муфтой 3. Электродвигатель позволяет изменять число оборотов и направление вращения. Вращение на вал от редуктора передается через шестерни с помощью шлицевого соединения. Вал выполнен токоподводящим. Подвод тока осуществляется через электромагнитные щетки. Вал с подшипниками устанавливается в корпусе, который крепится через электроизолированный материал по дну рабочей камеры с наружной стороны.
|
|
|
1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – муфта
Рисунок 5 – Электромеханический привод
1 – вал; 2 – изолятор; 3 – колесо зубчатое;4 – опорная конструкция;
5 – сосок для подвода (отвода) воды; 6 – щетка электромагнитная;
7 – подшипник.
Рисунок 6 – Поворотный вал стола
Вакуум создаётся с помощью вакуумной системы, размещённой на основании. Электрическая часть обеспечивает электроэнергией установку, осуществляет контроль и управление работой установки и процессом нанесения покрытий.
В рамках пуско-наладочных работ макета установки для нанесения металлических покрытий проведен ряд технических мероприятий и модернизаций.
Установлена новая система контроля и управления технологическим процессом, включающая различные датчики и специально разработанное программное обеспечение, позволяющее проводить откачку в ручном или автоматическом режиме (основана на контроллере Siemens Simatic S7-1200)
|
|
|
Заменена станция подготовки и подачи воды, а так же все питающие шланги гидросистемы установки. Вместо форвакуумного насоса НВР-16Д установлен более производительный ADVAVAC-40. Заменены системы подачи сжатого воздуха и технологических газов установки. Установленная система позволяет вводить в камеру до 3-х различных технологических газов и контролировать их отдельно друг от друга по величине расхода газа или его парциальному давлению. Заменены уплотнители, отремонтирован механизм ввода вращения;
Разработан и изготовлен источник опорного напряжения мощностью 5 кВт. Источник работает в 2-х режимах. Высокое напряжение составляет 1,1 кВ. Низковольтная цепь снабжена регулятором, который позволяет бесступенчато изменять напряжение на карусели от 0 до 280 В.
Разработка технологической оснастки
Для повышения производительности и качества магнетронного распыления была разработана конструкция технологической оснастки Простота конструкции и эффективность использования данного приспособления позволяет повысить производительность процесса.
Применяемая технологическая оснастка для формирования алюминиевых покрытий на стеклах, изображена на рисунке 2.7 (вид спереди) и 2.8 (вид слева).
На рисунке 2.7 видно, что технологическая оснастка состоит: 1 – пластина вертикальная, 2 – держатель.
Рисунок 2.7 – Технологическая оснастка вид спереди
Рисунок 8 – Технологическая оснастка вид слева
На рисунке 8 видно, что технологическая оснастка состоит:
3 – пластина горизонтальная, а так же из крепежных элементов в виде болтов, винтов и шайб.
Преимуществами данного типа оснастки являются: удобная загрузка изделий, лёгкость конструкции, простота ее изготовления. Крепление оснастки к поворотному столу вакуумной камеры, данное конструктивное решение придает возможность вращения оснастке. Следует отметить, что вращение оснастки позволяет повысить качество наносимого покрытия за счет равномерности его распределения на поверхности заготовки.
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!