Абразивный круг

 

(72) Авторы, изобретения

А, Г. Елизаров, Г. В. Шуваев, Ю Н. Зимицкий; g, 4. П. Kypaea

/ - тл

БМ "ее. д - л / к, -- / (7I ) Заявитель (54) АБРАЗИВНЫЙ КРУГ

Изобретение относится к инструментам для шлифования, в частности для абразивной резки полупроводниковых материалов.

Известен абразивный круг с Ч-образной профилированной рабочей частью, централь5 ная часть которого выполнена на металлической связке, а прилегающие к ней боковые участки — на органической, что способствует уменьшению шероховатости обрабатываемых поверхностей (1J ..

1О

Однако при скоростях круга 100-150 м/с при резке кремневых пластин стойкость рассматриваемого круга незначительна, что определяется износом боковых участков круга и ухудшением его режущих свойств., f5

Использование для боковых участков органического связующего (обладающего диэлектрическими свойствами) исключает использование при повторном профилировании (прав. ке) после затупления вершины электроэрро- ?В зионного способа обработки.

Цель изобретения — улучшение качества обрабатываемой поверхности при скоростном резании.

Указанная цель достигается тем, что круг снабжен впадинами, чередующимися с целыми участками круга, при этом в области целых участков осуществляется шлифова ние по "жесткой" схеме, а в области впадин, где круг имеет пониженную жесткость — по упругой схеме в режиме "выхаживания".

На фиг. 1 схематично показан круг со впадинами в виде полостей, открытых со стороны торцов; на фиг. 2 — то же, боковая проекция; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 5 — схема взаимодействия выступа круга с обрабатываемой поверхностью; на фиг. 6 — схема взаимодействия участка круга с угловым профилем с обрабатываемой поверхностью; на фиг. 7 — круг со впадинами, выполненными в виде пазов, расположенных между противолежащими высту лами (вид с торца); на фиг. 8 — то же, боковая проекция; на фиг. 9 — разрез С вЂ” С на фиг. 7; на фиг. 10 — схема взаимодейрадиальные пазы, сквозные в осевом кап равлейии.

Круг работает следующим образом.

Кругу сообщают вращательное движение, а обрабатывающему изделию — подачу на круг.

Инструмент рабочим профилем вышлифовывает на изделии угловую канавку, соответствующую профилю круга.

При работе в контакт с обрабатываемой поверхностью поочередно вступают различные участки периферии круга. При резании полным участком длиной Г величина съема материала определяется при заданных режимах (частота вращения инструмента, глубина резания) значением подачи.

Усилия резания Р,, Р (фиг. 6),- действующие со стороны наклонных обрабатываемых поверхностей одновременно на оба боковых участка частично (PK) P K2) противонаправлены и компенсируют друг друга, реализуясь в сжатии слоя материала, расположенного в центральной части 7 профиля, и в радиальной составляющей Р = Р, + P× 1 2

"выжимающей" круг из образуемой канавки.

При этом происходит интенсивное разрушение обрабатываемого материала, измельчение и транспортировка продуктов резания из зоны обработки, т.е. формообразование канавки.

Часть круга 4, радиальное поперечное сечение которого имеет участок 4, представляет собой режущий упругий в осевом направлении выступ (выступы) с боковыми участками беэ центральной части. Высота этого выступа больше высоты рабочего профиля ц и определяется глубиной Н участка 4, а толщина не превышает расстояния от торца 1 до линии пересечения скошенных боковых участков 2. При резании этим участком усилие резания Р (фиг. 5 или фиг. 10) действующее со стороны наклонных обрабатываемых поверхностей на выделенный впадиной 5 боковой участок 4, реализуется дополнительно в упругой деформации (изгибе) выступа с плечом Н за счет действия осе-вых составляющих Рх (фиг. 5 или фиг. 10)

При этом величина изгибающего момента равна

М =Р Н

В результате упругого смещения бокового режущего участка 4 величина съема материала определяется, кроме подачи, еще степенью этого смещения (изгиба). При этом вследствие меньших контактных давлений в зоне резания глубина внедрения алмазных зерен в обрабатываемую поверхность снижается. В

3 1000258 ствия выступов круга с обрабатываемыми поверхностями.

Круг выполнен в виде монолитного бескор пусного алмазосодержащего диска на металлическом связующем. Торцы 1 круга имеют скошенные поверхности 2, пересекающиеся по периферии 3 (на вершине).

На части окружности периферии 3 симметрично диаметру круга выполнены боковые участки 4 с пониженной жесткостью, образо- 10 ванные впадинами 5, имеющими общие с участками 4 стенки 6, параллельные торцам

1 круга и удаленные от них не далее плоскости, параллельной торцам 1 и проходящей через вершину 3. В плоскости круга каждый участок 4 выполнен симметричным с переменной высотой Н в радиальном направлении.

Режущая часть круга выполнена из чередующихся участков, один из которых длиной

6 в полный угловой профиль (боковые участки и центральная часть 7 выполнены за одно целое) и второй длиной 1, содержит один или..два участка 4 (каждый боковой участок выполнен без центральной части), каждый из которых совмещен по обшей стенке 6 со впадиной 5, Впадина 5 может быть выполнена открытой поочередно со стороны одного или другого торцов 1 круга. В этом случае в ра30 диальном сечении режущей части образуется односторонний участок 4 с пониженной жесткостью (фиг. 3). При выполнении впадины 5 в виде паза (образуются два противолежащих участка с пониженной жесткостью (фиг. 9).

Число участков 4 на каждой стороне режущей части (1 — 4) и соотношение длин ,участков и 1: в пределах от 0,125 до

2,0 выбирается в зависимости от характеристик инструментального материала (зернистости 40 и концентрации алмазов, типа металлической связки) и угла профиля.

Поверхность 8 впадины 5, обращенная к центру круга может быть выполнена проходящей по хорде или криволинейной, про 45 ходящей через часть окружности, несоосной сцентром круга,,Оптимальная высота Н впадины 5 превышает ее толщину t в 3 — 8 раз.

При соотношении « эффекта повышеН

Ф, 50 ния качества обработки не обнаружено, что, видимо. связано с недостаточной осевой поН датливостью выступа. При соотношении — >8

1 наблюдаются поломки инструмента по выступу, что B свою Очередь, связанО с малой

55 радиальной жесткостью.

Ъ

Для увеличения осевой податливости высту. па в. нем могут быть сделаны

1. Абразивный круг с Ч-образным профилем режущей части, о т л и ч а ю щ и йiÎ с я тем, что, с целью улучшения качества обработки путем совмещения резания по жесткой и упругой схемам резания, на режущей части выполнены впадины протяжейностью от 0,125 до 2,0 длин дуг целых частей кру1S га, ограниченные, в радиальном направлении

Г поверхностями, расположенными по дуге или хорде, удаленными от оси вращения настолько, чтобы максимальная глубина впадины превышала высоту Ч-образного профиля. зп 2. Круг по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности круга, отношение максимальной глубины впадины к толщине круга в области впадины составляет от З,О до 8,0.

S 1000 итоге происходит шлифование с меньшими нарушениями структуры материала аналогично процессу шлифования инструментом с алмазным порошком меньшей зернистости.

Играя значительно меньшую роль в формировании канавки в обрабатываемом материале, такие "упругие" участки 1, активно участвуют в формировании микрорельефа поверхности. При этом острота пиков и впадин неровностей, типичных для . шлифования

"жестким" участком 3, снижается и обраэуютсяэатупленные микровыступы с более плоскими вершинами и. меньшей высоты.

При этом постепенное изменение усилий резания при переходе контакта с "упругого" участка 1, на "жесткий" .а, связанное с плавно симметрично переменной глубиной Н участка 4 (высотой вцадины 5), исключает появление ударных нагрузок и вибраций.

Чередующиеся участки на круге обеспечивают последовательно черновую обработку

"жестким" участком, производящим. формир6вание поверхностей и чистовую обработку

: (по типу "выхаживания" "упругим" участком поверхности, образованной ранее.

В результате процесса резания предлагаемым инструментом сочетаются преимущества "упругой" и "жесткой" схем шлифования.

Вследствие этого шероховатость обработаййой

258 4 поверхности снижается в среднем в 1,4 раза по сравнению с шероховатостью обработки поверхности известным инструментом.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 592588, кл. В 24 О 5/14, 1978.

Фиг.1 физ.2.

l000258

1000258

C""С

Составитель В. Бобрин

Техред Т.Фанта Корректор Ю. Макаренко

Редактор Н. Безродная аказ 1238/14

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 793 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5