Способ абразивной обработки на плоскодоводочных станках

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„122251

gg 4 В 24 В 37/04

® В; -;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - /

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ . ядд

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54)(57) СПОСОБ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ

НА ПЛОСКОДОВОДОЧНЫХ СТАНКАХ, по ко(21) 3788715/25-08 (22) 19.06.84 (46) 07.04.86. Бюл. У 13 (71) МВТУ им. Н.Э. Баумана и Научноисследовательский институт "Сапфир" (72) В,П. Жалнин, Ю.И. Нестеров, К.Ф. Скворцов, Л.С. Гарбаи Л.Н. Михайлов (53) 621.923.5(088.8) (56) Формообразование оптических поверхностей. / Под ред. К.Г. Куманина. М.: Оборонгиз, с. 195-198. торому на рабочую поверхность инструмента наносят абразивную суспензию, устанавливают обрабатываемые детали и правящий инструмент и сообщают им относительные перемещения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности обработки, в качестве суспенэии берут электрореоло» гическую суспензию, при этом на рабочую поверхность инструМента в зоне расположения деталей накладывают постоянное;или переменное электрическое поле, напряженность которого уменьшают вне эоны обрАботки на

20-75Х от рабочей напряженности.

1222512

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для односторонней обработки деталей машин и приборов, пластин из .монокристаллических материалов и оп- 5 ,тического стекла.

Цель изобретения — повышение точности обработки за счет более эффективной правки рабочей поверхности инструмента в-процессе обработки. 10

Для осуществления способа абразивной обработки на плоскодоводочных станках на рабочую поверхность инструмента наносят электрореологическую суспензию, устанавливают обрабатыва- 15 емые детали и правящий инструмент и сообщают им относительное перемещение. При этом на рабочую поверхность инструмента в зоне расположения деталей накладывают постоянное 20 или переменное электрическое поле, напряженность которого уменьшают вне зоны обработки 9а 20-75Х от рабочей напряженности.

При перемещении деталей по эерка- 25 лу отвердевшей в электрическом поле абразивной электрореологической суспензии его поверхность изнашивается.

Для восстановления первоначальной формы поверхности, не участвующей дб в обработке, накладывают ослабленное на 20-75Х по напряженности электри- ческое поле. При этом отвердевшая электрореологическая суспензия переходит в жидкообразное состояние с некоторой вязкостью, зависящей от напряженности поля, после чего производят правку зеркала электрореологической суспензии путем создания щели между зеркалом суспензии и рабочей 4О поверхностью инструмента, а напряженность поля плавно поднимают до рабочего. Абразивная электрореологическая суспензия отвердевает, принимая требуемую форму и исправленный 45 участок зеркала электрореологической суспензии поступает в зону обработки.

Экспериментально установлено, что снижение напряженности электрического поля менее чем на 20Х рабочей 50 вызывает недостаточное уменьшение вязкости электрореологической суспен. зии, в результате чего снижается эффективность правки. Снижение напряженности электрического поля более 55 чем на 75Х рабочей приводит к черезмерному снижению вязкости электрореологической суспензии, в результате чего происходит сепарация абразивных частиц к периферии вращающегося инструмента, а также сбрасывание суспензии с поверхности инструмента.

Электрореологическая суспензия состоит из дисперсионной среды, дисперсной фазы, активатора и поверхностно-активного вещества. Для улучшения ее абразивных свойств дополнительно вводят абразивный микропорошок. Используют электрореологическую суспензию следующего состава, об.Х:

Дисперсная фаза—

Аэросил 3/А-380

Алмазный микропорошок АСИ i/О

Активатор — вода

Поверхностноактивное вещество

ОП-10

Дисперсионная среда-циклогексан

10-50

5-27

4,4-5,6

О, 1-6

Остальное

Для стабилизации электрореологической суспензии в нее необходимо добавить неионогенное поверхностное активное вещество, например ОП-10.

Введение ОП-10 менее 0,1Х не вызывает

При уменьшении Аэросила 3/А-380 менее 10 об.Х электрореологическая суспензия при максимально реально достижимых напряженностях электрического поля не отвердевает. При увеличении Аэросила 3/A-380 более 50Х дисперсионная среда почти полностью адсорбируется на частицах и полученная плотная масса перестает быть жидкотекучей, что значительно затрудняет правку.

Введение АСИ 1/О менее 5Х приводит к ухудшению абразивных свойств зеркала электрореологической суспензии и снижению скорости съема. Увеличение ACM 1/О более 27Х вызывает существенное снижение жидкотекучести электрореологической суспензии и снижение эффективности правки. Силы межчастичного сцепления в электрореологической суспензии в зависимости от процентного содержания воды имеют резко выраженный максимум в .области

5Х. Поэтому при уменьшении воды менее

4 4Х и при увеличении более 5,6Х наблюдается значительное уменьшение силы межчастичного сцепления, в результате чего практически невозможно достичь отвердевания электрореологической суспензии.

1222512

Аэросил 3/А-380 ,ПСМ 1/О ГОСТ 9206-70

Вода

ОП-10

Циклогексан

5

4,4

0,1

Остальное

Составитель А. Козлова

Редактор А. Козориз Техред.Г.Гербер Корректор,А. Обручар

Заказ 1654/16 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 достаточной стабилизации суспензии.

Введение ОП-10 более 67. не приводит к дальнейшему существенному улучшению стабилизации суспензии. В качестве дисперсионной среды используется циклогексан, представляющий собой жидкость с высоким удельным сопротивлением. Его химическая формула С Н, При приготовлении электрореологической суспензии объем циклогексана бе- !О рут в количестве, дополняющем объем суспензии до 100Х.

Во всех экспериментах производилась односторонняя обработка кремниевых пластин марки 1А5л КДБ7,5/0,1-76 !5 на модернизированном станке типа

ЖК-14. На планшайбе закреплялась партия пластин из трех штук. Режимы обработки: частота вращения инструмента (притира) станка 20 об./мин, 2О удельное давление 0,045 кг/см . Время обработки каждой партии 60 мин.

Перед началом обработки на инструмент, имеющий бортики по периферии, наливалась электрореологическая сус- 25 пензия толщиной слоя менее 1 мм. Затем включалось электрическое поле.

Пример 1. В первой серии эксперимента используется электрореологическая абразивная суспензия сле дующего состава, об.X:

Рабочая напряженность электрического поля, т.е. когда суспензия отвердевает, составляет 3. 10 В/см.

На участке инструмента с ослабленным на 20Х полем напряженность

2,4 104 В/см. При-этом электрореологическая суспензия представляет собой жидкообразную массу. Правка осуществляется при прохождении суспензии через щелевой канал, а- напряженность электрического поля плавно поднимается до рабочего значения 3 ° 10+ В/см.

Неплоскостность пластин в партии после обработки составляет ие более 1 мкм. !

Пример 2. Во второй серии экспериментов используется электрореологическая абразивная суспензия следующего состава, об.Х:

Аэросил 3/А-380 50

ACM 1/О ГОСТ 9206-ГО 27

Вода S 6

ОП-1 0 6,0

Циклогексан Остальное

Рабочая напряженность электрического поля 5 ° 10З В/см. На участке инструмента с ослабленным полем напряженность составляет 757 рабочего значения или 1,25 10Э В/см. При этом суспензия представляет собой жидкообразную массу. Правка осуществляется аналогично примеру 1, а напряженность поля плавно поднимается до рабочего значения 5» 10 В/см. Неплоскостность пластин в партии после обработки составляет не более 1 мкм.