Абразивный дисковый инструмент

(5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСА ИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬС 54) А МЕНТ л, М след гани А,Г. цкий ИП(57) Использование: при резке путем совмещения резания по жесткой и упругой схемам, Сущность изобретения Ч-образная режущая часть инструмента выполнена с образующими 2 и 3 переменной длины, а боковые поверхности 4 круга 1 наклонены под углом а к плоскости 5 вращения инструмента. Поэтому в пределах одного оборота круга обработку изделия осуществляют различными по режущим свойствам участками. Симметричным участком разрушают обрабатываемый материал и образуют Ч-образный профиль канавки, а асимметричными участками проводят чистовую обработку стенок канавки за счет осевой податливости этих участков. 6 ил,умен мат 979.Авторское свидеМ 622664, кл. В 24 О Авторское сеидеМ 802006, кл, В 24 О Авторское свидеМз 592588, кл. В 24 О ельство СССР5/00, 1978,ельство СССР5/00, 1979,ельство СССР5/14, 1978. Изобретение относится к шлифованию, а более точно к абразивным инструментам для обработки твердых и хрупких материалав, в частности для профильной резки полупроводниковых пластин,Цель изобретения - повышение выхода годных за счет уменьшения сколообразования и уменьшения дефектной зоны, повышение стойкости инструмента, связанное с улучшением условий охлаждения и использованием жестких и упругих элементов на инструменте, расширение технологических возможностей,Поставленная цель в абразивном инструменте с, Ч-образной режущей частью и боковыми поверхностями, достигается тем, что каждая поверхность Ч-образной режущей части выполнена образующей переменной длины, плавно уменьшающейся от максимума на одном до минимума на другом концах диаметра, причем максимальные образующие на противолежащих поверхностях режущей части, диаметрально противоположны, а боковые поверхности, сопряженные с Ч-образной режущей частью, сохраняя взаимную параллельность, скошены под углом а к плоскости его вращения, удовлетворяющим соотношениюа = (0,68 - 1,0)агст 9 - ,1 где а - угол м поверхностямструмента град; т - толщина Ч-о инструмента, мм; ежду скои и плоско ными боковыми ю вращения инрежущеи части(21) 4884810/О (22) 20,11,90 (46) 15.04,93, Б (71) Научно-и технологии и о (72) А,П,Зенко ский, Ю,Н.Зим (56) Захарченк мазного инстр таллических НИИМАШ, 1 зор,овательскии институт зации производства Елизаров, О.М.Чигрини А.П,КураевОпыт применения ала для обработки немериалов, серия С, тр. 8-9,рис, 2 - 3, ОбНЫЙ ДИСКОВЫЙ ИНСТРУ 180867815 О - наружный диаметр инструмента, мм.На фиг. 1 схематично показан описываемый абразивный инструмент; на фиг, 2 - вид А с торца на инструмент фиг.1; на фиг.3 и 4 - разрез по В-В, варианты выполнены (повернуто); на фиг. 5 а, 5 б, 5 в, 5 г, 5 д - соответственно разрезы по а-а, б-б, в - в, г - г, д-д фиг. 2 (повернуто); на фиг: ба, 6 б, 6 в - схема взаимодействия асимметричных и симметричных элементов режущей части инструмента с обрабатываемым материалом за половину оборота круга,Абразивный дисковый инструмент (фиг.1), преимущественно алмазный круг 1 диаметром О с Ч-образной режущей частью. Каждая боковая поверхность Ч-образной режущей части образована прямыми (боковыми участками) 2 и 3 переменными по длине и являющимися частями образующих конусов с центрами 01, 02 на оси вращения инструмента. На одном конце диаметра образующая 2 выполнена максимальной длины; плавно уменьшающейся до минимума на другом конце диаметра, а образующая 3 максимальной длины на этом конце диаметра уменьшается до минимальной величины на другом конце диаметра круга 1.Максимальные образующие 2 и 3 противолежащих поверхностей Ч-образной режущей части расположены диаметрально-противоположно, Уменьшение максимальных образующих 2 и 3 до минимальных достигается зэ счет того, что боковые поверхности 4 круга, сопряженные с Ч-образной режущей частью, сохраняя взаимную параллельность и толщину 1, выполнены скошенными под углом а к плоскости 5 вращенияинструмента, удовлетворяющем соотношениюа = (0,68-1,0)агссцсС Конструктивно инструмент может бытьвыполнен в виде монолитного круга 1 (фиг.3) с абразивным содержимым Ч-образной режущей части со скошенными под углом а боковыми поверхностями относительно установочных торцевых поверхностей, при легающих к посадочному отверстию и изготовленного методом прессования и спекания, а также в виде сборного изделия (фиг. 4), содержащего абразивный круг 1, выполненный из алмазосодержащего проката, установленный скошенным под углом а относительно отдельных корпусных элементов 6, соединяемых с кругом разъемно или неразъемно (пайкой или склеиванием). Наружные торцы 7 элементов 6 выполнены 20 25 30 35 40 45 50 55 параллельно друг другу и перпендикулярно оси вращения инструмента.В итоге на периферии круга 1 (фиг, 1, 3 и 4) выполнена обработка с базой по посадочному отверстию 8 и торцам 7 установочных элементов 6, прилегающих к посадочному отверстию, режущая часть с переменным по окружности и непрерывным по вершине 9 Ч-образным (угловым) сечением профиля, При этом боковые участки 2, 3 Ч-образного режущего профиля образуютчередующиеся симметричные (фиг. 3, 4, 5 в,6 б) и асимметричные (фиг. 1, 5 а, 5 б, 5 г, 5 д,ба, бв) элементы,Установка круга с его йаклоном к плоскости вращения обеспечивает при формообразовании Ч-образной режущей части сбазой по торцам круга, перпендикулярнымбси вращения инструмента, образование(для реализации процесса обработки по "упругой" и "жесткой" схемам) режущего про-филя с симметричным и асимметричнымпрофилем сечения (в осевом направлении),при этом вершина 9 Ч-образного профилярежущей части находится в плоскости вращения инструмента,Наружный контур симметричных иасимметричных участков вписан в единыеконические поверхности, совмещенные повершине 9 режущего профиля и имеющиеобщую ось вращения 01, Ог.Одновременно наклон круга увеличивает(при наименьшей его толщине) выСотурежущего профиля (в радиальном направлении, что позволяет использоватьинструмент для резки, например, полупроводниковых пластин увеличенной толщины.Диапазон угла наклона выбран из расчета обеспечения с одной стороны1(при а = агсщ - ),непрерывности режуОщей части по вершине, с другой стороны(при 0,68 агс 19 - ) из условия обеспеченияСОнеобходимого сочетания приемлемых стойкости вершины профиля и качества обработки особенно при сквозной профильнойрезке пластин труднообрабатываемых мафтериалов(типа поликор, кварц, сапфир).При дальнейшем. увеличении угла а непрерывность линии вершины нарушается собразованием прерывистой режущей части,что ведет к повышению вероятности сколообразования и резкому снижению стойкости инструмента.С другой стороны, отклонение боковыхсторон от угла а = 0,68 агстц - в сторону уменьшения ведет к перераспределению значения длин (по дуге асимметричных исимметричных участков в части уменьшенияволи асимметричных участков, что снижаетвремя их воздействия и соответственно увеличение более жестких симметричных участков (за один оборот) на обрабатываемый 5материал, ведет к уменьшению осевой податливости инструмента, ухудшению усло. вий охлаждения и в итоге, отрицательносказывается на шероховатости обработки,величине сколов по острому углу фаска и в 10целом по дефектной зоне (микротрещины,дислокации).Предлагаемый инструмент работаетследующим образом,Кругу сообщают вращательное движение, а обрабатываемому изделию продольную подачу на инструмент. В пределаходного оборота происходит обработка изделия различными по режущим свойствам участками (при идентичном по составу 20инструментальном материале),При контакте "жесткость" (симметричного) участка при повышенных, в основномрадиальных, нагрузках происходит преимущественно разрушение обрабатываемого 25материала, измельчение и транспортировкапродуктов резания, В данный период происходит в основном формирование Ч-образной канавки,При резании "упругим" участком(асимметричным), представляющим собой условный сектор круга с повышенной осевойподатливостью, за счет упругого смещенияэтого участка (а так же системы инструментшпиндель), глубина внедрения алмазных 35зерен в поверхность фаски уменьшается навеличину,"пропорциональную податливости. Процесс в данный период ведут с минимальными осевыми усилиями, что создаетусловия чистовой обработки после как бы 40предварительного формирования Ч-образной канавки жестким участком.Последовательное чередование обработки по "жесткой" и "упругой" схемам шлифования с плавным переходом от участка к 45участку существенно снижает пульсациюнагрузок и вибраций в зоне обработки,П р и м е р 1. Для сквозной резки кремниевых пластин О 76 х 0,4 мм с транзисторными структурами 5,97 х 5,97 мм используют 50алмазный диск О 57 х О 30 х 1 х 65, связка режущей части металлическая, зернистость алмазов АСМ 14/10. Угол наклонаа =3,0+4. Диск установлен в латунном корпусе и закреплен пайкой.Профильную резку производили на установке ОЧПП 100 М.Режим обработки: частота вращения инструмента 5 10 мин, скорость подачи б мм/с,П р и м е р 2. Для сквозной резки кремниевых пластин О 60 х 0,33 мм с диодными структурами 4 х 4 мм; 2,5 х 2,5 мм использовали набор алмазных дисков О 76 х хО 40 х 1 хб 5. Связка металлическая, зернистость алмазов АСМ 14/10, угол наклона а = 36+ 4. Диски закреплены клеем в корпусе из алюминиевого сплава. Количество дисков в наборе 11.Применяемое оборудование - установка УРПА-М.Режим обработки: частота вращения инструмента 9 10 мин, скорость подачи 1 мм/с.Профильную резку осуществляли по двум вариантам:резка единичной пластины толщиной 0,33 мм для получения кристаллов максимального размера 4 х 4 мм;резка стопы пластин из 5 ед. общей толщиной 1,6 - 1,7 мм для одновременного получения кристаллов 4 х 4 мм и менее,При сопоставительных испытаниях с известным инструментом (максимальная величина сколов по острому углу фаски до 20 мкм, по углам кристалла до 30 мкм) величина зоны видимых нарушений не превышает 12 - 18 мкм.В результате повышается выход годных йа 2-30, увеличивается скорость резания на 15-200 .Формула изоб ретения Абразивный дисковый инструмент; выполненный в виде корпуса с рабочей периферийной частью Ч-образного профиля, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости круга, образующие конической поверхности каждой иэ сторон профиля выполнены переменной протяженности, при этом торцовые поверхности диска взаимно параллельны и наклонены к оси инструмента на угол а, определяемый иэ условияа =(0,68 - 1,0)агс 9 т/О,где й - толщина диска;О - наружный диаметр инструмента.1808678 Составитель А.ЗенковТехред М,Моргентал Корректор С щско Редактор Т,Иванова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1248 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб.; 4/5