Способ натяжения алмазных отрезных кругов с внутренней режущей кромкой - SU1281392A1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к обработке шлифованием и может быть использовано при разрезке полупроводниковых материалов.

Целью изобретения является увели- чение стойкости алмазных отрезных кругов и улучшение качества процесса разрезки за счет обеспечения оптимального натяжения.

На чертеже приведены зксперимен- тальные зависимости частоты собственных колебаний f от радиального смещения и.

Алмазный отрезной круг с внутренней режущей кромкой устанавливают в приспособлении для натяжения, нагру- жают кррпус круга распределенным по наружному контуру радиальным усилием и одновременно измеряют радиальное смещение режущей кромки U и частоту собственных колебаний f корпуса, а затем по их данным определяют предел текучести G материала корпуса.

Степень натяжения корпуса алмазного круга оказывает большое влияние на точность геометрических параметров и качество поверхности пластины, полученных в результате резки полупроводниковых материалов. Недостаточное натяжение приводит к искаже- нию формы пластин, чрезмерное - вызывает быстрый износ отрезного круга что также приводит к искажению геометрической формы отрезных пластин, Установлено, что оптимальное натяже- кие корпуса отрезного круга должно быть таким, при котором напряжения на режущей кромке стремятся к преде-, лу текучести, но не достигают его на 10-15%, т,е, Gg (0,9-0,85)G, где G - предел текучести материала

корпуса, Н/м , Gg - растягивающее напряжение,

соответствующее оптимальному натяжению, Н/м,

По одному из.известных способов натяжения для определения оптимального натяжения алмазных отрезных кругов с внутренней режущей кромкой производят расчет радиального смеще- ния режущей кромки под действием растягивающих усилий, соответствующих оптимальному натяжению,

Расчет ведут по формуле

Uo 1 b (0,85-0,9).

(1)

где Ujj - радиальное смещение режущей, кромки, соответствующее оптимальному натяжениюJ м;

.b - радиус режущей кромки отрезного круга, Мр Е. - модуль упругости Н/м , оС - отношение радиуса режущей кромки к радиусу закрештег ния отрезного круга, Здесь учтено, что при нагружении корпуса равномерно-распределенным по наружному контуру усилием , (Н/м растягивающее (тангенциальное) напряжение на режущей кромке б. вычисляется по следующему выражению

К Ч b То

9 -ot

При натяжении отрезного круга измерение радиального смещения производят посредством индикатора часо вого типа. Натяжение круга заканчивают тогда, когда радиальное смещение режущей кромки достигает велнчи- ны, рассчитанной по формуле (1).

Известен другой способ натяжения алмазных отрезных кругов с внутренней режущей кромкой, основанный на методе струнного тензометра. По этому способу производят расчет собственной частоты колебаний корпуса отрезного круга, находящегося под действием растягивающих усилийр обеспечивающих оптимальное натяжение . Расчет ведут по Формуле ,

(п) .-.-/ij /я

™-2Ш - 2Й й

(2)

собственная частота, соответствующая форме колебя - НИИ mn (m - число узловых диаметров, п-число узловых окружностей), Гц| постоянная, зависящая от формы колебаний; а - радиус закрепления отрезного круга, м;

Р - удельная плотность матери ала корпуса отрезного круга , кг/м

Во время натяжения круга производят Измерение частоты собственных колебаний корпуса отрезного круга, Процесс натяжения отрезного круга заканчивают тогда, когда частота собственных колебаний достигнет величины , рассчитанной по формуле (2),

Однако при использовании известных способов величину -оптимального натяжения опр еделяют расчетным путем что требует,точных значений исходных данных - модуля упругости Е и предела текучести. Кроме этого форгде f

мулы () и (2) не учитывают анизотропии материала корпуса, для которого модуль упругости и предел текучести в продольном (вдоль направления прокатки ) и поперечном направлениях отличаются на 6-12%,

Физический смысл предлагаемого способа заключается в следующем. Так как оптимальным натяжением корпуса отрезного круга является такое, при котором напряжения на режущей кромке стремятся к пределу текучести, но не достигают его на 10-15%, то необходимо определить радиальное смещение режущей кромки и (или) частоту собственных колебаний корпуса, соответствующие этому натяжению. Если корпус АКВР находится в упругом состоянии , то зависимости радиального смещения режущей кромки и частоты собственных колебаний корпуса от натяжения описываются соответственно формулами (1) и (2), Подставив (1) в (2), получаем

L П) / П t Т

f JL. Z ЁУ-с -)

ьлп 2ТГа 2ЬР После -логарифмирования (3) получаем

ilnU,

( 4)

---) 2Ър

(S) - постоянная, определяемая измеряемой формой колеба- |НИй, геометрическими и, механическими характерис- тиками отрезного круга. Если растягивающие усилия превышают оптимальную величину на 10-15% на режущей кромке отрезного круга появляются пластические деформгщии, т,е, корпус переходит в упруго-пластическое состояние. При этом характер зависимостей радиального смещения и частоты Собственш колебаний от натяжения изменяются. Для упруго- пластического состояния корпуса отрезного круга уравнение (3)- не выполняется . Это подтверждается опытным путем, Т,е, измеряя одновременно смещение режущей кромки и частоту собственных колебаний и строя в

логарифмическом масштабе (у lgf ) зависимость между этими величинами , получаем в упругой области (натяжение недостаточно для образо- вания пластических деформаций) для различных партий отрезных кругов с отличающимися геометрическими и механическими характеристиками (различные А (S)) параллельные прямые,

сдвинутые друг относительно друга вдоль оси у на величины, равные разности А соответствующих партий кругов . Координаты точек перехода зависимости (х) из линейной в нелинейную (у. , х.) соответствуют натяжению , вызывающему растягивающее напряжение на кромке, равное преде- лу. текучести материала корпуса отрезного круга, Т,е, моменту начала

пластических деформаций соответствуют смещение U 10 и частота

,- (О 1 /1

г 10 , и учитывая, что оптималь- mn

ными являются напряжения на кромке, лежащие в пределах (0,85-0,9)б получаем, что оптимальные смещения режущей кромки для данной партии кругов лежат в области (0,85-0,9)Uj а частоты - в области (/0,85 (i)

/0,9)f

Предлагаеьйгй способ обеспечивает оптимальное натяжение алмазных отрезных кругов с внутренней режущей кромкой, повышает стойкость последних на 30-40%,

Формула изобретения

Способ натяжения алмазных отрезных кругов с внутренней режущей кромкой , при котором процесс натяжения ведут распределенной по наружному контуру нагрузкой, величину которой назначают в зависимости от собственной частоты колебаний корпуса круга,

отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости алмазных кругов путем обеспечения оптимального усилия натяжения, процесс натяжения ведут до достижения корпусом круга собственнойчастоты , равной (ИО,85- - ГO,9) от частоты, соответствующей моменту достижения материалом корпуса круга предела текучести.

Смещение U, лгл/

2.5

-t

-0,7 0,52 -O.ff-0.3 -Л/55 О

Реферат

Изобретение относится к области шлифования и может быть использовано при резке полупроводниковых материалов . Цель изобретения - повышение стойкости алмазных кругов. При нагру- жении корпуса круга распределенным по наружному контуру радиальным усилием оптимальное натяжение круга обеспечивается одновременным измерением радиального смещения режущей кромки и круга и частоты собственных колебаний f корпуса и определением .по их данным предела текучести G материала корпуса. Учитывая влияние анизотропии материала корпуса, способ повышает стойкость кругов и . улучшает качество процесса разрезки полупроводниковых материалов . 1ил. § Л

Формула