Способ абразивной обработки на плоскодоводочных станках Советский патент 1986 года по МПК B24B37/04 

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

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

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

При перемещении деталей по зерка- лу отвердевшей в электрическом поле абразивной электрореологической суспензии его поверхность изнашивается. Для восстановления первоначальной формы поверхности, не участвующей в обработке, накладывают ослабленное на 20-75% 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 поверхностью инструмента, а напряженность поля плавно поднимают до рабочего. Абразивная электрореологическая суспензия отвердевает, принимая требуемую форму и исправленный участок зеркала электрореологической суспензии поступает в зону обработки

Экспериментально установлено, что снижение напряженности электрического поля менее чем на 20% рабоче вызывает недостаточное уменьшение вязкости электрореологической суспензии, в результате чего снижается эффективность правки. Снижение напряженности электрического поля более чем на 75% рабочей приводит к чрезмерному снижению вязкости электрореологической суспензии, в результат

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 абразивньк свойств дополнительно вводят абразивный микропорошок. Используют электрореологическую суспензию следующего состава, об.%:

Дисперсная фаза - Аэросил З/А-380 10-50 Алмазный микропорошок АСМ 1/0 5-27 Активатор - вода 4,4-5,6 Поверхностно- активное вещество ОП-100,1-6

Дисперсионная среда-циклогексан Остальное

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

Введение АСМ 1/0 менее 5% приводит к ухудшению абразивных свойств зеркала электрореологической суспен- з ии и снижению скорости съема. Увеличение АСМ 1/О более 27% 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 5%. Поэтому при уменьшении воды мене 4,4% и при увеличении более 5,6% наблюдается значительное уменьшение силы межчастичного сцепления, в результате чего практически невозможно достичй отвердевания электрореологической суспензии.

Для стабилизации электрореологической суспензии в нее необходимо добавить неионогенное поверхностное активное вещество, например ОП-10. Введение ОП-10 менее 0,1% не вызывае

достаточной стабилизации суспензии. Введение ОП-Ю более 6% не приводит к дальнейшему существенному улучшени стабилизации суспензии. В качестве дисперсионной среды используется цик логексан, представляющий собой жидкость с высоким удельным сопротивлением. Его химическая формула . При приготовлении электрореологической суспензии объем циклогексана берут в количестве, дополняющем объем суспензии до 100%.

Во всех экспериментах производилась односторонняя обработка кремниевых пластин марки 1А5л КДБ7,5/0,1-76 на модернизированном станке типа ЖК-14. На планшайбе закреплялась партия пластин из трех штук. Режимы обработки: частота вращения инструмента (притира) станка 20 об./мин, удельное давление 0,045 кг/см, Время обработки каждой партии 60 мин. Перед началом обработки на инструмент, имеющий бортики по периферии, наливалась электрореологическая суспензия толщиной слоя менее 1 мм. Затем включ алось электрическое поле.

Пример 1.В первой серии эксперимента используется электрореологическая абразивная суспензия следующего состава, об.%:

Аэросил З/А-380 ,ПСМ 1/0 ГОСТ 9206-70

Вода

10

СП-10

Циклогексан

5

4,4 0,1 Остальное

Рабочая напряженность электрического поля, т.е. когда суспензия отвердевает, составляет З. Ю В/см. На участке инструмента с ослаблен- HbJM на 20% полем напряженность 2,4.10 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 В/см. Неплоскостность пластин в партии после обработки составляет не более 1 мкм. I

Пример 2. Во второй серии

экспериментов используется электро- реологиЧеская абразивная суспензия следующего состава, об.%: Аэросил З/А-380 50 АСМ 1/0 ГОСТ 9206-ГО 27 Вода5,6

ОП-10 6,0

Циклогексан

Остальное

Рабочая напряженность электрического поля 5-103 В/см. На участке инструмента с ослабленным полем напряженность составляет 75% рабочего значения или 1,25.10 В/см. При этом суспензия представляет собой жидко- образную массу. Правка осуществляется аналогично примеру 1, а напряженность поля плавно поднимается до рабочего значения В/см. Неплоскостность пластин в партии после обработки составляет не более 1 мкм.