Способ натяжения алмазных отрезных кругов с внутренней режущей кромкой Советский патент 1987 года по МПК B24D5/12 G01L1/10 

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

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