Абразивный отрезной круг Советский патент 1992 года по МПК B24D5/12 

Изобретение относится к механической обработке твердых хрупких материалов и может быть использовано при изготовлении инструмента, предназначенного преимущественно для разделения на пластины моно- кристаллов полупроводниковых и диэлектрических материалов.

Целью изобретения является повышение износостойкости круга.

На фиг. 1 показан разрез режущей кромки и корпуса круга; на фиг. 2 - вид сбоку корпуса с выполненными в нем канавками; на фиг. 3 - вид сверху на корпус со стороны канавок, заполненных никелем и алмазными зернами. На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - металлический корпус; 2 - гальванический никель; 3 - алмазные зерна.

Включенные в формулу изобретения количественные параметры имеют следующие обоснования.

Зернистость алмазного порошка в композите, заполняющем объем канавок, необходимо выбирать в пределах 60-100 мкм. Если зернистость алмазного порошка меньше 60 мкм, то другие свойства композита

практически не влияют на динамику работы режущей кромки, поэтому износостойкость кругов не повышается. Зернистость алмазного порошка не должна быть больше 120 мкм, так как в этом случае крупные алмазные зерна могут выступать за габариты корпуса круга, принимая участие в процессе обработки. В этом случае недостаточное качество поверхности отрезаемых пластин ис- ключает возможность использования кругов после довольно короткого периода эксплуатации.

Объемное содержание алмазного порошка в композите должно составлять 11- 20%, т.е. объемное соотношение никеля и алмазного порошка должно находиться в пределах (8:1)-(41), Если объемное содержание алмазного порошка меньше 11%, то не проявляются другие свойства композита, что снижает износостойкость круга. При содержании алмазного порошка более 20% композит становится хрупким и быстро разрушается под воздействием циклических нагрузок.

Высота канавки в радиальном направлении не должна быть меньше высоты абра(Л

С

vj

Os

Ј

0

ю

зивосодержащёго слоя. В противном случае, учитывая реальные размеры используемых на практике режущих кромок, не будут проявляться упругие свойства круга, и не будет наблюдаться повышения его износо- стойкости.

Ограничения, накладываемые на ширину канавок, объясняются тем, что при ширине канавок более 16t (где t - толщина корпуса круга) снижается жесткость корпу- са до такого уровня, когда не удается обеспечить требуемую геометрию отрезаемых пластин. При ширине канавок менее 9t наблюдается заметное ухудшение качества отрезаемых пластин, практически не позво- ляющее использовать круги для получения прецизионных заготовок.

Корпус круга целесообразно изготавливать из холоднокатаного коррозионностой- кого металла с разрывной прочностью не менее 150 кг/мм2. Только технология холодной прокатки позволяет получить листовой металл с высококачественной поверхностью, однородной структурой и достаточной прочностью. Требование корро- зионной стойкости объясняется возможностью использования в процессе работы кругов довольно агрессивных сма- зочно-охлаждающих жидкостей.

Учитывая малую толщину корпуса круга и относительно большие локальные усилия резания, корпус должен быть растянут со значительным натяжением, чтобы обеспечить необходимую жесткость режущей кромки. Минимальная величина разрывной прочности, обеспечивающая выполнение упомянутых условий, должна быть не менее 1540 кг/мм2. В противном случае наблюдаются разрывы металла корпуса после непродолжительной эксплуатации круга.

Примеры использования кругов.

Разрезались монокристаллические слитки кремния диаметром 76 мм и германия диаметром 40 мм на пластины толщиной 0,5 мм. Резание производилось кругами типа АКВР 422x152 с геометрическими размерами, соответствующими ГОСТ 26004- 88. Круг устанавливался на барабан станка. Алмаз-6 и приводился во вращение с частотой 2000 об/мин. Устанавливалась рабочая подача величиной 30 мм/мин. Отрезные пластины контролировались на соответствие требованиям технических условий по глубине нарушенного слоя, шероховатости поверхности и неплоскостности. Количество отрезанных пластин, которые удовлетворяли по своей геометрии требованиям технических условий, принималось за износостойкость круга. Круг считался выбывшим из строя в случае, когда появился стабильный брак отрезанных пластин по геометрии, не устраняемый правкой режущей кромки и поднатяжкой корпуса.

Количественные характеристики примеров использования кругов приведены в таблице. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемые круги обладают более высокой износостойкостью при сохранении высокого качества отрезаемых пластин.

Формула изобретения Абразивный отрезной круг, выполненный в виде кольцевого металлического диска, на торцевых поверхностях которого в расположенных в шахматном порядке канавках глубиной, превышающей половину толщины диска, размещен абразивосодер- жащий режущий слой, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости круга, абразивосодержащий слой выполнен в виде гальванически осажденного никеля с алмазным порошком зернистостью 60-100 мкм с объемным соотношением никеля и порошка (4-8): 1 соответственно, при этом высота канавки в радиальном направлении не меньше высоты абразивосодержа- щего слоя, а ширина ее составляет (9-16)t, где t - толщина корпуса.

Использование: для механической обработки хрупких материалов. За счет наличия в корпусе радиальных канавок, выполненных на глубине (0,5-0,7)t, где t - толщина корпуса, при расстоянии между канавками

Примеры использования кругов при резке слитков

NNV-NV4 x ч

N

; , - xO О

ч ч ч - noOO.OWV

- lOQgO-QcSQ

Pu« 2

I

(2- ю) t

J

- noOO.OWV

- lOQgO-QcSQ.