Патент на изобретение №2292266

(54) СПОСОБ НАДРЕЗАНИЯ/РАЗРЕЗАНИЯ ПЛАСТИН ОТРЕЗНЫМ КРУГОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области глубинного шлифования, точнее к процессу надрезания/разрезания пластин из твердых и хрупких труднообрабатываемых неметаллических материалов ультратонким отрезным алмазным кругом на специализированных установках резки. Техническим результатом является повышение производительности и качества процесса разрезания. Для этого способ включает вращение отрезного круга, подачу надрезаемой/разрезаемой пластины основанием в тангенциальном направлении к отрезному кругу, сообщение пластине колебания в перпендикулярном к плоскости основания пластины направлении. Причем частоту колебания определяют по математической формуле. При этом амплитуда не превышает 1/3 верхнего номинала фракции зернистости алмазных зерен, примененных в отрезном круге.

Изобретение относится к области глубинного шлифования, точнее к процессу надрезания/разрезания пластин из твердых и хрупких труднообрабатываемых неметаллических материалов ультратонким отрезным алмазным кругом на специализированных установках резки.

Известен способ разрезания пластин, при котором отрезному кругу сообщают вращение, а пластину подают на круг основанием в тангенциальном к кругу направлении (Бочкин О.И., Брук В.А. Никифорова-Денисова С.Н. Механическая обработка полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа, 1986, 112 с., с.80-81).

Современное исполнение этого способа резки можно посмотреть на сайте WWW.DISCO.CO.JP в разделе Dicing and Cutting Saw.

Недостатком данного способа является низкая производительность процесса резки некоторых твердых и хрупких неметаллических материалов, таких как керамика, стекло и др., а также большая величина сколов по краям прорезаемого паза, характеризующая качество изделия.

Целью изобретения является повышение производительности процесса разрезания пластин из твердых и хрупких неметаллических материалов и повышение качества резки, характеризуемого суммарной шириной прорези и величины сколов по краям реза.

Поставленная цель достигается тем, что в рассматриваемом процессе надрезания/разрезания пластин отрезному кругу придают вращение, пластину подают на круг в тангенциальном к кругу направлении, и при этом пластине сообщают колебания звуковой частоты в перпендикулярном к плоскости основания пластины направлении. Значение частоты колебания пластины определяют по формуле:

=n··D/L·60

Где: – частота колебаний, Гц;

n – частота вращения круга, об/мин;

D – диаметр режущей кромки круга, м;

L – оптимальная длина режущего элемента периферии отрезного круга, м.

При этом амплитуду колебаний устанавливают не более 1/3 верхнего номинала зернистости алмазных зерен, используемых в применяемом отрезном круге.

Колебание пластины создают одним из известных способов. Это может быть закрепление пластины на предметном столике, выполненном из пьезокристаллического материала, возбуждаемого током переменного напряжения, соответствующей частоты и амплитуды; это может быть магнитострикционное возбуждение предметного стола и др.

Предварительно, для конкретного материала и условий процесса резки оптимальную длину режущего элемента круга берут равной удвоенной длине режущего элемента отрезного круга с прерывистой режущей кромкой, для процесса глубинного шлифования, аппроксимирующего рассматриваемый процесс резания. Длину режущего элемента отрезного круга с прерывистой режущей кромкой определяют по известной методике (например: Якимов А.В. Прерывистое шлифование, Киев-Одесса, Вища школа, 1986, 174 с., с.27-35). Затем, контролируя по качеству реза (величине сколов по краям прорези), устанавливают подходящее значение частоты колебания пластины. Величину амплитуды колебания можно контролировать микрометром с мягким наконечником по факту замыкания электрической цепи.

Использование более высоких частот колебания пластины ведет к повышению износа режущей кромки круга. Разрезание при меньших частотах сопровождается увеличением размера сколов по границе прорези, и в пределе (при =0) получаем исходные условия резания и исходные производительность и качество реза. Увеличение амплитуды колебаний вызывает появление потери устойчивости режущей кромки круга и, как следствие, повышение дефектной зоны прорези. Уменьшение амплитуды до нуля понижает эффективность предлагаемого способа процесса резания, и в пределе получаем исходные условия процесса резания

Применение предлагаемого изобретения повышает производительность процесса разрезания пластины в 2-3 раза и понижает величину сколов по краям прорези, повышая качество обработанных деталей.

Формула изобретения

Способ надрезания/разрезания пластин отрезным кругом, при котором отрезному кругу придают вращение, а надрезаемую/разрезаемую пластину подают основанием в тангенциальном направлении к отрезному кругу, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества разрезания, пластине сообщают колебания в перпендикулярном к плоскости основания пластины направлении, при этом частоту колебания определяют по формуле:

=n··D/L·60,

где – частота колебаний, Гц;

n – частота вращения круга, об/мин;

D – диаметр режущей кромки круга, м;

L – оптимальная длина режущего элемента периферии отрезного круга, м,

а амплитуда не превышает 1/3 верхнего номинала фракции зернистости алмазных зерен, примененных в отрезном круге.