Основы наноелектроники / Основы наноэлектроники / ИДЗ / Книги и монографии / Проблемы нанотехнологии деталей машин, 1990, c.132

ТИЦЫ), то на поверхности она не будет вядна. Если.же час'l'ИIta

хождения частвца: я- радиуо частицв.

Спектр частиц, наt1moдаемъtX на поверявосев опяоввается

своей фуннцией распределения r: (S», например дая UJaрпроваВ­ Hыx частиц одного размера R. фунКЦИfI будет совпадать с фyв.R­

цией распределения чаСТИЦ по глубине:

в праRтике шаржированные частицы a6pas~ одивакового размера, как правило, не наолодаются, В состав даже одной фРaR­

пив абразива входят часТИЦЬ1 р8.ЗJIИЧНЫХразмеров, фyв.кшm распре­

деления которых будем описывать функцией tt (J1.). воPJlИPOЗ8ННОЙ

на число шаржированных зерен Ие,.

~

S~(~)d~:t1~. (3'

t,;

Тогда, yqитывая; ввреяенве (Г) t ПОJlYЧИМ'

(4)

Кроме ТОГО, В фувхции распредвявввя будут ВНОСИТЬ свой вклад частипы развой зернистости, находящиеся на глубине

Очевидно , чаоэипн, размер которых меньше видимого радиуса воспринвмавтся как чаоеипв большего радиуса и ВХОДИТЬ в чис­ ло шаржированных не могут. После интег~ования пацучим:

6Р

П~ тpaвJ18Sn -mmерDООП на rлу6иву qJYНКЦИЯ: распре-

.ДвJIвШUI примет вид: ~

·F(s>,h):SYJ(V.R~-5'i'+J1)tt(R)dR. (6)

g ,

OnредeJIение фунRЦИЙ раопредеаенвя шаржированного а6раэи­ за по размерам и rлу6ине ПОЗSОЛИТ полностью описать статисти­ чесов заховомврности шаржирования.

РеЗУJlЪтатн эltсперm_~ент8JlЬВWC исследований шаржирования IJОверхности образцов приведенu в та6Jnще. t

Исследования ПРОВО~!И методом электронной минрОСRОПИИ с УВeJIИЧением в 10 000 раз t ЧТО УПРОСТИЛО язиеревие аорааив­ ша частиц (масштаб в 1 СМ. 1 мкм). Минимальнm1 размер варжи­ роваввнк частJЩ составвя 0,1 МRМ. ЕсJ1И длина тени от частицы прев~ в 6-7 раз видимь!й размер чаСТИЦЫ, ТО такая частица

счяеаяась В8Ходsщеlоя на поверхности. Критерием maржируемоети

CJIYDJI8 д,пВа Т8JIИ от частип, ооравоваваейоя при оттенении репmiки с поверявоста под углом то". .

Нatttеииsе функции распредеJ1ения размеров видимых частей

r (f.h) представдевына рис.г, ltnО'1'Воеть чаСТИЦ опредеяялась на 1 ~ поверхности•.

с '1ВUnВВИ• . , .. СlID8mся В8J1ИЧИВН фУнК-

ции распре.n:е.пенив:дяя меJIКИX частиц, наюдязшюя всяива поверх­ BOC~ и обпа.n:апцих яаибonьtl1Шt' весов ПI?И статистике частиц.

на исходной поверхности образца (спектра) на всем иоследу­ емом ~aC'l'Кe ва6JD:ща.псь частицы размером 0,6 МКМ, которые ВС'ф8ЧSJIИСЬ по одной на 6JIиэюп участ.ка.х поверхности. Такое по­ JIожение, когда ва поверхности вахоляюя частипа не60ЛЬШИХ раз­ меров, M01tRO объяснить тем. что абразивная частица maР"!и'руется достаточно глубоко, а на поверхности l,ожет находизъся только

ее верхушка. Очевидно, что частица не доявна внсттпать на ве­

JlИЧИНY,превншапцую покааатеяь шероховатости поверхвости, что

в про-rивном CJIYЧае привело бы к допсянитеяьнва дефектам при 00-

работке. Тах, вапрвмер, при веJIИЧИll8 ВRступапцей часта, равной

O~6 !'.ntМ,mероховатоетиповерхности50+20011 10-4 I~'. размер

сферической чаогицв составав 2.3 МЮI, воторнй можно ознесга R фрахцип 3/2 МlW.

61

.gJ

Съем метаяяа Q и 1Со8фl1Щ1l811'f A8М18ВOro раОО88ВИЯ при

полировании меди МОБ суспензиями на основе раввячнвх абразивных материалов

JРие.I. Фун1ЩИй распредеяеввя ви;аимых РаЗмеров щpupовamшx

чаСТИЦ на раЭ!UIX rJ!Y6ИRaX (спех'!'РН а. 6. В. r. 11.] -

6з

Травление поверхности на rлу6ину 100 • 10-4 мкм правевчес­

ки не изменяет функцию распредеденва, так как глубина CJШШКОМ

мала. на rлу6ине 600.IO~ (спектр ·В") 06наружеив ОТДeJ1ЪВИ& частицы размеромдо I,5 МIШ. а на rлу6иве _29OO.Io-4 МRМ - до

~t5 мкм.

На ГJrY6ине I МIC'М (спехтр "е") вейдана одва чаС'.r_ разме­ ром 3,2 МКМ, которая соответствует ФРакп;ии 5/3. ЧаСТIЩЬt '1'8RОЙ величины единичны и не .ВRJПDЧaJ)ТСЯ в фушсцию распредмевия,оr­ раниченную размерами частиц не более 0,5-0,7 мим.

на рис.2 представлева зависимость изменения ЧИCJIa видимнх

частиц на рааных глу6инах ТplЩJIевия. Таиим оораасе, травление

на не60ЛЬШУЮ глуБИНУ (200- IO-4 МRAf) ПРИВОДИТ к некоторому уве­

личению числа видимых частиц. Это свяеаво, очеввднс, с тем, ЧТО кроме имеющихея на исходной поверхвоот,И чаСТИЦ 6НJ1И ДОПOJПШ'l'еJIЬ­ но вскрыты частицн, :которке'J1И60 6нnи эамазавв сверху товюш слоем металла" rJIИбо вытупaJJи над исходиоl поверхностЬJ) менее

чем на 0,1 мкм.

Травление на rл:убину (600-10-4 МКII) Dрахтериэуетоя замет­

НЫМ убыванием частиц.

Фув1ЩUраспрвдвленик зввисп и от. размера абразива, ~ вав васста вuступвпцей над поверхиос'1'ЪЮ чаСТИIXН не пре~

f

64

2Z

~.ц9JIеaШt размеров видимшс частиц В севеосе "а" с учетом условия

~(?)t rJIYбиаа травяеввя 0,5 МХМ.

65

0,5 1,0 1,5 1.0 h

Рис.з. Изменение ЧИCJIa JЩ1tИМЬtX шарпрcmaввыx частиц на развш: rJIY6ИНах ,

На рис.3 видвО, что вааоояее часто tПapжиpyIO'l'СЯ чао'1'ИЦЬt меJJRИX фрaRЦИЙ. Расчет вваченяй ДJ1fI сектора "бlt будет анвдо­

ГИЧНЬ1М.

~ .цpyrц секторов формула (I~) иеПР1!Менима, ТаЕ как после травлеlШЯ на r:nyбиву h частица может выступать над по­ верхностью на ВЫСОтУ ,,+~, и ИRтерва.п r.цv6ив R-h-5<~<:R

нельзя считать досееючво MaJIWJJ. Чтобы найти фyв;кцmD распреде­ ления, необходимо решить интегра.пъное уравнение (6) •

Исследование сех'1'ОРОВ образца 4. подвергавmи.xся 'l'рав.певmo (см.та6Jпщy) покавеяо, что ва г.пубине 2 М'.[QI[ mapzиpoваиие афaзиs­

ных частиц правтвчеока не происходит.

Это может быть ооъяененс JIИШЬ тем. что аа6JПoдаемве аора.. вивнве честапы RрУПВШ размеров ШleIМ' ив сферичеС:кyIO,а скорее форму ПЛОСКИХ пласеив, :как ловаваяа исследования. частицы соль­ ших размеров Б самом деле име1ОТ мвоrоу['OJIЪНУЮ форму. Эти паао­

тины, ПО-ВИДИМОМУ.t яваяются ОСRа.пхами 1tpyпaьtX частиц. захаТа&­ нш Б поверхность ПОCJ1едупцей 06pa60Т1toA. Количество '1'aRИX

66

ооКОЛКОВ очень велико. В подтверждение этому можно привести данные по размерам зерен шаржированRЬtX поверхноетей металли­ ческих вервал , ПOJIYЧеНJlЬtе методом электронной микроскопии.

Тща.теJIЪвое изучение МИКрофотографий повааадо, что мелкие

оОRОJlRИ абразива находятся, главным образом, в верхних

(h< 1 мкм) приnоверхностнш: маях образца. на глубине h>I мкв

~

на6JIIOдаются в основном своплеввя частиц по границам верен. слвдоватвльно, плотность частиц уменьшается с глубиной травле­ нИЯ, а шаржирование чаСТИЦ в rлу6ину происходит по транвцам

зерен.

Таким образомt примевение метода сканирующей микроскопии

позволило получить качественные и количественные результаты

по распределению вямааннх частиц в приnоверхноетном слое мед­ НОГО образца, а также установить глубину их шаржирования (h~~ 2 мкм). Ло:капизация частвц абразива по грантам зерен может бнтъ вспояьвована вак ИВДИRa.'fО1)8.llfL.)lQс:р~~ения вап­

ражевннх и венапряжевнвх гранвц,

Спиоок JIП'eр8турв

I. ~eMOB и др. Поверхность•. Физика. DМИJ!. М8X8JШI(8,.

1983. 12. с.тэт,

2. Бекиауер н.и., ЭarорyйRо H~B. t Белив в.и. ЭлеRТРОSВО-­

МlКt·оаоШiЧeСКое. иссаедование струхтурн меднык поверхнос­ теЙ.4 .физи:ка и химиа оптических поверхностей. М.: Универси-

тет ~6H народов. I986. С.22-З6.

з. Бекиауер Н~И. t 3arоpyйRо Н.В. ВJIияние З,е~енной cтpynypJi и оптичесхие овойства меднкх: эеркап / /ФИЭ'ИJ!A И хи­

мии оптических воверзвостей. М. :Университе'l' Дружбы народов. I986. с. па-гае.

67

IУДК 621.941.OI

Дохт.техн.наук Ю.~.Назаров,

канд,'l8П.ИayJt В.M.Py681t,

и. В.Рубав, :кац. Т8П. И81'К

В.Х.ПОСl'8ИОI'О!!

ОСОБЕННOC'lИ Ш'ОЦЕССА .AJlМAэнorо ,ЫIИКРОТОЧЕНИЯ ДЕТAJlEЙ из ЦВЕТНЫХ CПJlAВQВ

Алмазное микроточевие примевяетcs ддя су6микровной обработ­ ки деталей из пвеевнк сплавов, например}меТaJJJ1ИЧеских зерха.п:, тверднх ДИСХОВ ЭВlv1 И др. Этот метод по сравненвв с обработ­ кой ево60ДННМ абразивом п'Озволяет повысить в 5-10 раз произ­ водитеJ!ЪНОС'l'Ь обработки, иск.moчaет шаржирование поверхности абразивными частицами~ При точении алмазный резец перемеща­ ется по траектории, соответствующей осевому сечению 06ра6а­ тнваемой поверкаоста (прямая, дуга охружности, параоояа, гвпероояа и г.п.}, При этом траекторая движевия резца до.пжва соответствовать расчетной с точностью до долей микрометра. Точность вращения ППIИНдем или стола с 09ра6атываемой Д8тaJIЫ) должна быть того же по~.

Большой мощности ~ п~ецизионвorо aJ!МaЭНОГО точевия не требуется, так вав сила резания не превнвает вескедьввк r~

мов, а трением шиндеда в аэростатических опорах можно пре­

небречь. МОЩНОСТЬ двигателя расходуется только на разгон ешинлеяя с пданвайоой и ваготовкой. Амплитуда ВИбрации шив­ деля при вращении с частотой IooO об/МИН не превыmaет 0,03 r~

Ряд операций в производстве выполняется при непрерывном изменении скорости резания (чаще всего двнейном, как при то­ чении плоских зеркал с постаявнqй частотой вращения d , rде линейная скорость ~ изменяется от максимального значения

2.;,R .A(!'j1 пзо о).

Ин~егpaJIЬЙьtМ tio~eJJ.eM Двфо,РА1aiiИй и т.Рёния в зоне ре-

.\ ЭЗНИ'Я является уоадка етружп. настоящая работа, а таюке ио­

сяедования, проведеняне ранее[6 f 10, п], покавывают, ЧТО кри­

вая ваввсввооея усадки от скорости резания имеет нескодько участков. Эти вссяедования ПОЗВОЛЯЮТ нам объяснить механиэм

усадки стружки. ВнаЧ8JI8, при сравнительно виавих скоростях,

С увеличением 1'" усадка снижается. ОДНИМ ИЗ ф9.кТОрОВ, вызн­

вапцих вто снижение t явяяегся возраотание qaктичеехого перед­

него угла инс~ента в связи с увеличением высоты нароста.

затем, по достижении известного значения zт , дальнейшее ее увепчевие ведет к росту I{, rJI.aВBЬ1rd образом, вследствие

уменьшения нароста. пра векотороя значенииz,Y=t-~ усадка отружки достиrает макоиеаяьвогозначения ;( (~? , и далее кривая 1«11" плавво енизается,

ИJIJJЮCтрацией служит рис.!, на котором приведеньt кривые Д)ISI раЗЛИЧНЫХ 06pa6aTнвseмых материалов (1. - молиодевовый оплав Б1d-I; 2 - медь).

Подобные вривне прио6ретaioт сходный ВЦЦ В безразмер­ ной оистеме Koop~aT

Х: К (!'1

К {11fJ

Несмотря на веиэбепыR разброс, связанный, очевидно,

R8X ~ погреmностью измерений, так и с ROHRpeTH~m особеннос­ тями обработки, просватрвваетсяпрактяческа важная тяпичная

при ~~о,,"хорошо anпроксимирует кривую дяя сшюанвя вависи­

~~ОСТИ Rоэ~ента уоадки ОТ окороста резания в безразмерной

си~теме E~op~aT.