TWI271261B - Straight advancement type abrasive finishing method and apparatus using the same - Google Patents

Description

1271261 九、發明說明： _ 【發明所屬之技術領域】 ' 本發明係《金屬（鋼鐵、非鐵金幻或非金屬（喊、玻璃、娜) 等之研磨加工（abrasive finishing)者。 【先前技術】 採用介經使游離研磨粒分散的研磨劑而使被加工對象與研光具（丨叩） 相互摩擦並被稱作研光（lapping)或較金屬柔軟的拋光具（p〇lisher)之 ^ 玉具而研磨的拋光（pQlishing)等的研磨加工係機械加卫之最後修整步驟 用的加工法，隨着近年機器之高品質化而重要性日益增加的加工法。 研磨加工雖係對單面、二面、曲面等多種表面進行的加工作業，但基 本上如第10圖所示，_磨工作台（surface plate) 1〇上（抛光時，經 予貼合於工作台上的拋光具U上），以壓力p擠壓經予收容予以載具料 予以支持並以η速度旋_支架14 _被加工對象3，於研紅作台上 鲁 （拋光時，係拋光具U上）’滴下含有游離研磨粒12的研磨液15，同時以 N速度旋轉研紅作台1G，藉由該旋轉及被加工縣3之旋轉間的相對運 動’以游離研磨粒12去除被加工對象3之表面，使表面成高度平滑的加工 法。至於拋光具，大多採用非織物或麂皮型（suede_type)塑膠。現況上 騎磨加卫之最高研磨速度乃被視為約2m/s程度。 - 【發明内容】 發明欲解决 、然而’於採用旋轉型研紅作台之研磨加卫方面，通常成爲所謂的批 次加工方式’被加工縣之裝卸須暫時停止研紅作台後始•行，而使 5 1271261 對象所而的裝卸時間增長。另外，為進行被加工對象之兩面研磨加 連續的送人裝置且自動的對被加工對象進㈣磨加工之系統 賴的課題1胁大規模纽麟况時，提高研磨之加工效率即成亟待 加工:者’二旋轉型研紅作台上加工，研磨工作台之直徑至少需為被 、、寸象之2彳"以上，對較大的被加工對象即需要較大的研磨工作台、即 #成為需要供研磨裝置而用的大設置面積。再者製作以旋轉轴為橫齡向， 疋轉面為垂直方向的旋轉型二面研磨工作台時，原理上欲支持被加工對 象係車又困難的’故較難實現，欲充分利用裝置周圍的空間係較困難的。由 此事欲開發出可容鍵構以較緊密且可連續的將被加謂象送人裝置之自 動研磨加1系統’亦可裝置關的空間之新概念的研磨加工法正被強 烈的期盼著。 藝 本發明係提供以採用現在的旋轉型研磨工作台之旋轉型研磨加工法上 、貫見而可4建構以較緊密且可連續的將被加工對象送人裝置之自動 研磨加工系統’亦可有效的使職置厢的空間之新概純研磨加工法及 其加工裝置。 亦即，本發明係藉由擠麵加工對象至平行相鄰且相互進行相反方向 的直線運動之-組的平行直線紅作台之二者，對被加工對象施加供旋轉 運動而用馳合力（CQUple Qf fQrce)，藉由其旋轉與進行直線運動的該 組工作台間之相對運動，以研磨粒研磨被加工對象之直線前進型研磨方 1271261 • /。於此方法，使—組的平行平面1作台與另外-組的平行平面工作台對 . 向，於其間挾持被加工對象並可研磨單面或二面。 又，本發明騎直線運動方向使進行直線運_單_平i作台的表 面之摩擦係數於垂直方向上不同，藉由擠壓被加工對象至該平面工作台 上’對被加讀象施加供旋轉運動而用_合力，藉由其旋轉與進行直線 運動的该早-的平面工作台間之蝴運動，以研練研磨被加卫對象之直 • _研磨方法。於此方法，使另外的平紅作台與平面工作台對向，於其 間挾持被加工對象並可研磨單面或二面。 於上述的各種方法，以財圓板狀孔穴之長尺度板狀載具支持以圓板 狀的次載具經予固定的被加頌象，隨著_之進行將載具朝單方向徐緩 的拉出，同時可連續的進行研磨加工。 又於上賴各種方法’可_通職加頌象之支持台上的皮帶型抛 光具以取代平面工作台。 .又，本發明係以由呈平行相鄰的_組平面工作台、使該工作台於相互 相反方向上進行紐運動之設備、擠驗加工對象至紅作台上的設備而 成者為特徵之直騎進型研磨裝置。於此裝置，—組平行平面玉作台與另 組平仃平面工作台對向且可予配置於其間至可挾持被加工對象。 方、上述ai在研磨中可提供連續的供給、排出被力口工對象至研磨裝 置之長尺度的滅載具。又，於紐載具内，於平行平面玉作台之相鄰中 心線上或於離開相鄰中心線上的位置上可提供具有旋轉中心之圓形被加工 對象支持用次載具孔穴。再者於板狀載具内，可提供具有圓形、正方形、 1271261 長方形、多邊料的被加工縣支持孔穴，其旋射心位於平行平面工 台之相鄰中心線上的圓板狀次載具孔穴。 工作 再者，本發明係以對直線運動方向使表面之摩擦係數於直線運動方向 上不同而進仃直線運動之單—的平面謂台，擠壓被加工對象至該平面^ 作口上的設備而成者為特徵之直線前進型研磨裝置。於此裝置，平面工作 口與另-平面卫作台對向且可予配置於其間至可挾持被加工對象。 又，於上述裝置，可組合通過被加工對象支持台及其上的_組皮帶型 抛光具以取代平面工作台。 若依本發明之方法時，輯雜勒之平面卫作台所施加的 轉合力邊使被加工對級轉邊予研磨，故可得未_單方向的研磨條痕之 該種無方向性的粗糙度約Unm以下（数個原子間隔以下）之良好的加工 面。若被加頌象不旋轉時，則超過於平紅作台之運動方向的方向性之 1〇咖以上的粗糙度之條痕可予形成。由而，若依本發明之方法時，則可得 不刻劃研磨條痕的超級平滑面。 發明之功效 本發明之直線前進型研磨加工方法，係具有了述功效。 1) 可製造出較旋轉型研磨加工方法省空間的研磨裝置。 2) 在已使用習用的旋轉型研磨工作台之研磨法較難實現而可連續的將被加 工對象送入裝置的自動研磨加工系統之建構係可能的。 3) 可製作出$疋轉面係垂直方向之直立型的二面自動研磨系統，可有效的利 用裝置周圍之空間。 1271261 . 最佳形熊 ' 以第1騎示的説拋光的情形之例子鱗，說明本發明之直線前進型 研磨加工方法的原理。由本發明而得的拋光方法’係採用已平行相鄰的— 、跳光，、11作為平行平面卫作台A、B。—組拋光具11係挾持相鄰中心線 、相互相反方向上以v之速度進行直線運動。謂力？擠1野收容於對 旋轉幾乎不受限制的支架14内之被加工對象，至使接觸至一組抛光具u _之—者由而’對被加工對象3施加供旋轉運動而用的耗合力。對拋光具 11上供給含游離研磨粒之哺液。因此，藉由被加工對象3之旋轉與直線 運動的抛光具η之相對運動，以游離研磨粒去除被加工對象3之表面，使 表面成高度平滑。本發.方法雖絲本上·玉作台或研磨具之運動方 °或表面構leit肛作台之旋轉的方法，但是藉由來自電動機等的動力使 破加工對象旋轉’調整與工作台或研磨具間的相對運動，亦可進行研磨。 於_此方法之研賴置，已增加—組拋光具丨丨之錢幅喊度若成為較 破加工對象3之直徑稍大時，靡可鋪^磨加玉，故空間較旋轉型工作 台小即可完成。 方、此方法對被加對象之—面進行拋光力口王時，如第2圖所示，挾 持於相互以V速度於相反方向上進行直線運動之二組平行平面拋光具u並 放置被加工對象3。因此介經已以金屬或陶莞等製作的被加工對象支持台 (未予圖示），藉由以壓力p由垂直（上下）方向擠壓使被加工對象3之表 面接觸拋光具11之表面，對被加工對象3施加供旋轉運而用的耗合力，對 抛光具11上供給含游離研磨粒的研磨液。由而，以游離研磨粒去除被加工 1271261 對象3之上:表面’使表面呈現高度平滑。拋光具u係藉由採用皮帶型抛 光具，可連續的供給研磨具至研磨位置上。 :第2圖所7^的方法，如第3 ®所示般，於具有以圓板狀孔穴 ^被加工對象之長尺度的板狀载具13上支持被加工對象3，若能作成移動 載具至使隨著研磨之進行徐緩的朝任一方向拉出時，則對被加工對象之 -面研磨加工的輸統„為村_。加±，柯容易的使請 所4旋轉面為水平方向之橫置型的二面研磨加^法成騎轉面為垂直 方向之直立型—面研磨加工方法’亦可有效的利用裝置周圍的㈣之二面 研磨加工系統。 於第1圖至第3圖所示的研磨方法，載具13之被加工對象支持孔穴於 —組平行平㈣⑽目朴•時，如繩板㈣心糊被加 工對象雖無問題’但如㈣圓般在無中心孔穴之被加工對象，財心部並 未與拋光具接觸，故中心部未能研磨。因此，如第4圖所示般，㈣—电 的^平^作台A、B之婦中心線上離開驗置上，藉由將具有旋轉中 心的圓形孔穴之次載具13Α放入板狀的載具13内，可使被 面進行研磨。 』又王 _具m内的孔穴之形狀係除園形以外，亦以正方形長方形多 持可俩磨。又於無孔穴的圓形被加工對象時，在不用次載呈似 T次載具㈣的被加工對象之孔穴中心設成由相鄰⑽上離開的 立置上，亦可使被加工對象3之全面進行研磨。 又於次載具13A之旋轉中心的周圍上，如第5圖所示般，於由次載具 !271261 13A之旋轉中心離開的位置上，若採用具有二個以上的被加工對象支持孔穴 載/、13A時，縱使有無被加工對象孔穴，亦可使被加工對象3之寺面 進行王面研磨。此方法係適於研磨大量的被加工對象。 第6圖、第7圖絲示本發明之研磨方法及裝置的其他實施形態之概 念圖。藉由使進行直線運動的直線前進型工作台之表面的摩擦力對直線運 動方向不同於垂直方向’於該直線前進型卫作台上擠壓被加謂象，可施 加供旋轉運動而用的耦合力至被加工對象上。 由此方法而得的拋光加玉，係、如第7 _示般，作為上下—組的平面 工作台，挾持於相互以V速度於相對方向上進行直線運動之皮帶型抛光具 11 11間，並置放在已支持於載具13上的被加頌象3，以壓力p由上下 擠壓抛光具n、U，使被加頌象3之表面接觸至抛光具丨卜Η之表面並 進行單面或二面研磨的方法。 使拋光具之表面狀態於拋光具之長度方向中心線的左右作成不同，使 摩擦力成為不同，如，藉由於單側的拋光具表面上對長度方向中心線刻 劃圓形狀孔穴或鱗狀的賴’使該單側之被加工縣與㈣具間的接觸 面積減少，可由另—側減少摩擦力。又，即使於拋光具之長度方向中心線 的左右藉由改變拋光具表面之硬度_機械特性，因可使在左右㈣加工 對象與拋光關之躺狀驗變，㈣左右的縣力、施純合力成 為可能。 藉由如此實施，可對被加工對象Ί 豕加供碇轉運動而用的耦合力。對 抛光具11上供給含游離研磨粒的研磨 „ 履。因此，藉由被加工對象3之旋轉 1271261 - 與進彳了直線運動的拋光具n之姆物，⑽騎練絲被加工對象3 之上下表面’使呈現南度平滑。此方法如第7圖所示般，即使採用以v速 • 度於相同方向上進行直線運動的皮帶魏光具u、u，亦可同樣的進行研 磨。 第6圖、第7 ®雖絲示著使直線運動型平面工作台對向，於其間挟 持被加工對象並進行單面或三面研磨的·，但藉由對以v速度進行直線 φ 運動的单一抛光具擠壓被加工對象，亦可對被加工對象施加供旋轉運動而 用的搞口力’藉由其旋轉與抛光具之直線運動間的相對運動亦可進行研磨。 實施例1 以下苓考第8圖並表示本發明方法之實施例。 如第8圖所示，藉由對通過被加工對象支持台上之—組相鄰的皮帶型 拋光具各自利用電動機M1及M2使於相互成相反方向上以直線運動循環著 。於挾持-組拋光具之相鄰中心線的二側表面上，擠壓被加工對象之圓板 • &磁碟基板並進行抛光。均勻的供給研磨粒之氧化銘研磨粒至抛光具上。 私S：[力係3. 7kPa ’拋光具之移動速度係i. 5m/s，拋光具係應皮型。磁碟 基板係銘型’研磨時間係5min。結果，磁碟基板係藉由耗合力以至少〇·心/s 以上的速度_，藉由進行絲運_拋光具a、b間之㈣勒，以研磨 • 粒研磨基板，使基板呈現平滑化。 - 帛9圖係表示利用光干擾式高精確度表面測定器（WYKO)測定由拋光 而得的磁碟紐之表面的平滑度而得之三維粗糙度測定絲。磁碟基板表 面係利用拋光可予非常清淨_磨，可達以此值計約13nm之超級平滑

1271261 面，顯示出本發明之直線前進型研磨裝置的有效性。 【圖式簡單説明】 第1圖係表示本發明之直線前進型研磨方法的原理之模式圖。 第2圖係表示本發明之直線前進型二面研磨方法的實施形態之模式圖。 第3圖絲示姻本發明之直線前進型二面研磨裝置的連續自動加工 法之模式圖。 第4圖係表示第3圖所示的連續自動加工法之修飾形態的模式圖。 第5圖係表示第3圖所示的連續自動加工法之其他修飾形態的模式圖。 第6圖係表林伽之直線前進t面研磨方法的其他實施形態之模 式圖。 、 .第7圖係'表示第6 _示的直線前進型二面研磨方法之修_態的模 式圖。 、 =圖係實&例已採用的直線前進型研磨裝置之側視圖。 第9圖係表_峨_恤面細（ 而得的磁碟基板之表面 疋由抛先 相。 奸π度一之三維粗糙度測定結果的圖面代用照 第10圖係表示習 圖〇 用之研磨加卫方法（拋光加X之例子) 的原理之模式 【主要元件符號說明】 3 被加工對象 10研磨工作台 13 1271261 11 拋光具 12 游離研磨粒 13載具 14支架 15研磨液

Claims (1)

1271261 十、申請專利範圍： 1·種直線錢型研磨方法，係藉由擠馳加讀象齡平行相鄰而相互 …· it行相反方向的直線運動之—組的平行平面卫作台之二者上，對被加工 對象施加供；k轉運動而用的輕合力，藉由被加工對象之旋轉與進行直線 運動玉作台間的相對運動，以研磨粒研磨被加讀象而成^ _ 2·如巾W專—第1項所述的直線前進型研磨方法，係使-組的平行平 面工作台對向於另外一組的平行平面工作台，於其間挾持被加工對象並 進行研磨單面或二面。 3. -種直線前進㈣磨方法’係對直線運動方向使進行直線運動的單—平 面工作台之表面的摩擦係數於垂直方向上不同，藉由擠壓被加工對象至 4平面工作台上，對被加工對象施加供旋轉運動而用的耗合力，藉由被 • 力°讀象之旋轉與進行直線運動的該單—的平面X作台間之相對運動， 以研磨粒研磨被加工對象而成。 •女申明專利範圍第3項所述的直線前進型研磨方法，係使另外的平面工 •作台與前述平面讀台對向，於其間挾持被加頌象並研磨單面或二面。 5,如申w專利範圍第1至4項之任一項所述的直線前進型研磨方法，係以 用具有圓板狀孔穴之長尺度板狀載具支持經圓板狀次載具予以固 加工對象，隨著研磨之進行徐緩的朝單方向拉出載具，同時連續的進疒 15 1271261 研磨加工。 6. -種直線前進型研磨方法，其特徵在於中請專利範圍第1 ^項之任一 項所述的研磨方法，採用通過被加工對象支持台上的皮帶型抛光具以取 代平面工作台。 • 7. 一種直線前進型研磨裝置’係由呈平行相鄰的-組平面工作台、使該工 作台於相互相反方向上進行直線運動之設備、娜被加工對象至該工作 台上的設備而成。 8.如申請專利顧第7項所述的直線前進型研縣置，細—组的平行平 面工作台係與另一組的平行平面工作台相對向並予配置至使於其間挟持 被加工對象。 9·如申請專利範圍第8_述的直線前進型研磨裝置，係具有於研磨中連 續的供給、排出被加工對象额磨裂置上之長尺度板狀載具。 10·如申請專利範圍第9項所述的直線前進型研磨裝置，係於板狀載具内， 於平行平面工作台之相鄰中心線上或於離開相鄰中心線上的位置上可提 供具有旋轉中心之圓形被加工對象支持用次載具孔穴。 16 Ι27ί2$] U·如申請專利範圍第10項所述的直線前進型研磨裝置，係於板狀載具内， 提供具有圓形、正方形、長方形、多邊形等的被加工對象支持孔穴，其 旋轉中心位於平行平面工作台之相鄰令心線上的圓板狀次載具孔穴。 一種直線前進型研磨裝置，係對直線運動方向使表面之摩擦係數於直線 運動方向上不同而進行直線運動之單一的平面工作台、擠壓被加工對象 至該平面工作台上的設備而成。 13. 如申請專利範圍第12項所述的直線前進型研躲置，前述平面工作台 係與另一平面工作台對向且可予配置於其間至可挟持被加工對象。 14. -種直線前進型研磨裝置，其特徵在於中請專利範圍第7至13項之任 -項所述的裝置上，組合通過被加頌象支持台及其上的—組皮帶型抛 光具以取代平面工作台。 17