磨具以及使用了該磨具的磨削拋光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對被加工物進(jìn)行磨削(grinding)拋光(polishing)的磨具，以及使用了該磨具的磨削拋光裝置。具體地，涉及對陶瓷、硅片、SiC、氧化鋁、藍(lán)寶石、金屬或合金等被加工物進(jìn)行磨削拋光的磨具，以及使用了該磨具的磨削拋光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磨具是利用結(jié)合材料加固硬質(zhì)粒子也就是磨粒而形成的工具。使用磨具的加工有磨削加工和拋光加工，習(xí)慣上粗加工被稱為磨削加工，精加工加工被稱為拋光加工。這些加工是在將磨具按壓在被加工物也就是工件上的狀態(tài)下，使磨具和被加工物相對移動，從而使被加工物表面也就是被加工面被磨粒磨削出大量切肩并除掉的加工，在該說明書中，磨削拋光指磨削加工以及拋光加工雙方。
[0003]使用磨具的磨削拋光加工有對被加工物的圓筒形狀外周面進(jìn)行加工的圓筒磨削拋光加工、對被加工物的圓筒形狀內(nèi)周面進(jìn)行加工的內(nèi)表面磨削拋光加工、對被加工物的平坦面進(jìn)行加工的平面磨削拋光加工。作為用于對外周面、內(nèi)周面進(jìn)行加工的磨具，使用設(shè)有圓筒形狀加工面的磨具。另外，作為用于對平面進(jìn)行加工的磨具，使用在外周面設(shè)有加工面的圓筒形的磨具或者在平坦端面設(shè)有加工面的杯形、環(huán)形以及盤形磨具。
[0004]關(guān)于磨具，一直以來提出有各種方案，例如在日本特開昭63-150163號公報(bào)(下述專利文獻(xiàn)I)中記載了一種磨具，是具備三維網(wǎng)狀組織的構(gòu)造體，對磨粒的體積比、結(jié)合強(qiáng)度等進(jìn)行了規(guī)定，該三維網(wǎng)狀組織具有利用合成樹脂粘接磨粒粒子得到的連續(xù)微細(xì)氣孔。專利文獻(xiàn)I中記載的發(fā)明中，利用合成樹脂等固定結(jié)合磨粒的構(gòu)造等與本發(fā)明類似。
[0005]另外，在日本特開昭64-40279號公報(bào)(以下專利文獻(xiàn)2)中記載了如下拋光工具部件，即、在將磨粒固定在結(jié)合層的磨粒固定式拋光部件中，使上述磨粒為陶瓷纖維或者金屬線，相對于這些纖維線的長度側(cè)拋光面交叉配置。
[0006]另外，在日本特開2000-198073號公報(bào)(以下專利文獻(xiàn)3)中記載了如下樹脂形成的拋光磨具，即、將多個(gè)超微粒子磨粒凝集而成的凝集磨粒和凝集磨?；鞜挷⒓庸虖亩纬赡ゾ?。但是，專利文獻(xiàn)I?3中記載的發(fā)明，不像本發(fā)明那樣使磨具立柱在進(jìn)行磨削拋光的面的深度方向上具有軸L并且平行配置，是不同發(fā)明。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭63-150163號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開昭64-040279號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2000-198073號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明所要解決的課題
[0013]尤其是電子材料等的原材料，硬、脆被加工物多，難加工性與制品的高成本相關(guān)聯(lián)。其加工法為通常先進(jìn)行采用金剛石等的磨具所進(jìn)行的粗加工，接著進(jìn)行磨光加工，最終進(jìn)行拋光加工。
[0014]以往類型的磨具進(jìn)行的磨削加工雖然能夠進(jìn)行高速加工，但是精加工面粗糙，原材料表面以及表面下也會形成缺陷。粗加工通常加工速度快從而不適合得到尺寸精度。拋光加工是浮游磨粒進(jìn)行加工，具有加工速度慢的缺陷，但是精加工面光滑，不但在原材料中不會殘留缺陷，還用于除去粗加工過程中產(chǎn)生的缺陷。磨光加工是介于它們中間的加工法。通常這些三個(gè)工序由各不相同的機(jī)械進(jìn)行，工序本身慢，而且各工序的更換麻煩。
[0015]于是，本發(fā)明的課題在于提供一種磨具以及使用了該磨具的磨削拋光裝置，其能夠以相同裝置進(jìn)行粗加工、磨光加工和拋光加工三個(gè)工序，而且還能夠進(jìn)行兩面加工，即使持續(xù)使用加工速度也不降低，能夠省略修整或者減少修整次數(shù)。
[0016]用于解決課題的方案
[0017]本發(fā)明是為了解決上述課題而針對磨具的構(gòu)造進(jìn)行了銳意研宄得到的結(jié)果，其主旨是方案中記載的下述內(nèi)容。
[0018](I) 一種磨具，對被加工物進(jìn)行磨削拋光，其特征在于，具有:
[0019]磨具立柱，其由對上述被加工物進(jìn)行磨削拋光的磨粒以及結(jié)合材料構(gòu)成，包括在進(jìn)行磨削拋光的面的深度方向上具有軸L且平行配置的多個(gè)立柱，以及磨具基體，其與該磨具立柱形成為一體，
[0020]上述磨具立柱和磨具基體均由磨粒和結(jié)合材料構(gòu)成，磨具立柱中的磨粒的硬度高于磨具基體的磨粒的硬度。
[0021](2)根據(jù)(I)所述的磨具，其特征在于，
[0022]對上述被加工物進(jìn)行磨削拋光的面是平面或者曲面。
[0023](3)根據(jù)⑴或⑵所述的磨具，其特征在于，
[0024]上述磨具立柱以及磨具基體為氣孔率20?60體積％的多孔體。
[0025](4)根據(jù)(3)所述的磨具，其特征在于，
[0026]經(jīng)由上述氣孔向上述被加工物和上述磨具之間供給冷卻液、具有化學(xué)拋光劑的漿料或者它們的混合物。
[0027](5)根據(jù)(3)所述的磨具，其特征在于，
[0028]使用真空泵等真空裝置經(jīng)由上述氣孔對上述被加工物和上述磨具之間進(jìn)行減壓。
[0029](6)根據(jù)⑴?(5)中任一項(xiàng)所述的磨具，其特征在于，
[0030]上述磨具安裝在被加工物的兩面，從而能夠進(jìn)行兩面加工。
[0031](7)根據(jù)⑴?(6)中任一項(xiàng)所述的磨具，其特征在于，
[0032]從上述磨具的磨削拋光面的背部連續(xù)或者以脈沖狀直接排出液體、氣體，防止磨具氣孔堵塞，從而能夠連續(xù)加工。
[0033](8)根據(jù)(I)?(7)中任一項(xiàng)所述的磨具，其特征在于，
[0034]從上述磨具的磨削拋光面的背部直接排出液體、氣體，防止被加工物粘接在磨削拋光面，從而在加工后易于取出被加工物。
[0035](9) 一種磨削拋光裝置，其特征在于，
[0036]使用(I)?⑶中任一項(xiàng)所述的磨具。
[0037]作用
[0038]根據(jù)本發(fā)明(I)，具有磨具立柱，上述磨具立柱由對被加工物進(jìn)行磨削拋光的磨粒以及結(jié)合材料構(gòu)成，包括在進(jìn)行磨削拋光的面的深度方向上具有軸L且平行配置的多個(gè)立柱，因此即使在磨削拋光面露出的磨粒脫落，也由于埋在其下層的磨粒露出而能夠在維持加工速度的同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行磨削拋光。另外，通過使上述磨具立柱和磨具基體均由磨粒和結(jié)合材料構(gòu)成且磨具立柱中的磨粒的硬度高于磨具基體的磨粒的硬度，從而磨具基體比磨具立柱磨耗大，由于楊氏模量的差，磨具基體相比磨具立柱更加降落，因此能夠使磨具立柱的磨粒總是露出，能夠?qū)﹄娮硬牧系扔病⒋啾患庸の镞M(jìn)行磨削拋光。
[0039]根據(jù)本發(fā)明(2)，通過使對被加工物進(jìn)行磨削拋光的面是平面或者曲面，不僅僅是被加工物為平面狀的情況，例如，通過在盤狀磨具外周以曲面狀配置包括在盤狀的半徑方向具有軸L且平行配置的多個(gè)立柱的磨具立柱，能夠進(jìn)行對應(yīng)于被加工物形狀的磨削拋光，另外，能夠提高加工速度。
[0040]根據(jù)本發(fā)明(3)，通過使磨具立柱以及磨具基體為氣孔率20?60體積％的多孔體，能夠發(fā)揮以下作用效果。
[0041]?通過使磨具為多孔體，能夠?qū)⒛ゾ呙娉檎婵?，拉近磨粒與被磨削物的距離。
[0042].通過使磨具為多孔體，從而能夠通過直接排出水等冷媒來控制磨具與被磨削物的磨削面的距離。
[0043].通過從磨具直接排出水等冷媒，能夠?qū)嵤┠ゾ呒庸さ睦鋮s以及拋光。
[0044]根據(jù)本發(fā)明(4)，經(jīng)由上述氣孔向上述被加工物和上述磨具之間供給冷卻液、具有化學(xué)拋光劑的漿料或者它們的混合物，從而向流體流路供給加壓流體，磨具從被磨削物上浮，降低加工速度，能夠進(jìn)行高精度的拋光加工。
[0045]根據(jù)本發(fā)明(5)，使用真空泵等真空裝置經(jīng)由上述氣孔對上述被加工物和上述磨具之間進(jìn)行減壓，能夠使磨粒高效進(jìn)入被磨削物，能夠提高加工速度。
[0046]能夠極度減少磨具中實(shí)際接觸被磨削物的磨粒數(shù)量，各磨粒能夠以大的壓力作用于被磨削物，該少數(shù)磨粒較大而有助于磨削，進(jìn)行磨削同時(shí)產(chǎn)生磨粒的磨耗，磨粒不再鋒利。在此，通常需要進(jìn)行修銳作業(yè)、用于修整磨具形狀的修整作業(yè)。本發(fā)明的磨具實(shí)際有效磨粒的數(shù)量少，磨削中不能再磨削時(shí)，受到大的作用力，通過大的作用力，磨損變小的磨粒脫落。脫落后本發(fā)明的磨具為多孔體，空孔部殘留，橫向存在的下一磨粒露出。通常的磨具中很多磨具殘留在磨具面上，盡管不再鋒利也不脫落，需要修銳、修整。
[0047]根據(jù)本發(fā)明(6)，上述磨具安裝在被加工物的兩面，從而能夠進(jìn)行兩面加工。
[0048]根據(jù)本發(fā)明(7)，從上述磨具的磨削拋光面的背部連續(xù)或者以脈沖狀直接排出液體、氣體，防止磨具氣孔堵塞，從而能夠連續(xù)加工。
[0049]根據(jù)本發(fā)明(8)，從上述磨具的磨削拋光面的背部直接排出液體、氣體，防止被加工物粘接在磨削拋光面，從而在加工后易于取出被加工物。
[0050]根據(jù)本發(fā)明(9)，提供一種磨削拋光裝置，使用上述(I)?(8)中任一項(xiàng)所述的磨具，從而發(fā)揮以下作用效果。
[0051].能夠從磨具面進(jìn)行抽真空。
[0052].能夠?qū)崿F(xiàn)可從磨具排出水等冷媒的機(jī)構(gòu)。