研磨装置的制作方法

本发明涉及金刚石表面的研磨装置，更详细而言，涉及对各种金刚石制品的表面进行研磨的装置。

背景技术：

关于作为碳晶的金刚石的物性，不仅仅是其硬度极高，耐磨性优异，并且，其光滑性、导热性也优异，此外，折射率也高。由于具备这样的物性，所以金刚石使用于：例如，车刀、立铣刀、锉刀等切削用工具；冲头、冲模等塑性加工模具；气门挺杆、轴承等滑动部件；散热器等散热部件；电子底座、透镜、窗等光学零件等，这些金刚石制品根据用途进行加工，但是，通常多数情况下要求对其表面进行研磨使其成为平滑的面。

虽然金刚石表面的研磨以往采用了：研磨机构也使用金刚石制的磨粒、磨石的机械研磨方法，但是，研磨花费时间，并且，由于产生共磨削，所以存在工具寿命短的问题，另外，还存在如下问题：对于被研磨的金刚石表面具有凹凸而非平面的立体的表面的研磨是不适合的。因此，目前提出有利用化学处理而不是机械研磨的研磨方法。该研磨方法如下：首先，使加工部分为高温状态，用高反应性金属或金属氧化物摩擦金刚石表面，使其发生反应而除去。

在专利文献1中公开了一种研磨方法，该研磨方法如下：使用由容易与金刚石结晶中的碳发生反应的金属构成的研磨部件，对该研磨部件施加超声波，使该研磨部件进行超声波振动，同时进行加热，将其按压到金刚石表面进行研磨，作为容易与成为研磨部件的碳发生反应的金属，可以举出：包含γ-Fe的不锈钢、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)。

上述的加热法中利用超声波振动所带来的摩擦热具有如下缺点：必须通过振动数、按压力来进行温度控制，该控制非常难，很难以一定的效率稳定地进行研磨；另外，由于使用摩擦热，所以其能量效率低，为了使温度上升，必须以一定的按压力将研磨部件按压在金刚石表面，有时构成该研磨部件的金属的硬度比金刚石低很多，使得研磨部件的磨损明显，其寿命短。鉴于这一点，作为加热方法，还提出了：使激光聚焦，进行照射，以使金刚石表面成为焦点，而对金刚石表面进行研磨的方法。图6示出这种研磨装置，在具有金刚石表面的被加工部件1的加工面1a附近，以加热机构2使激光2a聚集而进行加热，并且，将固定研磨部件3a按压于被加工部件1的加工面，同时使被加工部件1旋转，从而进行研磨。虽然改善了加热效率，但是，由于研磨部件是固定的，所以依然残留着磨损明显、寿命短的缺点。

专利文献2中所公开的方法如下：采用了利用激光照射的预加热法，使构成研磨部件的金属与金刚石表面的碳发生化学反应，来进行研磨，然而该发明的目的是提供一种不仅研磨部件的寿命长、其控制也容易、能够得到平滑度高的表面、并且还能够容易地适用于具有凹凸的立体表面的研磨的金刚石表面的研磨方法，另外，还提供一种能够通过使用由廉价的金属单质形成的研磨部件而不使用像金属间化合物那样利用特殊的制法得到的昂贵材料来进行研磨的金刚石表面的研磨方法。因此，该发明提供一种如下的金刚石表面的研磨方法：如图5的B、C所示，在利用研磨部件进行研磨之前，通过激光等对该研磨部件3或被加工面(金刚石表面)1a进行加热，并且，所述研磨部件3使用下述的原料，即形状为线状3b或带状3c且至少表面由容易与碳发生反应的金属或渗碳性金属形成的原料，将该研磨部件3卷绕于滑轮4a或滚筒4b这样的研磨部件支撑器具4，使研磨表面连续地或者间歇地进行位移，并且，借助研磨部件支撑器具4，按压于金刚石表面，同时使被研磨部件1移动，从而进行研磨。

该研磨方法由于使用了由前述的金属原料形成的具有线状或带状的形状的研磨部件，并且使该研磨部件的接触部位移来摩擦金刚石表面，所以磨损后的研磨部件被逐次更新，易反应性金属与金刚石表面的碳的反应或者该碳的扩散渗透没有达到饱和状态，或者不会有表面压力因磨损而发生变化，而始终稳定地进行研磨。其结果，能够发挥长期地持续地进行稳定的研磨的效果，但是，如图5的A所示，由于是将卷绕于研磨部件支撑器具4的研磨部件3依次进行输送且卷绕，并且从外侧朝向被加工面(金刚石表面)1a按压来进行研磨的方案，因此，在加工面的外侧，具备输送且卷绕上述研磨部件的输送卷绕机构6和按压机构7的大型的研磨装置与卷绕有研磨部件3的滑轮或滚筒这样的研磨部件支撑器具4相对置。因此，被研磨部件1的加工面1a必须在结构上能够被展放开，这也就无法用这种机构的研磨装置对像圆筒部件、或环部件的内周面这样的半封闭空间进行研磨加工。

专利文献

专利文献1：日本特开2005-231022号公报“ダイヤモンドの研磨方法と装置(金刚石的研磨方法和装置)”平成17年9月2日公开

专利文献2：日本特开2011-177883号公报“ダイヤモンド表面の研磨方法(金刚石表面的研磨方法)”平成23年9月15日公开

技术实现要素：

本发明的课题是提供一种金刚石研磨装置，其使用所谓线状、带状的长条形状的研磨部件，将其卷绕于研磨部件支撑器具，并且一边使研磨表面连续地或者间歇地进行位移，一边借助所述研磨支撑器具按压于被研磨部件的表面，同时进行研磨，其具备还能够对像圆筒部件或环部件的内周面这样的半封闭空间的表面进行研磨加工的功能。

本发明的研磨装置的特征在于，包括：长条形状的研磨部件、输送且卷绕该研磨部件的机构、将所述研磨部件保持成能够卷绕位移的研磨部件支撑器具、安装有该研磨部件支撑器具的基座、以及将该基座朝向被研磨部件的加工面按压的按压机构，所述基座具备沿着与按压方向不同的方向延伸的延伸部，在该延伸部的前端部配置有所述研磨部件支撑器具。

本发明的一个实施方式为：输送且卷绕所述研磨部件的机构安装在所述基座上。

本发明的另一个实施方式为：所述研磨部件朝向被研磨部件的加工面按压的方向是水平的。

本发明的又一个实施方式为：所述研磨部件具有由容易与碳发生反应的金属、渗碳性金属或金属氧化物形成的表面。再一个实施方式为：用于研磨金刚石或金刚石膜。再一个实施方式为：采用具有加热机构的构成，所述加热机构对所述研磨部件和/或被研磨部件进行加热。

本发明所涉及的研磨装置的基座采用如下构成：其具备延伸部，所述延伸部沿着与针对于被加工面的按压方向不同的方向延伸，在该延伸部的前端部配置有所述研磨部件支撑器具，因此，发挥如下的显著效果：可以使配置有研磨部件支撑器具的加工位置和基座的主体部或按压机构的位置错开，避免了所述基座的主体部或按压机构与被研磨部件发生干涉，能够对像圆筒部件、环部件的内周面这样的半封闭空间进行研磨加工。

本发明的研磨装置采用了输送且卷绕所述研磨部件的机构安装在所述基座上的构成，由于研磨部件支撑器具和输送且卷绕研磨部件的机构安装在同一基座上，因此，在作业中，架设在两者之间的研磨部件的张力不会发生变化，针对加工面的按压力是稳定的。

本发明的研磨装置的形态为所述研磨部件朝向被研磨部件的加工面按压的方向是水平的，由于按压加工面方向与重力方向正交，所以不会受到施加给装置各部件的重力的影响，从而能够对加工面进行研磨。

本发明的研磨装置采用了具有由容易与碳发生反应的金属、渗碳性金属或金属氧化物形成的表面的研磨部件，来作为所述研磨部件，在用于研磨金刚石或金刚石膜时，能够通过化学处理来进行有效的研磨，而不是通过机械加工来进行研磨。

另外，本发明的研磨装置还附加了对所述研磨部件和/或被研磨部件进行加热的加热机构，从而能够促进化学处理，缩短加工时间。

附图说明

图1是表示通过本发明所涉及的研磨装置能够对环部件的内周面进行加工的方案的图。

图2是表示本发明所涉及的研磨装置的2个实施方式的图。

图3是对在通过本发明所涉及的研磨装置加工环部件的内周面时没有受到重力影响的方案进行说明的图。

图4是表示附加了加热装置的本发明所涉及的研磨装置的一个实施方式的图。

图5是对以往的输送研磨部件的研磨装置进行说明的图。

图6是表示以往的化学研磨方式的研磨装置的基本构成的图。

符号说明：

1 被研磨(加工)部件 1a 被加工面(金刚石表面)

2 加热机构 2a 激光

3 研磨部件 3a 固定研磨部件

3b 线状研磨部件 3c 带状研磨部件

4 研磨部件支撑器具 4a 滑轮

4b 滚筒

5 基座 5a延伸部

6 输送卷绕机构

7 加压机构

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式详细地进行说明。

金刚石研磨装置的形态如下：将长条形状的研磨部件卷绕于研磨部件支撑器具，一边使研磨表面连续地或者间歇地进行位移，一边借助上述研磨部件支撑器具将其按压于被研磨部件的表面，同时进行研磨；由于上述形态的金刚石研磨装置具备：还能够对像圆筒部件、环部件的内周面这样的半封闭空间的表面进行研磨加工的功能，因此，本发明所采用的基本特征点在于如下构成：该金刚石研磨装置中，将卷绕有研磨部件的研磨部件支撑器具安装于基座的延伸部，其中该延伸部沿着与加压机构的按压方向不同的方向延伸，以使得作为附属部件的长条研磨部件的输送卷绕机构和朝向被研磨部件的加工面进行按压的按压机构的存在不会与被加工部件的结构发生干涉。本发明的基座采用如下构成：其具备延伸部，该延伸部是沿着与针对于被加工面的按压方向不同的方向延伸的，在该延伸部的前端部配置有上述研磨部件支撑器具，因此，可以将配置有研磨部件支撑器具的加工位置和基座的主体部、按压机构的位置错开，避免了上述基座的主体部或加压机构与被研磨部件发生干涉，能够对像圆筒部件、环部件的内周面这样的半封闭空间进行研磨加工。

参照图1，通过本发明的代表性的实施方式例，对研磨环部件的内周面的方案进行说明。该实施方式的装置构成为：在基座5上安装有输送且卷绕研磨部件3的输送卷绕机构6，并且，附设有用于将该基座5朝向被加工面1a按压的加压机构7。而且，在上述基座5上具备延伸部5a，该延伸部5a沿着与按压力的方向正交的方向延伸，该按压力是在与上述加压机构7的附设位置相反一侧的位置被施力的，在其前端部附近安装有滑轮或滚筒这样的研磨部件支撑器具4。此外，线状、带状这样的长条形状的研磨部件3以卷绕上述研磨部件支撑器具4的方式架设于该研磨部件支撑器具4与上述输送卷绕机构6之间。本发明的研磨装置的结构为：在沿着与按压力的方向正交的方向延伸的延伸部上安装有研磨部件支撑器具4，其中该按压力是在与加压机构的附设位置相反一侧的位置被施力的，用卷绕于研磨部件支撑器具4的研磨部件3，来对被研磨部件1的表面进行研磨，因此，能够使作为大型装置的输送卷绕机构6、加压机构7的位置与研磨加工部错开，能够避免与被加工部件1发生干涉。因此，如图1所示，即便被加工部件1为环状，也能够将研磨部件支撑器具4抵接于其内周面，能够进行研磨加工。

本发明的研磨装置不限于前面说明的实施方式例，可以进行各种变形。图1所示的例子中，采用了在基座5上安装有输送且卷绕研磨部件3的输送卷绕机构6的方案，但是，对于提供一种具备还能够对像圆筒部件、或环部件的内周面这样的半封闭空间的表面进行研磨加工的功能的研磨装置这样的本发明的课题而言，上述的构成并不一定是必要条件。如图2的A所示，还可以是如下方案：在基座5上沿着与按压方向不同的方向设置延伸部5a，在其前端的附近安装研磨部件支撑器具4，输送且卷绕研磨部件3的输送卷绕机构6没有安装于基座5。但是，像图1那样安装于基座5的情况下，由于研磨部件支撑器具4和输送卷绕机构6的位置为固定的关系，因此，在作业中研磨部件所产生的张力因两个部件的相对位移而发生变化，不会对研磨加工造成影响，因此，可以说是更加理想的方案。研磨加工中，由于施加于被研磨部件表面的该研磨部件的按压力对研磨状况、或加热状况造成较大影响，因此是重要的条件。

另外，基座的延伸部5a并不一定必须是：沿着在基座5处设置加压机构7的位置相反一侧的位置进行施力而得的按压力的方向相正交的方向延伸，只要是沿着与加压机构的按压方向不同的方向延伸的方案即可。总之，只要能够使卷绕有研磨部件的研磨部件支撑器具的位置与作为大型装置的输送卷绕机构6、加压机构7的位置错开即可，可以是图2的B所示的方案。

使用图3，对本发明的研磨装置的进一步优选的方案进行说明。该实施方式是通过加压机构7使按压力的方向为水平方向，使其不会受到作用于装置各部件的重力的影响。虽然也可以采用使用了锭子、或空气压力等的平衡装置来除去重力的影响，但是，由于需要对通过增加零件数目或者研磨部件的磨损所导致的重量变化来进行控制等原因，导致装置的复杂化，因此不理想。被研磨部件1的加工面1a被确定于竖直方向，研磨部件3的按压力作用于水平方向。因此，以简单的结构不依赖研磨部件的摩损量，就能够将作用于竖直方向的重力的影响排除在外，因此，不会对被研磨的加工面造成影响。如上所述，研磨加工中，施加于被研磨部件表面的该研磨部件的按压力对研磨状况、加热状况造成较大影响，因此，这也具有重要的意义。

此外，使用图4，对附加了加热机构的本发明的研磨装置的进一步优选的方案进行说明。加热机构2是：利用激光振荡器，使激光束2a聚焦在加工部而进行加热的。由于对加工部照射激光，所以能够促进被研磨原料的金刚石与作为研磨部件的原料的碳易反应性的金属、渗碳性金属或金属氧化物之间发生反应，能够缩短研磨时间。此外，如果在配置有研磨部件支撑器具4的基座的延伸部5a前端部同时设置加热器来作为加热机构，则加热效果能够进一步提高，从而能够进一步缩短研磨时间。

产业上的可利用性

本说明书中，在本发明的研磨部件的表面具有容易与碳发生反应的金属或渗碳性的金属，对进行化学研磨的研磨装置进行了说明，但不限于此，只要是长条状的研磨部件被连续地或者间歇地输送且卷绕的方案，也能够适用于使用了金刚石研磨纸、带状研磨部件或金刚石线等的机械研磨方式的研磨装置。