CN102276138A - 轮保持具及其制造方法及使用轮保持具的刀轮保持机构 - Google Patents

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Abstract

本发明是轮保持具及其制造方法及使用轮保持具的刀轮保持机构，提供将制造步骤简化而可图成本的减少，同时可保持做为刀轮的高旋转精度并使使用寿命延长的轮保持具及其制造方法。由于具备于下部收纳刀轮A的向下开口的槽1、隔着前述槽1相对的左右支持部2的保持具构件3，形成将由超硬材料构成的圆柱体4贯通安装于左右支持部2的圆柱体安装步骤；以线放电加工加工从前述圆柱体4的下面侧往轴心的狭缝，并在前述狭缝后加工贯通圆柱体4的轴心部的销插入孔9的线放电加工步骤；在前述槽1之间切除横断槽的圆柱体4的中间部位以加工收纳刀轮A的间隙的间隙形成步骤构成。

Description

轮保持具及其制造方法及使用轮保持具的刀轮保持机构
技术领域
本发明是关于于对脆性材料基板使刀轮转动以进行刻划加工时保持刀轮的轮保持具(亦称为刀轮保持具)。
背景技术
一般于分断玻璃基板或陶瓷基板、半导体芯片等时是通过于刻划装置的刻划头安装轮保持具并使保持于此轮保持具的刀轮压接于脆性材料基板同时沿刻划预定线行进来形成刻划线。之后，由沿形成的刻划线以折断杆等使弯曲来分断基板。
保持刀轮的轮保持具于例如专利文献1记载。在于此文献显示的使用例是使于保持具的下部形成的轴承部(销插入孔)支持的轴(刀具销)于刀轮的轴孔插通。此刀轮要求高加工精度与长使用寿命，故使用于耐磨耗性优良的烧结钻石或超硬合金等超硬材料，进行精密的加工。此外，于轴(刀具销)亦多使用于耐磨耗性优良的超硬材料。
另一方面，于保持具的下部的轴承部是使用工具钢，若与超硬材料制的零件比较磨耗无法避免。刀轮的旋转支承部分，亦即，轴的外周面或刀轮的轴孔的内面部分亦会因重复的使用所导致的旋转摩擦而磨耗，即使以超硬材料形成刀轮及轴，最后还是会超过容许公差。若因磨耗而于保持具下部的轴承部或刀轮的轴孔与轴之间有间隙产生，刀轮的垂直度破坏而变为无法形成高精度的刻划线。
专利文献1：日本特开平9-188534号公报(图15等)
发明内容
[发明欲解决的问题]
针对上述问题，为了减少此种磨耗所导致的问题的产生，使用如图8所示的轮保持具的刀轮保持机构于制品使用。
此轮保持具是以由连结螺栓20合体的左右一对的保持具构件21构成。于保持具构件21的下部形成有配置刀轮A的空间，隔着此空间设有左右支持部22。于左右支持部22设有以彼此的中心轴一致的方式于一直在线配置的刀具销插入孔23。此外，在支持部22相对的内侧面于销插入孔23的开口部以硬焊贴有具备(比销插入孔23径稍大)销孔24的超硬材料(烧结钻石或超硬合金)的环体25。夹于所述左右环体25之间以超硬材料制作的刀轮A以轻微接触的状态配置并以刀具销26支持。
刀具销26亦以超硬材料制作，于左右支持部22的销插入孔23插入并支持为贯通环体25的销孔24，其一端是以使一方的销插入孔23较细的部分(细径孔)27固定，另一端是于另一方的销插入孔23的外侧面以螺丝28支持的垫圈(外罩)29阻塞而阻止拔脱。
如上述，通过使超硬材料制的环体25接触刀轮A的左右侧面，提高刀轮A的垂直度并抑制旋转支承部分的磨耗以图旋转精度的维持。此外，即使刀轮A的轴孔内面与刀具销26的外周面之间有磨耗所导致的间隙产生亦可维持刀轮A的垂直度，由此，可延长一次设定的刀轮的交换周期，亦可延长保持具本身的交换周期。
另外，交换刀轮A时卸除垫圈29，通过从于一方的销插入孔23的端形成的细径孔27的外部露出面将细径的棒材压入而将刀具销26推出，可取出刀轮A。
然而，上述的轮保持具的构造虽是于长期维持刀轮的旋转精度非常有效，但其构成上有制造步骤非常烦杂且加工成本升高的大问题。
图7(a)～(e)显示该制造步骤。于轮保持具的组装时，先如图7(a)、(b)所示，在左右分割的保持具构件21的支持部22的相对的内侧面于销插入孔23的开口部将形成有销孔24的超硬材料的环体25在使销插入孔23的轴心与销孔24的轴心一致的状态下以硬焊贴合。此作业是因环体25的外径(约3mm)或销插入孔23的径(约0.8mm)非常小且需要精度而有使硬焊面(销插入孔23的开口面)对外部露出的必要，因此，将轮保持具分割为二个保持具构件21。
其次，如图7(c)所示，使左右保持具构件21合体并以螺栓20结合。此时，进行将左右环体25的间隔L配合安装的刀轮A的宽度限制于容许公差内的调整。亦即，间隔L从容许公差超出时，卸除已锁紧的螺栓20而分割为左右保持具构件21，研磨并调整于锁紧时保持具构件21彼此抵接的内侧面(左右保持具构件21的接合面)后，再以螺栓20结合，确认间隔L的调整是否顺利完成。通常，重复此一连串的作业至间隔L进入容许公差内。
其次，如图7(d)所示，将销规30插通左右销插入孔23及环体25的销孔24并确认真直度，完成图7(e)的轮保持具。
如上述，于轮保持具的制作有多加工步骤、调整步骤，且烦杂且麻烦的作业为必要，故有花费时间、制造成本高的问题。
此外，在上述的现有技术亦有如下的问题。亦即，只要成为环体25将销插入孔23阻塞一部分的状况便对刀具销26的旋转、磨耗、寿命有重大不良影响，故如图8所示，环体25的销孔24的径形成为比销插入孔23稍大。其结果，从刀具销26支持的销插入孔23的开口端产生至刀具销26支持销插入孔23的点的距离(具体而言是相当于环体25的壁厚的距离)，在此部分刀具销26与环体25成为非接触，故于压接时于刀轮A有向上的力作用时，作用于刀具销26的力矩对应于此距离变大，成为使刀具销26的磨耗加速的要因。
针对上述问题，第一，本发明是以提供将制造步骤简化而可图成本的减少，同时可保持做为刀轮的高旋转精度并使使用寿命延长的轮保持具及其制造方法为目的。
此外，第二，本发明是以提供可将因对应于环体25的壁厚而产生的力矩的影响而加速的刀具销的磨耗抑制为小的轮保持具及制造方法为目的。
[解决问题的技术手段]
为了解决上述问题而为的本发明的轮保持具的制造方法是一种轮保持具的制造方法，由准备形成有于下部收纳刀轮的向下开口的槽、隔着前述槽相对的左右支持部的保持具构件，形成贯通前述左右支持部的圆柱体安装孔，于前述圆柱体安装孔将由超硬材料构成的圆柱体安装为横断前述槽且贯通左右支持部的圆柱体安装步骤；以线放电加工加工从前述圆柱体的下面侧往轴心的狭缝，并在前述狭缝后加工贯通圆柱体的轴心部的销插入孔的线放电加工步骤；在前述槽之间切除横断槽的圆柱体的中间部位以加工收纳刀轮的间隙的间隙形成步骤构成。
在此，所谓线放电加工是指以细线为工具电极，通过使此线以描绘2维的轮廓形状的方式移动，以放电热溶融材料而如线锯挖穿轮廓加工的方法。线放电加工为只要被加工物为导电性的材料即可加工，故可适用于工具钢等金属制保持具本体的精密加工。
所谓超硬材料，具体而言是指烧结钻石或超硬合金。此等是于耐磨耗性优良的材料。
[发明的效果]
本发明的轮保持具的制造方法中，将圆柱体的中间部位(于槽露出的部分)切除后形成的左右圆柱体的销插入孔是以线放电加工机的一条线同时加工的，故可彻底形成于一直在线，可提高左右销插入孔的真直度等加工精度，以于此销插入孔插入的刀具销轴支的刀轮的旋转精度提升，可抑制旋转支承部分的磨耗。
此外，承载刀具销的销插入孔涵盖以超硬材料制的圆柱体全长形成为长，故以圆柱体全体大致均匀承受荷重，安定保持插入的刀具销，可使耐荷重性更加提升。
进而，没有相当于环体的零件，从刀具销于圆柱体支持的点至刀具销支持刀轮的点的距离小至可忽视，故使磨耗加速的力矩几乎不会产生。
上述发明中，前述线放电加工步骤是于与保持具构件下部的外形轮廓的加工同时以连续的一连串的动作进行亦可。
如此，通过线放电加工，与加工保持具构件下部的外形轮廓同时以连续的一连串的动作进行从圆柱体的下面至贯通圆柱体的轴心部的销插入孔的加工，故可减少制造步骤，可图成本的减少。
(解决其它问题的手段及效果)
此外，从其它观点而为的本发明的轮保持具是利用以上述的制造方法形成，于形成有于下部收纳刀轮的向下开口的槽、隔着前述槽相对的左右支持部的保持具构件形成有贯通前述左右支持部的圆柱体安装孔，于前述圆柱体安装孔将由超硬材料构成的圆柱体安装为横断前述槽且贯通左右支持部；以线放电加工形成从前述圆柱体的下面侧往轴心的狭缝、在前述狭缝后贯通圆柱体的轴心的销插入孔，进而，在前述槽之间切除横断槽的圆柱体的中间部位而形成有收纳刀轮的间隙。
根据此轮保持具，左右支持部为一体构造故可减少零件数目且将圆柱体的中间部位切除后的左右圆柱体的销插入孔是利用线放电加工左右同时加工的，故可于一直在线正确地形成而可提高真直度等加工精度。此外，承载刀具销的销插入孔涵盖以超硬材料制的圆柱体全长形成为长，故以圆柱体全体大致均匀承受荷重，安定保持插入的刀具销，可使耐荷重性更加提升。
进而，没有相当于环体的零件，从刀具销于圆柱体支持的点至刀具销支持刀轮的点的距离小至可忽视，故使磨耗加速的力矩几乎不会产生。
此外，从其它观点而为之本发明的刀轮保持机构是一种刀轮保持机构，由刀轮与保持前述刀轮的轮保持具构成，其特征在于：前述轮保持具是于形成有于下部收纳刀轮的向下开口的槽、隔着前述槽相对的左右支持部的保持具构件形成有贯通前述左右支持部的圆柱体安装孔，于前述圆柱体安装孔将由超硬材料构成的圆柱体安装为横断前述槽且贯通左右支持部；以线放电加工形成从前述圆柱体的下面侧往轴心的狭缝、在前述狭缝后贯通圆柱体的轴心的销插入孔，进而，在前述槽之间切除横断槽的圆柱体的中间部位而形成有收纳刀轮的间隙；前述刀轮是配置于前述轮保持具的间隙；于前述圆柱体的销插入孔插通超硬材料制的刀具销，在刀轮在前述槽内接触左右圆柱体的端面的状态下以刀具销支持；进而，于左右支持构件的外侧面形成外罩安装孔；通过于前述外罩安装孔支持的外罩，刀具销的两端部阻塞而阻止刀具销的拔脱。
根据此轮保持机构，除上述的轮保持具的特征外，利用于左右支持构件的外侧面支持于前述外罩安装孔的外罩，刀具销的两端部阻塞而阻止刀具销的拔脱。此外，于欲交换刀轮时，通过卸除外罩并拔取刀具销可容易进行。
附图说明
图1为显示本发明的轮保持具的一实施形态的立体图。
图2为显示本发明的轮保持具的制造步骤的第1阶段的立体图。
图3为显示本发明的轮保持具的制造步骤的第2阶段的立体图。
图4为显示线放电加工的线轨迹的扩大俯视图。
图5为阶段性显示本发明的轮保持具的制造步骤的剖面图。
图6为显示于本发明的轮保持具安装有刀轮的刀轮保持机构的立体图。
图7为阶段性显示以往的轮保持具的制造步骤的剖面图。
图8为显示安装有刀轮的以往的轮保持具的剖面图。
【主要元件符号说明】
A   刀轮
C   刀轮保持机构
R   线的移动轨迹
W   轮保持具
1   槽
2   支持部
3   保持具构件
4   圆柱体
6   螺丝孔(外罩安装孔)
9   销插入孔
10  间隙
12  刀具销
14  垫圈(外罩)
具体实施方式
以下，基于显示其实施形态的图面详细说明本发明的加工方法的详细。
图1为显示以本发明的制造方法制造的轮保持具W的立体图，以后述的图5(d)显示其剖面图。于此轮保持具W具备于下部具有后述的收纳刀轮A的向下开口的槽1、设有隔着前述槽1相对的左右支持部2的保持具构件3。于支持部2贯通支持部2埋入有由超硬材料(烧结钻石或超硬合金)构成的圆柱体4(一部分切除)。此外，于圆柱体4的轴心部利用线放电加工加工有销插入孔9。
以下基于图2～图5说明本发明的制造方法的步骤。
首先，如图2及图5(a)所示，于下部形成收纳刀轮A的向下开口的槽1，制作具备隔着前述槽1相对的左右支持部2的工具钢等金属制的保持具构件3。于此保持具构件3为事先加工有贯通此左右支持部2的圆柱体安装孔5、安装做为后述的刀具销拔脱防止用之外罩发挥机能的垫圈的螺丝孔6、将轮保持具W安装于刻划装置的刻划头(不图示)的安装孔7。
其次，如图5(b)所示，在将由超硬材料构成的圆柱体4插入保持具构件3的圆柱体安装孔5后，以硬焊固定。
此后，将保持具构件3如图3所示横载置于平台上，通过使线放电加工机8的线8a沿以图3及图4的箭头显示的轨迹R行进，将保持具构件3的下部的外形轮廓加工为所欲的形状。此时，若加工从圆柱体4的下面往圆柱体4的轴心的狭缝S，接着以绕圆柱体4的轴心的方式移动以一连串的作业加工贯通轴心的销插入孔9，可有效率地加工，故较理想(参照图1及图5(c))。
另外，配合使用的刀轮A的径调整销插入孔9与保持具构件3的最下端的距离，故对应于必要而将保持具构件3的下部及圆柱体4的下方周面部分切除，使保持具构件3的下部的外形轮廓为所欲的形状。保持具构件3的外形轮廓形状虽无特别限定，但为了使刃前缘容易观察且构造简单，如图4所示使圆柱体4的下方部分为水平面，接近保持具构件3的左右端的区域为倾斜面较理想。
其次，通过在槽1之间将横断槽1的圆柱体4的中间部位以配合刀轮A之宽度之厚度的钻石刀具等切除以加工收纳刀轮A的间隙10，制作如图5(d)及图1所示的轮保持具W。在此加工虽必须将间隙10的宽度限制于对应于刀轮A之宽度的容许公差内，但加工圆柱体4，且只要直接以间隙规等测量间隙的间隔同时加工即可，故调整作业可简单进行。
如上述可得的轮保持具W的左右销插入孔9是以线放电加工机8的一条线8a左右同时加工的，故可于一直在线正确地形成而可提高左右销插入孔9的真直度等加工精度。另外，承载刀具销12的销插入孔9涵盖以超硬材料制的圆柱体4全长形成为长，故可使与插入的刀具销12的耐磨耗性或耐荷重性更加提升。
制作的轮保持具W如图5(e)所示，利用于左右圆柱体4的间隙10配置以超硬材料制作的刀轮A并于圆柱体4的销插入孔9及刀轮A的销孔11插通超硬材料制的刀具销12来轴支刀轮A。间隙10的尺寸设定为此时分断的左右圆柱体4的端面轻微接触刀轮A的左右侧面。
之后，如图6所示，在左右支持构件2的外侧面使以螺丝13安装有垫圈14的刀轮保持机构C完成。由此，刀具销12的两端部阻塞而阻止刀具销的拔脱。此外，于欲交换刀轮A时，通过卸除垫圈14并拔取刀具销12可容易进行。
此外，刀轮A的侧面于左右圆柱体4的端面接触支持，故刀轮A的垂直度提高，可抑制旋转支承部分的磨耗。此外，即使刀轮A的轴孔内面与刀具销12的外周面之间有磨耗所导致的间隙产生亦可维持刀轮A的垂直度，可延长刀轮A的使用寿命。
以上虽已针对本发明的代表性的实施例说明，但本发明并非必须受限于特定于上述的实施形态，可在达成其目的且不超出申请专利范围的范围内适当修正、变更。
[产业上的可利用性]
本发明可适用于于玻璃基板或陶瓷基板、半导体芯片等脆性材料基板形成刻划线时时使用的保持刀轮的轮保持具及其制造方法。

Claims (4)

1.一种轮保持具的制造方法，其特征在于，由准备形成有于下部收纳刀轮的向下开口的槽、隔着前述槽相对的左右支持部的保持具构件，形成贯通前述左右支持部的圆柱体安装孔，于前述圆柱体安装孔将由超硬材料构成的圆柱体安装为横断前述槽且贯通左右支持部的圆柱体安装步骤；
以线放电加工加工从前述圆柱体的下面侧往轴心的狭缝，并在前述狭缝后加工贯通圆柱体的轴心部的销插入孔的线放电加工步骤；
在前述槽之间切除横断槽的圆柱体的中间部位以加工收纳刀轮的间隙的间隙形成步骤构成。
2.如权利要求1所述的轮保持具的制造方法，其特征在于，前述线放电加工步骤是于与保持具构件下部的外形轮廓的加工同时以连续的一连串的动作进行。
3.一种轮保持具，其特征在于，于形成有于下部收纳刀轮的向下开口的槽、隔着前述槽相对的左右支持部的保持具构件形成有贯通前述左右支持部的圆柱体安装孔，于前述圆柱体安装孔将由超硬材料构成的圆柱体安装为横断前述槽且贯通左右支持部；
以线放电加工形成从前述圆柱体的下面侧往轴心的狭缝、在前述狭缝后贯通圆柱体的轴心的销插入孔，进而，在前述槽之间切除横断槽的圆柱体的中间部位而形成有收纳刀轮的间隙。
4.一种刀轮保持机构，由刀轮与保持前述刀轮的轮保持具构成，其特征在于：
前述轮保持具是于形成有于下部收纳刀轮的向下开口的槽、隔着前述槽相对的左右支持部的保持具构件形成有贯通前述左右支持部的圆柱体安装孔，于前述圆柱体安装孔将由超硬材料构成的圆柱体安装为横断前述槽且贯通左右支持部；
以线放电加工形成从前述圆柱体的下面侧往轴心的狭缝、在前述狭缝后贯通圆柱体的轴心的销插入孔，进而，在前述槽之间切除横断槽的圆柱体的中间部位而形成有收纳刀轮的间隙；
前述刀轮配置于前述轮保持具的间隙；
于前述圆柱体的销插入孔插通超硬材料制的刀具销，在刀轮在前述槽内接触左右圆柱体的端面的状态下以刀具销支持；
进而，于左右支持构件的外侧面形成外罩安装孔；
利用于前述外罩安装孔支持的外罩，阻塞刀具销的两端部而阻止刀具销的拔脱。
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