CN103302600A

CN103302600A - 磨削装置

Info

Publication number: CN103302600A
Application number: CN2013100661175A
Authority: CN
Inventors: 武田英俊
Original assignee: OMATSU NTC CORP
Current assignee: OMATSU NTC CORP; Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2013-09-18
Also published as: TW201347916A; JP2013180383A; KR20130101451A

Abstract

本发明提供一种磨削装置。本发明的课题在于提供一种能够准确地向磨石构件与加工面之间的接触区域供给水，并使旋转轴顺畅地进行旋转的磨削装置。一种磨削装置（1），包括：旋转轴（55），沿横向配置该旋转轴的轴向；砂轮（2），其安装于旋转轴的前端面（55a）；以及供水喷嘴（60），其用于向砂轮（2）供给水；其中，砂轮包括圆板构件（3）和环状的磨石构件（4），该圆板构件安装于旋转轴，该环状的磨石构件固定于圆板构件的前表面的外周缘部，在圆板构件的前表面沿着磨石构件的内周面突出设置有环状的壁部（12），在壁部中形成有沿圆板构件的径向贯穿而成的供给孔（13），从供水喷嘴向壁部的内侧供给水。

Description

磨削装置

技术领域

本发明涉及一种用于磨削加工面的磨削装置。

背景技术

作为磨削装置存在以下结构：该磨削装置包括旋转轴和圆板状的砂轮，沿横向配置该旋转轴的轴向，该圆板状的砂轮安装于旋转轴的前端面，在砂轮的前表面的外周缘部固定有环状的磨石构件。在这种横式磨削装置中，能够通过一边使砂轮进行旋转，一边使磨石构件与工件的加工面接触，来磨削加工面。

此外，在上述的磨削装置中，通过向砂轮的前表面供给水（冷却剂），来去除来自磨石构件的切屑，并且冷却磨石构件。在向砂轮的前表面的中央部供给水时，由于流淌在前表面上的水受到随着砂轮的旋转而产生的风的影响，而向着砂轮的周向较大地弯曲，因此很难准确地向磨石构件与加工面之间的接触区域供给水。

因此，存在如下结构（例如，参照专利文献1)：在旋转轴内及砂轮内形成液体通道，使水穿过该液体通道而流出至磨石构件的附近。

专利文献1：日本特开平11－267973号公报

在旋转轴内形成有液体通道的磨削装置中，存在如下问题：由于当使旋转轴进行旋转时，液体通道内的水相对于旋转轴的轴心偏向一方，因此旋转轴容易产生振动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述的问题，准确地向磨石构件与加工面之间的接触区域供给水，并且使旋转轴顺畅地进行旋转的磨削装置。

为了解决上述问题，本发明的磨削装置包括：旋转轴，沿横向配置该旋转轴的轴向；砂轮，其安装于上述旋转轴的前端面；以及供水喷嘴，其用于向上述砂轮供给水。上述砂轮包括圆板构件和环状的磨石构件，该圆板构件安装于上述旋转轴的前端面，该环状的磨石构件固定于上述圆板构件的前表面的外周缘部，在上述圆板构件的前表面沿着上述磨石构件的内周面突出设置有环状的壁部。并且，在上述壁部中形成有沿上述圆板构件的径向贯穿而成的供给孔，从上述供水喷嘴向上述壁部的内侧供给水。

在该结构中，当使旋转轴进行旋转，并且向壁部的内侧供给水时，水在离心力的作用下向径向外侧移动，并被壁部的内周面拦阻。如此，蓄积在壁部的内周面上的水穿过供给孔向壁部的外侧流出而向磨石构件供给。在本发明中，能够使供给孔的流出口与磨石构件的内周面之间接近，从供给孔流出的水在到达磨石构件之前的期间内，不会受到随着砂轮的旋转而产生的风的影响，因此能够准确地向磨石构件与加工面之间的接触区域供给水。

此外，由于从供给孔流出的水与磨石构件之间的相对速度变小，因此能够减少水撞击到磨石构件而弹飞的量，能够增加进入磨石构件中的水量。

此外，由于在砂轮的离心力的作用下水被挤压向壁部的内周面，因此能够提高从供给孔流出的水的压力。因而，即使不利用高压从供水喷嘴供给水，也能够可靠地向磨石构件供给水。

此外，由于在旋转轴的内部未设置水的液体通道，因此能够使旋转轴顺畅地进行旋转。

此外，由于当使旋转轴进行旋转时，壁部的内侧将变成负压，因此能够使从供水喷嘴喷出的水向壁部的内侧吸入。并且，通过从供水喷嘴朝向壁部的内侧喷水，能够可靠地向壁部的内侧供给水。

在上述的磨削装置中，也可以形成如下结构：上述圆板构件包括中央构件和外周构件，该外周构件外套于上述中央构件，在上述中央构件上形成上述壁部，在上述外周构件上固定上述磨石构件。

在该结构中，由于中央构件固定于旋转轴的前端面，能够随着磨石构件的磨耗，仅更换外周构件，因此能够减少磨石构件的成本。此外，由于外周构件基于中央构件进行定位，因此能够简单地更换外周构件。

在上述的磨削装置中，在凹槽沿周向延伸设置在上述壁部的内周面上的情况下，由于在使旋转轴进行旋转时，水蓄积在凹槽内，因此能够可靠地使水流入到供给孔内。

在上述的磨削装置中，也可以形成如下结构：在上述圆板构件的前表面安装盖构件，在上述盖构件上设置沿上述圆板构件的径向贯穿而成的供给液体通道，使上述供给液体通道与上述供给孔相连通。

在该结构中，能够使水穿过供给液体通道从更靠近磨石构件的位置流出。此外，由于能够使水沿着圆板构件的前表面流动，因此能够提高砂轮的冷却效果。

在本发明的磨削装置中，由于能够使水从磨石构件的附近流出，因此能够准确地向磨石构件与加工面之间的接触区域供给水，并且能够增加进入到磨石构件内的水量。此外，即使不利用高压从供水喷嘴供给水，也能够可靠地向磨石构件供给水。并且，能够使旋转轴顺畅地进行旋转，能够提高加工精度。

附图说明

图1是表示本实施方式的磨削装置的侧视图。

图2是表示本实施方式的旋转轴及砂轮的侧剖视图。

图3是表示本实施方式的砂轮的主视图。

图4是表示另一实施方式的砂轮的图，图4的（a）是在盖构件与外周构件之间设置有供给液体通道的结构的侧剖视图，图4的（b）是在形成于盖构件的内部的供给液体通道上设置有多个流出口的结构的侧剖视图。

具体实施方式

适当参照附图详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，磨削装置1包括：砂轮2，其用于磨削工件W的加工面W1；基部构件30；工件支承部40及磨削加工部50，其固定在基部构件30的上表面；以及供水喷嘴60，其用于向砂轮2供给水。在基部构件30的上表面上，在图1的右侧区域配置有工件支承部40，在图1的左侧区域配置有磨削加工部50。

本实施方式的磨削装置1是磨削作为半导体基部的材料的圆形晶圆即工件W的加工面W1的装置。

另外，本实施方式的磨削装置1是在沿横向配置其轴向的旋转轴55的前端面安装有砂轮2的横式磨削装置。

工件支承部40包括：支承台41；旋转轴42，其设于支承台41；驱动电机43，其用于使旋转轴42进行旋转；以及卡盘44，其用于保持工件W。

支承台41固定于基部构件30的上表面，旋转轴42从支承台41朝向磨削加工部50突出。旋转轴42构成为借助于设置在支承台41的上部的驱动电机43来进行绕轴旋转。

卡盘44设置于旋转轴42的前端面，该卡盘44是通过真空吸附而保持工件W的构件。另外，卡盘44以使工件W整体略微弯曲的状态对工件W进行保持，使得工件W的中心部向磨削加工部50侧突出。

磨削加工部50包括：固定台51；进给台52，其与固定台51相连结；进给驱动部53，其用于使进给台52移动；支承台54，其安装于进给台52；旋转轴55，其设置于支承台54；以及驱动电机56，其用于使旋转轴55进行旋转。

固定台51固定于基部构件30的上表面。在固定台51的上部以沿图1的左右方向自如滑动的方式连结有进给台52。进给驱动部53是使进给台52沿图1的左右方向移动的机构。

支承台54安装于进给台52的上部，旋转轴55从支承台54朝向工件支承部40突出。

旋转轴55构成为借助于设置在支承台54内部的驱动电机56来进行绕轴旋转。在旋转轴55的前端面55a安装有砂轮2。

如图2所示，砂轮2包括圆板构件3和环状的磨石构件4，该圆板构件3安装于磨削加工部50的旋转轴55的前端面55a，该环状的磨石构件4固定在圆板构件3的外周缘部。

圆板构件3是使用了钢材等的金属零件，包括有圆板状的中央构件10和圆环状的外周构件20，该圆环状的外周构件20外嵌在中央构件10上（参照图3）。中央构件10及外周构件20借助于未图示的多个螺栓分别安装在旋转轴55的前端面55a。

中央构件10具有圆板状的基部11和环状的壁部12，该环状的壁部12突出设置在基部11的前表面11a的外周缘部。

基部11的圆心配置在旋转轴55的轴线上。因而，中央构件10随着旋转轴55的旋转在与旋转轴55同心的位置进行旋转。

基部11的前表面11a在其中心部形成圆形的平面，随着从该平面朝向外周缘而向前侧（图2的右侧）倾斜。

壁部12从基部11的前表面11a的外周缘部向旋转轴55的轴线方向突出，并形成为圆筒状。

在壁部12的内周面形成有随着朝向前侧（图2的右侧）而缩径的倾斜面。借助于该倾斜面在壁部12的内周面的整周范围延伸设置有凹槽12a。

如图3所示，在壁部12形成有沿中央构件10的径向贯穿的多个供给孔13。在本实施方式中，八个供给孔13等间隔地形成在壁部12的周向上。

如图2所示，在供给孔13上形成有流入口13a和流出口13b，该流入口13a在壁部12的内周面（凹槽12a的底部）上开口，该流出口13b在壁部12的外周面上开口。此外，供给孔13随着从流入口13a侧朝向流出口13b侧而向前侧（图2的右侧）倾斜。

另外，如图3所示，在本实施方式中形成有八个供给孔13，但是并不限定于该数量。此外，也可以使供给孔13随着从流入口13a朝向流出口13b而倾斜。此外，也可以使供给孔13向壁部12的周向倾斜。

如图3所示，外周构件20是通过在圆板状的构件的中心部形成有圆形的开口部21而成的。如图2所示，外周构件20的前表面20a以随着从内周缘部朝向外周缘部而向前侧（图2的右侧）突出的方式形成有台阶。

此外，外周构件20的内周缘部比中央构件10的壁部12的供给孔13靠后侧（图2的左侧）配置，构成为使水从供给孔13的流出口13b向外周构件20的前表面20a上流出。

如图3所示，磨石构件4是固定于外周构件20的前表面20a的外周缘部的环状磨石。磨石构件4在周向上分割成多个。另外，在本实施方式中，使用CBN（立方晶型氮化硼）磨石，但是并不限定于该材料，能够使用各种公知的磨石。

如图2所示，在磨削装置1中，能够通过一边使砂轮2进行旋转，并且使工件W进行旋转，一边使磨石构件4与工件W的加工面W1接触，来磨削工件W的加工面W1。

此时，由于被工件支承部40的卡盘44保持的工件W以中心部向磨削加工部50侧突出的方式弯曲，因此磨石构件4与加工面W1在图3所示的接触区域A中相接触。

如图2所示，供水喷嘴60配置在砂轮2的前侧（图2的右侧）、工件支承部40的卡盘44的上方。

供水喷嘴60通过未图示的供水软管与泵及贮水罐相连结，构成为将泵从贮水罐汲取上来的水从喷口61喷出。

喷口61朝向砂轮2的壁部12的内侧，水从喷口61朝向壁部12内的中心部喷出。

接着，说明本实施方式的磨削装置1的作用效果。

如图2所示，在磨削装置1中，由于当使旋转轴55进行旋转时，在圆筒状的壁部12的内侧产生负压，因此能够使从供水喷嘴60喷出的水被吸入到壁部12的内侧。

并且，在本实施方式中，由于从供水喷嘴60朝向壁部12的内侧喷出水，因此能够可靠地向壁部12的内侧供给水。

如此，向壁部12的内侧供给的水在离心力的作用下向径向外侧移动，被壁部12的内周面拦阻而蓄积在凹槽12a内。

如图3所示，蓄积在凹槽12a内的水通过各供给孔13向壁部12的外侧流出而向磨石构件4供给。

在本实施方式的砂轮2中，由于壁部12的外周面和磨石构件4的内周面接近，因此从各供给孔13流出的水在到达磨石构件4之前的期间内，不会受到随着砂轮2的旋转而产生的风的影响。此外，由于在离心力的作用下水被挤压向壁部12的内周面，因此能够提高从供给孔13流出的水的压力。此外，由于水蓄积在壁部12的凹槽12a内，因此能够可靠地向各供给孔13供给水。

因而，在磨削装置1中，易于推测从供给孔13流出的水撞击在磨石构件4上的范围。因而，在磨削装置1中，能够准确地向磨石构件4与工件W的加工面W1之间的接触区域A供给水。

此外，由于从供给孔13流出的水与磨石构件4之间的相对速度变小，因此能够减少水撞击在磨石构件4而弹飞的量，能够增加进入磨石构件4中的水量。

此外，由于在磨削加工部50的旋转轴55的内部未设置水的液体通道，因此能够使旋转轴55顺畅地进行旋转，能够提高加工精度。

并且，由于砂轮2的中央构件10固定于旋转轴55的前端面55a，能够随着磨石构件4的磨耗，仅更换外周构件20，因此能够降低磨石构件4的成本。此外，由于外周构件20基于中央构件10进行定位，因此能够简单地更换外周构件20。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限定于上述实施方式，且能够在不脱离其主旨的范围内适当地变更。

例如，也可以如图4的（a）所示的砂轮2A那样，通过在圆板构件3的前表面11a、20a上安装板状的盖构件70，在盖构件70的后表面70b与外周构件20的前表面20a之间设置沿圆板构件3的径向贯穿的供给液体通道71。

在该结构中，由于供给液体通道71与供给孔13相连通，因此能够使水穿过供给液体通道71向更靠近磨石构件4的位置流出。此外，由于水沿着外周构件20的前表面20a流动，因此能够提高砂轮2A的冷却效果。

另外，在砂轮2A中，在中央构件10的前表面11a与盖构件70的后表面70b之间形成有凹槽12a。

此外，在图4的（b）所示的砂轮2B中，在安装于圆板构件3的前表面11a、20a的盖构件80内设有沿砂轮2B的径向贯穿、并且与供给孔13相连通的供给液体通道81。并且，在供给液体通道81上形成有沿盖构件80的厚度方向排列设置的三个流出口81a。

如此，通过配合磨石构件4的高度而排列设置多个流出口81a，能够更准确地向磨石构件4供给水。

此外，如图2所示，在本实施方式中，圆板构件3分割为中央构件10和外周构件20，但是也可以使中央构件10和外周构件20形成为一体。

附图标记说明

1磨削装置；2砂轮；3圆板构件；4磨石构件；10中央构件；11基部；12壁部；12a凹槽；13供给孔；13a流入口；13b流出口；20外周构件；30基部构件；40工件支承部；41支承台；42旋转轴；43驱动电机；44卡盘；50磨削加工部；54支承台；55旋转轴；55a前端面；60供水喷嘴；70、80盖构件；71、81供给液体通道；A接触区域；W工件；W1加工面。

Claims

1.一种磨削装置，其特征在于，

该磨削装置包括：

旋转轴，沿横向配置该旋转轴的轴向；

砂轮，其安装于上述旋转轴的前端面；以及

供水喷嘴，其用于向上述砂轮供给水；

上述砂轮包括圆板构件和环状的磨石构件，

该圆板构件安装于上述旋转轴的前端面，

该环状的磨石构件固定于上述圆板构件的前表面的外周缘部，

在上述圆板构件的前表面沿着上述磨石构件的内周面突出设置有环状的壁部，

在上述壁部中形成有沿上述圆板构件的径向贯穿而成的供给孔，

从上述供水喷嘴向上述壁部的内侧供给水。

2.根据权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，

上述圆板构件包括中央构件和外周构件，

该外周构件外套于上述中央构件，

在上述中央构件上形成有上述壁部，在上述外周构件上固定有上述磨石构件。

3.根据权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，

凹槽沿周向延伸设置在上述壁部的内周面上。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的磨削装置，其特征在于，

在上述圆板构件的前表面安装有盖构件，

在上述盖构件中设有沿上述圆板构件的径向贯穿而成的供给液体通道，

上述供给液体通道与上述供给孔相连通。