CN105081980B - 磨削装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供磨削装置，其能够比以往更高效地将磨削液供给至加工区域。磨削装置具备：保持被加工物的保持工作台；对由保持工作台保持的被加工物进行磨削的磨削构件；以及将磨削液供给至被加工物和磨削磨具的磨削液供给构件，磨削液供给构件具备：磨削液供给口，其从比磨削磨具对被加工物起作用的加工区域靠保持工作台的旋转方向后方侧的位置，朝被加工物的上表面供给磨削液；和上壁部，其在磨削液供给口与加工区域的磨削磨具之间相对于被加工物的上表面侧具有规定的间隔，从而使磨削液随着保持工作台的旋转而流动，在加工区域周围形成磨削液供给层，因此能够利用磨削液供给层隔断在旋转的磨削磨具周围产生的空气层，能够将磨削液高效地供给至加工区域。

Description

磨削装置

技术领域

本发明涉及对被加工物进行磨削的磨削装置。

背景技术

对被加工物进行磨削的磨削装置至少具备：保持工作台，其保持被加工物；磨削构件，其具有呈环状固定安装有磨削磨具的磨轮；以及磨削液供给构件，其对被加工物和磨削磨具供给磨削液，一边利用磨削液供给构件对被加工物的上表面供给磨削液一边通过磨削磨具按压被加工物的上表面来对被加工物进行磨削。在这样的磨削装置中，由于一边利用磨削液供给构件向被加工物的上表面与磨削磨具之间供给磨削液一边进行磨削，因此能够将在用磨削磨具磨削被加工物时所产生的磨削屑去除。另外，通过将磨削液供给至被加工物的上表面与磨削磨具的磨削面相抵接的加工区域，由此能够对与磨削相伴随的发热进行冷却从而防止面烧伤的发生，同时，还能够防止被加工物的被磨削面完工得较粗糙。

作为磨削液供给构件，存在这样的类型的磨削液供给构件：其具有配设在磨轮的外侧的喷嘴，从该喷嘴将磨削液供给至磨削磨具和被加工物(例如参照下述的专利文献1)。另外，还存在经由形成于磨轮的内部的磨削液供给通道将磨削液供给至磨削磨具和被加工物的类型的磨削液供给构件(例如参照下述的专利文献2)。

专利文献1：日本特开平07-223152号公报

专利文献2：日本实开平07-031268号公报

可是，在上述那样的磨削装置中对被加工物进行磨削时，存在这样的问题：由于磨削磨具的旋转而在磨削磨具的周围形成空气层，从而导致磨削液难以到达磨削磨具，另外，还存在下述这样的问题：与旋转的磨削磨具碰撞的磨削液向周围飞散而导致无法高效地将磨削液供给至上述加工区域，其结果是，磨削液中含有的的切削屑飞散并附着于被加工物上。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在磨削装置中，能够比以往更高效地将磨削液供给至加工区域。

本发明是一种磨削装置，所述磨削装置具备：保持工作台，其保持被加工物，并能够绕规定的方向旋转；磨削构件，其具有磨轮，所述磨轮包括对由该保持工作台保持的被加工物进行磨削的磨削磨具；以及磨削液供给构件，其将磨削液供给至被加工物和该磨削磨具，其中，该磨削液供给构件具备：磨削液供给口，其从比该磨削磨具对被加工物起作用的加工区域靠该保持工作台的旋转方向后方侧的位置，朝向被加工物的上表面供给磨削液；和上壁部，其在该磨削液供给口与该加工区域的该磨削磨具之间相对于被加工物的上表面侧具有规定的间隔，形成磨削液供给层，该磨削液供给层是从该磨削液供给口供给至被加工物的上表面的磨削液随着该保持工作台的旋转朝向该加工区域的该磨削磨具流动而成的。

所述磨轮是多个磨削磨具相互具有规定的间隔地呈环状配设在基座的自由端而构成的，所述磨削液供给构件具备抽吸部，所述抽吸部被配设于比所述加工区域靠所述保持工作台的旋转方向前方侧的位置，并具有抽吸口，该抽吸口抽吸从所述磨削液供给口供给至被加工物的上表面并在到达该加工区域后被排出至该磨削磨具的外侧的磨削液。

本发明的磨削装置所具备的磨削液供给构件具备：磨削液供给口，其从比磨削磨具对被加工物起作用的加工区域靠该保持工作台的旋转方向后方侧的位置，朝向被加工物的上表面供给磨削液；和上壁部，其在磨削液供给口与加工区域的磨削磨具之间相对于被加工物的上表面侧具有规定的间隔，因此，在被加工物的磨削过程中，被供给至被加工物的上表面的磨削液随着保持工作台的旋转而在上壁部与被加工物的上表面之间流动，从而在加工区域的磨削磨具的周围形成流动的磨削液供给层。由此，由于磨削液供给层隔断了在旋转的磨削磨具的周围产生的空气层，因此，磨削液的流动不会被空气层阻碍，从而能够使磨削液充分到达加工区域。

另外，在磨削液供给构件中，由于从磨削液供给口朝向被加工物的上表面供给磨削液，因此，还能够降低磨削液与磨削磨具的侧壁碰撞而向周围飞散的担忧。因此，能够比以往更加抑制所使用的磨削液的使用量，并且，能够高效地将磨削液供给至加工区域。而且，还能够防止含有磨削屑的磨削液飞散而导致磨削屑附着于被加工物上。

附图说明

图1是示出磨削装置的一个例子的立体图。

图2是示出磨削液供给构件的结构的立体图。

图3是示出在磨轮与保持工作台之间配置的磨削液供给构件的结构的剖视图。

图4是示出一边将磨削液供给至被加工物和磨削磨具一边对被加工物进行磨削的状态的剖视图。

图5是从磨削液供给口向加工区域供给磨削液的状态的说明图。

图6是从磨削液供给口的变形例向加工区域供给磨削液状态的说明图。

图7是示出在磨削磨具发生了磨损的状态下一边向被加工物和磨削磨具供给磨削液一边对被加工物进行磨削的状态的剖视图。

标号说明

1：磨削装置；2：装置基座；2a：上表面；3：立柱；4a、4b：盒；5：搬送构件；6：临时放置构件；7：清洗构件；8a：第1搬送构件；8b：第2搬送构件；9：波纹件；10：保持工作台；11：保持工作台罩；12：非接触式厚度计；20：磨削构件；21：主轴；22：壳体；23：马达；24：安装座；25：磨轮；26：磨削磨具；27：支承部；30：升降构件；31：滚珠丝杠；32：马达；33：导轨；34：升降板；40：磨削液供给构件；41：板部；410：外周部；411：开口部；42：磨削液供给口；420：喷出孔；42a：狭缝状磨削液供给口；43：磨削液供给通道；44：上壁部；45：罩部；46：磨削液供给源；47：抽吸部；470：抽吸口；48：阀；49：抽吸源；50：磨削液供给层。

具体实施方式

图1所示的磨削装置1是对被加工物进行磨削加工的磨削装置的一个例子，其具有沿Y轴方向延伸的装置基座2。在装置基座2的上表面2a上配设有收纳磨削前的被加工物的盒4a和收纳磨削后的被加工物的盒4b。在盒4a与盒4b之间配设有搬送构件5，该搬送构件5将磨削前的被加工物从盒4a搬出并将磨削后的被加工物搬入盒4b。在搬送构件5的可动区域内配设有供被加工物临时放置的临时放置构件6和清洗磨削后的被加工物的清洗构件7。

在装置基座2上配设有保持被加工物且能够旋转的保持工作台10。保持工作台10的周围被保持工作台罩11覆盖，随着沿Y轴方向延伸的波纹件9的伸缩，保持工作台10能够与保持工作台罩11一同在Y轴方向上往复移动。在临时放置构件6的附近配设有第1搬送构件8a，该第1搬送构件8a将磨削前的被加工物从临时放置构件6搬送至保持工作台10。另外，与第1搬送构件8a相邻地配设有第2搬送构件8b，该第2搬送构件8b将磨削后的被加工物从保持工作台10搬送至清洗构件7。

在装置基座2的Y轴方向后部立起设置有沿Z轴方向延伸的立柱3，在立柱3的侧方配设有通过升降构件30对被加工物进行磨削的磨削构件20。磨削构件20具备：具有Z轴方向的轴芯的主轴21(在图2的(a)中进行图示)；能够旋转地围绕主轴21的主轴壳体22；支承主轴壳体22的支承部27；与主轴21的一端连接的马达23；经由安装座24安装于主轴21的下端的磨轮25；以及相互具有规定的间隔且呈环状固定安装在磨轮25的自由端(下部)的多个磨削磨具26。磨削构件20借助马达23的驱动能够使磨轮25以规定的旋转速度旋转。

升降构件30具备：沿Z轴方向延伸的滚珠丝杠31；与滚珠丝杠31的一端连接的马达32；与滚珠丝杠31平行地延伸的一对导轨33；以及一个表面与支承主轴壳体22的支承部27连结的升降板34。一对导轨33与升降板34的另一个表面滑动接触，滚珠丝杠31与形成于升降板34的中央部的螺母螺合。并且，当滚珠丝杠31被马达32驱动而转动时，能够使升降板34沿着一对导轨33在Z轴方向上升降从而使磨削构件20在Z轴方向上升降。

如图1所示，磨削装置1在磨削构件20与保持工作台10之间具备磨削液供给构件40，该磨削液供给构件40将磨削液供给至保持工作台10所保持的被加工物和磨削构件20的磨削磨具26。如图2的(a)所示，磨削液供给构件40具备：形成为大致圆板状的板部41；以及两端从保持工作台10的外周侧向下方弯折的罩部45。罩部45是固定地设置于基座2a等且不移动的结构，但也可以配设于保持工作台罩11。

如图2的(b)所示，在板部41的外周部410与罩部45的内周壁450之间形成有环状的开口部411。构成为，通过使图1所示的磨削构件20沿Z轴方向下降，由此，如图2的(c)所示，固定安装于磨轮25的自由端的磨削磨具26贯穿插入于开口部411。开口部411形成为：呈环状配设的磨削磨具26中的、至少与由保持工作台10保持的被加工物接触来进行加工的部分向下方突出。因此，如图3所示，开口部411在加工区域P中上下贯穿，该加工区域P是磨削磨具26按压被加工物W的上表面Wa而发挥磨削作用的区域。另一方面，夹着磨轮25的旋转中心在加工区域P的相反侧形成有用于使磨削磨具26不与板部41接触的圆弧状的退让槽412。在退让槽412的槽底413与磨削磨具26的磨削面260之间形成有规定的间隔。另外，板部41与罩部45可以一体地形成，也可以分体地形成。并且，在图2的(c)中，将罩部45的下部切掉进行了图示，但是，如图1和图3所示，罩部45是向下方伸长的结构。

磨削液供给构件40具备上壁部44，如图3所示，该上壁部44形成于板部41并在与由保持工作台10保持的被加工物W的上表面Wa侧之间形成有空间440。上壁部44是板部41的下表面。

磨削液供给口42例如由图2的(c)所示的多个喷出孔420构成，并沿着图3所示的磨削磨具26的加工区域P(磨削磨具26按压被加工物W的上表面Wa并发挥磨削作用的区域)形成为圆弧状。如图3所示，在板部41的内部形成有磨削液供给通道43，该磨削液供给通道43的一端与磨削液供给口42连通，并且，另一端与磨削液供给源46连接。

在上壁部44与由保持工作台10保持的被加工物W的上表面Wa之间形成有空间440，从而能够使被供给至被加工物W的上表面Wa的磨削液在该空间440内随着保持工作台10的旋转朝向加工区域P的磨削磨具26流动。

并且，虽然未图示，但是，磨削液供给构件40也可以具备升降机构。在该情况下，能够利用升降机构使板部41沿上下方向移动从而调整上壁部44的高度。

如图3所示，在板部41中嵌设有用于测量被加工物的厚度的非接触式的厚度测量部12。厚度测量部12例如具备光学式传感器，能够从由保持工作台10保持的被加工物的上方测量被加工物的厚度。该厚度测量部12配置在从磨削液供给口42离开的位置。通过将厚度测量部12配置在从磨削液供给口42离开的位置，由此，在磨削中，磨削液不会夹在厚度测量部12与被加工物W的上表面Wa之间，因此，在利用非接触型的厚度测量部进行的测量中，能够高精度地进行测量，而不会受到磨削液的影响。

磨削液供给构件40具备抽吸下述这样的磨削液的抽吸部47，该磨削液被从磨削液供给口42供给至被加工物W的上表面Wa，到达加工区域P，然后被排出至磨削磨具26的外侧。抽吸部47具备：抽吸口470，其面对由保持工作台10保持的被加工物；以及抽吸通道471，其一端与抽吸口470连通，并且，其另一端经由阀48与抽吸源49连接。如图2的(c)所示，抽吸口470比喷出口420的圆弧状的列形成得更长，从而能够充分地抽吸被排出至磨削磨具26的外侧的磨削液。

接下来，对图1所示的磨削装置1的动作例进行说明。图3所示的被加工物W的材质等并不特别限定，由磨削磨具26进行磨削的面成为上表面Wa。多个磨削前的被加工物W被收纳于盒4a中。

首先，搬送构件5从盒4a中取出磨削前的被加工物W，并搬送至临时放置构件6。由临时放置构件6进行被加工物W的位置对准后，第1搬送构件8a将被加工物W搬送至保持工作台10。然后，将被加工物W抽吸并保持在保持工作台10上，并且，随着波纹件9的伸缩，保持工作台罩11沿Y轴方向移动，如图4所示，使保持工作台10向磨削构件20的下方移动。此时，利用未图示的旋转构件使保持工作台10例如绕箭头B方向旋转。

如图4所示，一边使磨轮25例如绕箭头A方向旋转，一边借助图1中示出的升降构件30使磨轮25朝向由保持工作台10保持的被加工物W下降。这样，一边旋转一边下降的磨削磨具26贯穿插入磨削液供给构件40的环状的的开口部411中，并且，一边按压被加工物W的上表面Wa一边进行磨削。在磨削过程中，磨削磨具26总是通过被加工物W的中心。磨削磨具26的旋转轨迹的直径大于等于被加工物W的直径。虽然在图3和图4中未明示，在保持工作台10上保持被加工物W的保持面100形成为以中心作为顶点的坡度平缓的圆锥面(例如，直径为顶点与横断面底面之间的高低差为20μm)，主轴21的轴芯相对于保持工作台10的旋转轴相对倾斜，以使保持面100与磨削磨具26的磨削面260在加工区域P内平行，因此，在图5所示的加工区域P内，磨削磨具26与被加工物W的上表面Wa接触地进行磨削。即，位于被加工物W的上方的磨削磨具26中的一半作用于被加工物W的上表面Wa进行磨削。

在对被加工物W的磨削过程中，由磨削液供给构件40将磨削液供给至磨削磨具26与被加工物W的上表面Wa之间。具体而言，磨削液供给源46动作，将磨削液经由磨削液供给通道43从磨削液供给口42朝向由保持工作台10保持的被加工物W的上表面Wa进行供给。如图5所示，磨削液供给口42位于比加工区域P靠保持工作台10的旋转方向后方侧(上游侧)的位置，在该位置处，从喷出孔420喷出磨削液。并且，从喷出孔420喷出并被供给至被加工物W的上表面Wa的磨削液在图4所示的上壁部44与被加工物W的上表面Wa之间的空间440中的、磨削液供给口42与加工区域P的磨削磨具26之间的规定的间隔中朝向保持工作台10的旋转方向前方侧(下游侧)流动。即，被从磨削液供给口42供给至被加工物W的上表面Wa的磨削液随着保持工作台10的旋转而形成为朝向加工区域P的磨削磨具26流动的磨削液供给层50。如图4所示，由于该磨削液供给层50将在旋转的磨削磨具26的周围产生的空气层隔断，因此，不会阻挡磨削液到达加工区域P。另外，在磨削过程中，厚度测量部12测量被加工物W的厚度，但由于厚度测量部12被配设于从磨削液供给口42离开的位置且是与磨削液流动的方向相反的方向(未形成磨削液供给层50的位置)上，因此，能够不受磨削液的影响地进行厚度的测量。

由于抽吸部47配设于比加工区域P靠保持工作台10的旋转方向前方侧的位置，因此，当被供给至被加工物W的上表面Wa的磨削液在朝向保持工作台10的旋转方向前方侧流动并到达加工区域P后被排出至加工区域P的磨削磨具26的外侧时，利用抽吸部47来抽吸该磨削液。具体而言，来自抽吸源49的抽吸力在抽吸口470处起作用，从抽吸口470抽吸磨削液并将该磨削液废弃在装置的外部。通过利用抽吸部47来抽吸供磨削用的磨削液，从而能够高效地形成从磨削液供给口42朝向加工区域P的磨削磨具26的磨削液的流动。

在此，在将磨削液供给至加工区域P时，为了更加高效地去除在加工区域P产生的磨削屑、或充分地冷却加工区域P中的发热，到达加工区域P的磨削液的流速越快越好。在本实施方式的磨削液供给构件40中，能够借助与保持工作台10的旋转相伴随的离心力以足够快的流速将磨削液供给至加工区域P。另外，利用未图示的升降机构与被加工物W的厚度相对应地调整上壁部44的高度位置，使上壁部44与被加工物W的上表面Wa之间的间隔变窄，由此也能够使磨削液的流速加快。并且，在被加工物W的磨削之前进行上壁部44的高度位置的调整。

另外，由于旋转的保持工作台10的外周侧的圆周速度比中央侧的圆周速度快而使得对被加工物W进行磨削的磨削磨具26的工作量增加，因此，关于磨削液供给构件40，优选的是，与对被加工物W进行磨削的磨削磨具26的工作量成正比地增加磨削液的量。例如，如图5所示，在面对由旋转的保持工作台10保持的被加工物W的外周侧的位置，增加喷出孔420的个数，并使配置于被加工物W的外周侧的相邻的喷出孔420之间的间隔变窄。这样，能够将大量的磨削液高效地供给至加工区域P的整个范围。

另外，也可以在磨削液供给构件42上设置图6所示的沿着加工区域P的狭缝状的狭缝状磨削液供给口42a，来代替上述的喷出孔420。狭缝状磨削液供给口42a形成为越是朝向被加工物W的外周侧就变得越宽，与图5所示的磨削液供给口42相同，能够将大量的磨削液高效地供给至加工区域P的整个范围。

如图7所示，将板部41设定成这样的厚度：即使磨削磨具26磨损为能够使用的最短的长度并且磨轮25与此相伴在磨削过程中下降，磨轮25也不会与板部41发生干涉。由此，即使用磨削磨具26连续对多个被加工物W进行磨削，磨轮25也不会与板部41接触，由此能够防止装置破损。

如以上那样，一边将磨削液供给至加工区域P一边对被加工物W进行磨削，厚度测量部12测量被加工物W的厚度，如果被加工物W达到期望的厚度，则借助图1所示的升降构件30使磨削构件20上升并结束磨削。磨削结束后，使保持工作台10移动至第2搬送构件8b的可动范围。第2搬送构件8b将磨削后的被加工物W从保持工作台10搬送至清洗构件7，在清洗构件7中进行清洗后，利用搬送构件5将清洗后的被加工物W收纳于盒4b中。

本发明的磨削装置1具备在保持工作台10的旋转方向后方侧朝向被加工物W的上表面Wa供给磨削液的磨削液供给构件40，在被加工物W的磨削过程中，从沿着加工区域P形成的磨削液供给口42朝向被加工物W的上表面Wa供给磨削液，由此，磨削液随着保持工作台10的旋转而沿着上壁部44与被加工物W的上表面Wa之间朝向加工区域P流动，因此，能够在磨削磨具26的周围形成磨削液供给层50。即，利用被加工物W的上表面Wa作为将磨削液向磨削磨具26引导的磨削液导出通道的一部分，并且，将由上壁部44和被加工物W的上表面Wa划分出的磨削液导出通道用作隔断在磨削磨具26的周围形成的空气层的隔断构件。由此，由于磨削液供给层50隔断了在旋转的磨削磨具26的周围产生的空气层，因此，能够使磨削液充分到达加工区域P。

另外，由于磨削液供给构件40从配置于被加工物W的上方侧的磨削液供给口42朝向被加工物W的上表面Wa供给磨削液，因此，还能够降低磨削液与磨削磨具26的侧壁碰撞而飞散的担忧。由此，无需像以往那样过度地将大量的磨削液供给至被加工物W。

Claims (2)

1.一种磨削装置，所述磨削装置具备：保持工作台，其保持被加工物，并能够绕规定的方向旋转；磨削构件，其具有磨轮，所述磨轮包括对由该保持工作台保持的被加工物的上表面进行磨削的磨削磨具；以及磨削液供给构件，其将磨削液供给至被加工物和该磨削磨具，其中，

该磨削液供给构件具备：

磨削液供给口，其从比该磨削磨具对被加工物起作用的加工区域靠该保持工作台的旋转方向后方侧的位置，朝向被加工物的上表面供给磨削液；和

上壁部，其在该磨削液供给口与该加工区域的该磨削磨具之间相对于被加工物的上表面侧具有规定的间隔，在该加工区域的该磨削磨具的周围形成用于将在旋转的该磨削磨具的周围产生的空气层隔断的磨削液供给层，该磨削液供给层是从该磨削液供给口供给至被加工物的上表面的磨削液随着该保持工作台的旋转朝向该加工区域的该磨削磨具流动而形成的。

2.根据权利要求1所述的磨削装置，其中，

所述磨轮是多个磨削磨具相互具有规定的间隔地呈环状配设在基座的自由端而构成的，

所述磨削液供给构件具备抽吸部，所述抽吸部被配设于比所述加工区域靠所述保持工作台的旋转方向前方侧的位置，并且具有抽吸口，该抽吸口抽吸从所述磨削液供给口供给至被加工物的上表面并在到达该加工区域后被排出至该磨削磨具的外侧的磨削液。