CN1461687A - 研磨用砂轮 - Google Patents

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Abstract

一种研磨用砂轮可在转动时确保研磨层圆周方向一定程度的伸展、可进行柔软研磨、且可防止过多的研磨与砂轮的剥离，本发明的研磨用砂轮，在研磨用砂轮圆筒状芯材上设置多孔性弹性体，在该多孔性弹性体外周上设置具有纤维的加强层，在该加强层的外周上设置研磨层构成。前述加强层最好在橡胶层内部具有1个以上的前述纤维层。

Description

研磨用砂轮
技术领域
本发明涉及使用于板状被研削材料的研削与加工研磨(以下统一用“研磨”或“研磨等”)的研磨用砂轮；更详细一点说，是涉及在印刷电路板的研磨等、或者金属板或非金属板的研磨等中使用的研磨用砂轮。
背景技术
在现有的技术中，在板状被研磨材料、特别是印刷电路板的研磨等中，使用所谓的砂带。
但是，砂带一般在初期研磨力比较充足，但容易附着研磨屑，并且由于研磨层比较薄，不能持续维持稳定的研磨力。因此，有着必须频繁进行砂带更换的缺点。
在研磨印刷电路板的情况下，要求能均匀研磨板状被研磨材料的波动、即所谓的具有起伏的被研磨材料，且希望持续具有稳定的研磨性能。
发明内容
本发明人锐意研究了在转动砂轮中确保研磨层圆周方向具有某种程度的伸展、可柔软研磨、且可防止过多的研磨与砂轮的剥离之后，提出了在多孔性弹性体与研磨层间夹有1个以上的纤维含有层的构成，完成本发明。
即，本发明的研磨用砂轮，在圆筒状的芯材上设多孔性弹性体，在该多孔性弹性体外周上，设置具有纤维的加强层，在该加强层的外周上设置研磨层。
在前述研磨用砂轮中，前述加强层，最好是在橡胶层内部具有1个以上的该纤维层的构成。前述纤维的材质可是有机材料或无机材料。该有机材料的纤维可从芳族聚酰胺(ァラミド)纤维、聚酯纤维、己酰(ケプラ)纤维或尼龙纤维系列中选用。
附图说明
图1是本发明实施形态的研磨用砂轮断面图。
图2是本实施例的加强层周边的放大图。
图3是本实施例的研磨用砂轮的平面图。
图4是表示在实施例的研磨试验中所使用的试验模型的模式图。
图5是表示向图4试验模型的被研磨材料上做成的模型的模式图。
具体实施方式
下边参照附图说明本发明一实施例。
图1是本实施例的研磨用砂轮的断面图。在该图中，符号1是圆筒状芯材，符号2是多孔性弹性体，符号3是具有纤维层的加强层，符号4是表示研磨层。
芯材1，成中空状，做成可安装于研磨机的轴棒。从而，芯材1的中空部直径与其详细构造，要根据图中未示出的研磨机的轴棒的直径及其构造来决定。另外，芯材1的长度方向尺寸也要根据被研磨材料的大小与形状来设计。芯材1的材质没有什么特别的限制，但最好是重量轻而且刚性高的材质。
在芯材1的外周设多孔性弹性体2。多孔性弹性体2的材料，比如可以是发泡性有机多孔材质。典型的多孔性弹性体2是海绵材料。
在多孔性弹性体2的外周上设加强层3。如图2所示，加强层3具有由纤维3a构成的纤维层。纤维3a给予加强层3以所希望的拉伸强度。将这样的加强层3夹于多孔性弹性体2与研磨层4之间，可使研磨时的砂轮保持所希望的强度与柔软性。
加强层3，最好是在整个橡胶层3b的内部埋设纤维3a来构成。如以橡胶层3b包覆了纤维3a，借适当选择橡胶层3b的材质与厚度，可调整研磨层4的柔软性。由于可调整柔软性，可与被研磨材料的材质与研磨等条件适应，进行持续稳定的研磨。
由纤维3a构成的纤维层，可将纤维3a沿砂轮的圆周方向卷绕构成。在图2中，示出了螺旋状卷绕的纤维3a的等间隔的断面。另外，纤维层的形态不限于螺旋状的卷绕，也可以是编织纤维构成的网状。作为典型的网状纤维层，可举出用于衣料的合成纤维的织物或布料。这种情况下，材料不仅廉价，而且取得处理也容易。
作为纤维3a，可以使用将多根单线状线搓合而成的束状线。相对于此，在使用单线的情况下，单线短间隔的卷绕非常困难，做起来也费事，尤其是在研磨中单线切断时会产生妨碍研磨性与安全性的危险。因此，在本发明中的最佳纤维状态，乃是将单线搓合起来的线束。
关于纤维3a的材质，有机材料无机材料都行；强调强度时最好用无机材料；而在强调研磨砂轮的重量轻与柔软性时，最好用有机材料。这些都依研磨条件适当选择。
在有机材料的纤维中，可使用芳族聚酰胺(ァラミド)纤维、聚酯纤维、己酰(ケプラ-)纤维、尼龙纤维等一般纤维材料。在印刷电路板的研磨等中，与无机材料相比，最好是使用重量轻、又有柔软性的有机材料的纤维。
在研磨层4中使用的材料，可以使用研磨用砂轮一般使用的材料。
在本发明中使用的磨料，一般可从氧化铝系磨料、碳化硅系磨料、氧化锆系磨料、CBN磨料、与金刚石磨料系列中选择1种以上使用。可根据研削条件等与被研磨材质适当选择其组合。
在本发明中所使用的粘结剂，可从陶瓷、热固性树脂、PVA或硅酸脂等粘结剂中适当选择。烧成或硬化后的组成，在使用陶瓷粘结剂的情况下，气孔率为10～50％，最好是15～45％；磨粒百分比为30～55％，最好是35～50％。在使用热固树脂粘结剂情况下，气孔率为0～20％，最好是0～10％，磨粒百分比为20～45％，最好是20～40％。在使用PVA结合剂情况下，气孔率为20～50％，最好是30～50％，磨粒百分比为20～45％，最好是20～40％。在使用氧化镁粘结剂情况下，气孔率为0～20％，最好是0～10％，磨粒百分比为20～40％，最好也是20～40％。磨粒百分比低则研磨性变坏，如磨粒百分比高有产生填塞的危险。粘结剂率是从10％减去气孔率与磨粒百分比后的值。粘结剂的选择和砂轮组成的决定，都要根据研磨条件及被研磨材料的材质等适当选择。
图3示出了研磨层4的形态例。研磨层4，若为单一的环状的一体研磨层得不到相应于研磨面的柔软性。因此，在研磨层4上，例如可采用贴附多个扇形块型砂轮的形式，或像图3所示那样，采用贴附许多小的块状磨石的形式。在研磨层4中可以考虑各种各样的形式，只要可以确保研磨层4的柔软性，并不限定特定形式。另外，研磨层4也有这样的制作方法：在薄的橡胶层上设置磨石片进行制作，将橡胶层卷绕于加强层3的外周，这样来贴附。
前述研磨层4的厚度，在使用CBN磨料或金刚石磨料的情况下最好是0.5mm～5mm，在使用CBN磨料或金刚石磨料以外的磨料情况下，最好是3mm～15mm。
下面，对本发明的实施例连同比较例进行说明，这些并不意味着对本发明构成的任何限定。
实施例
研磨层材料
磨料：绿色碳化硅磨料(GC磨料)、粒度600#
粘结剂：对磨料重量比13.7∶100的粉体酚醛树脂。
研磨层的制作顺序
在将上述混合材料均匀混合后、冷却成型面积60×240mm、厚9mm的磨料板。经170℃、8小时的硬化之后，在成型的磨料板上贴附具有纤维层的橡胶层。以切断机将橡胶层上的研磨层部分切断成棋盘格状，做成具有许多小片磨石块的研磨层。再做成多块同样的研磨层。
研磨用砂轮的制作顺序
在孔径76.2mm的酚醛树脂层叠管上贴附海绵，设置多孔质弹性层。
将其上面贴附了磨料层、内部具有由聚酯纤维构成的加强层的橡胶层成螺旋状卷绕粘结于海绵层的外周上，做成研磨用砂轮。
在加强层中所使用的聚酯纤维布料，是以多根直径20μm的纤维成束为直径0.8mm、间距0.7mm织入的材料。
然后，进行研磨层的加工处理，做成外径150mm、长度610mm、孔径76.2mm的研磨用砂轮。
比较例
作为比较例，考虑用一般市售的砂带650×200mm。磨料为氧化铝系磨料(A磨料)、粒度600#。
使用上述实施例与比较例的磨料，进行下述的研磨试验。
作为被研磨材料，使用了厚度0.6mm、尺寸510×406mm的带铜箔的玻璃环氧树脂。在被研磨材料中设置如下的实验模型。如图4所示，作为一个试验模型，设计成35mm角内以5mm间隔设0.3mm的孔。而后，将这样的模型像图5所示那样印刷6行×6列共36个。在孔内镀敷之后，以网印刷机用液状环氧树脂进行通孔的树脂埋入，经150℃、2小时硬化后，在被研磨材料上做成试验模型。
在下述各研磨条件下对作成试验模型的被研磨材料进行研磨。各自研磨后，检查除去埋入试验模型孔的树脂的突起后有无不均匀。
实施例的研磨条件
砂轮尺寸：150mm(外径)×610mm(长度)×76.2(孔径)
研磨机械：印刷电路板研磨机
砂轮转速：2000rpm
被研磨材料进给速度：2m/min
振荡：470cpm
循环次数：1循环
比较例的研磨条件
研磨机械：带式研磨机
圆周速度：500m/min
被研磨材料进给速度：2m/min
研磨压：+1.5～2.0A
循环次数：2循环。
为了评价砂轮，对于孔埋树脂的除去，对产生不均匀之前的被研磨材料的研磨件数、和砂轮的研磨层消耗完了之前的研磨件数进行计数。对各研磨件数的比较如下。
试验结果
           除去不均匀产生件数    研磨层消耗件数
实施例          300                    3000
比较例          100                    100
从试验结果可以看出，实施例的除去不均匀产生件数，与比较例的砂带比较是其3倍。再者，实施例的砂轮，即使中途产生不均匀，如对研磨面修整仍可恢复研磨力，可研磨到与不发生不均匀情况同样的件数。对此，在砂带中，由于研磨层是一层，研磨不均匀产生时即是到了寿命。另外，直到研磨层消耗尽的研磨件数，本实施例的砂轮是3000件，与比较例相比是其30倍。
在砂带中，研磨不均匀发生后要继续进行研磨，必须更换新的砂带。要进行砂带的更换作业，必须有一定程度的砂带库存量。从而，与本实施例相比较，砂带的生产效率差很多。
如上所述，本发明的研磨用砂轮，与砂带比较，研磨寿命长，对板状的被研磨材料，特别是对印刷电路板的研磨与加工研磨非常有效。这样，本发明对高密度、高性能的印刷电路板的制作是很有用的。

Claims (4)

1.一种研磨用砂轮，其特征在于，在圆筒状芯材上设置多孔性弹性体，在该多孔性弹性体外周上设置具有纤维的加强层，在该加强层的外周上设置研磨层。
2.按权利要求1所述的研磨用砂轮，其特征在于，前述加强层在橡胶层内部具有1个以上的前述纤维层。
3.按权利要求1或2所述的研磨用砂轮，其特征在于，前述纤维层的纤维的材质为有机材料或无机材料。
4.按权利要求3所述的研磨用砂轮，其特征在于，前述有机物质的纤维是从芳族聚酰胺纤维、聚酯纤维、己酰纤维或尼龙纤维系列中选择使用。
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