JP2006159362A - Facing device of lap surface plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気ヘッド基板、セラミック基板、ガラス基板、サファイア基板、光学レンズ等の基板表面をラップ加工するに用いる片面ラップ定盤の表面をバイトで修正加工するフェ−シング装置に関するものである。 The present invention relates to a facing device for correcting and processing a surface of a single-sided lapping surface plate used for lapping a surface of a substrate such as a magnetic head substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, a sapphire substrate, or an optical lens.
中央に逃げ穴のあるラップ定盤を用い、基板の片面をラップ加工するラップ装置は知られている。また、株式会社 岡本工作機械製作所よりSPL15Lの商品名で市販されている。通常、このラップ装置は、基板を40〜60枚ラップ加工するとラップ定盤が磨耗するので、回転可能に取り付けられたラップ定盤の磨耗した表面をダイヤモンドバイトで切削して表面高さを均一とするフェ−シング装置が備え付けられる。例えば、図7に示すように空気軸受された逃げ穴のあるラップ定盤101’の軸芯部からラップ定盤の外周方向に向かってエア−ガイドで移動できるDCサ−ボ−ボ−ルネジ送り112可能なダイヤモンドバイト111を備えるとともに、時間、回転数、切削量検出器115で測定された切削数値などをデジタル表示できるコントロ−ルディスプレイ装置113を備えたフェ−シング装置が提案され、実用化されている(例えば、特許文献1参照)。
A lapping apparatus for lapping one side of a substrate using a lapping plate having a relief hole in the center is known. It is also commercially available from Okamoto Machine Tool Co., Ltd. under the trade name SPL15L. Normally, this lapping machine wears the lapping platen when lapping 40 to 60 substrates. Therefore, the worn surface of the lapping platen that is rotatably mounted is cut with a diamond tool to make the surface height uniform. A facing device is provided. For example, as shown in FIG. 7, a DC servo ball screw feed that can be moved by an air guide from the axial center portion of a lapping surface plate 101 'having a clearance hole that is air-bearing toward the outer circumferential direction of the lapping surface plate. A facing device is proposed that is equipped with a controllable display device 113 that can digitally display time, rotation speed, cutting numerical values measured by the
また、フェ−シング装置のダイヤモンドバイトの芯出し方法として、芯出しに際し、小径部および大径部からなる段付きの板状部材の小径部をラップ定盤の中央逃げ穴に嵌合させつつ、ラップ定盤を回転させてダイヤモンドバイトにより大径部の上面に微少量の切り込みによる直径AΦを加工した後、同直径AΦを測定し、その測定値に基づいてラップ定盤軸芯とこのラップ定盤軸芯に対するダイヤモンドバイトの位置を測定し、ダイヤモンドバイトをラップ定盤軸芯位置に移動補正する方法もされている(例えば、特許文献2参照)。
従来のラップ定盤のフェ−シング装置は、ラップ装置に備えられるダイヤモンドバイトは1本であり、予め粗切削ダイヤモンドバイト刃先をラップ定盤軸芯に対し、位置合わせし、次いで、中央逃げ穴部上位置から回転しているラップ定盤の半径方向の外周に向かって粗切削ダイヤモンドバイトを移動させて3〜10μmの切り込みを行い、再び、粗切削ダイヤモンドバイト刃先を中央逃げ穴上方位置に戻し、ラップ定盤の半径方向の外周に向かって粗切削ダイヤモンドバイトを移動させて3〜10μmの切り込みを行う動作を数回繰り返した後、粗切削ダイヤモンドバイトを仕上げ切削ダイヤモンドバイトに交換し、ラップ定盤に対する仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先の高さ調整を行い、次いで、中央逃げ穴部上位置から回転しているラップ定盤の半径方向の外周に向かって仕上げ切削ダイヤモンドバイトを移動させて3〜5μmの切り込みを行い、再び、仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先を中央逃げ穴上方位置に戻し、ラップ定盤の半径方向の外周に向かって仕上げ切削ダイヤモンドバイトを移動させて3〜7μmの切り込みを行う動作を数回繰り返し、ラップ定盤の表面均一化(フェ−シング)を行っている。 In the conventional lapping surface facing device, the lapping device has one diamond cutting tool, and the rough cutting diamond cutting tool edge is aligned with the lapping surface plate axis in advance, and then the central clearance hole portion is provided. Move the rough cutting diamond bite toward the outer periphery in the radial direction of the lap surface plate rotating from the upper position to cut 3 to 10 μm, and return the rough cutting diamond bite blade edge to the position above the central relief hole again, After moving the rough cutting diamond bite toward the outer circumference in the radial direction of the lapping surface plate and cutting 3 to 10 μm several times, the rough cutting diamond bite was replaced with a finished cutting diamond bite, and the lapping surface plate was changed. Adjust the height of the finish cutting diamond cutting tool edge with respect to the Move the finished cutting diamond tool toward the outer periphery in the radial direction of the surface plate and make a 3 to 5 μm cut. Return the finished cutting diamond tool tip to the position above the central relief hole, and the radial direction of the lapping plate. The surface of the lapping platen is made uniform (facing) by moving the finish cutting diamond bite toward the outer circumference of the plate and repeating the cutting of 3 to 7 μm several times.
本発明は、ダイヤモンドバイトの粗切削バイトと仕上げ切削バイトの取り替え工程を無くし、また、バイトを移動させる送り機構のラップ定盤表面上移動回数を1/2以下と可能にしたラップ定盤のフェ−シング装置の提供を目的とする。 The present invention eliminates the step of replacing the rough cutting tool and the finishing cutting tool of the diamond tool, and also provides a lap surface plate with a feed mechanism for moving the tool, the number of times of movement on the surface of the lap surface plate being ½ or less. -To provide a singing device.
請求項1の発明は、スピンドル軸に軸承された中央に逃げ穴のあるラップ定盤の表面を粗切削ダイヤモンドバイトと仕上げ切削ダイヤモンドバイトを同時に用いて切削加工することにより均一化するフェ−シング装置であって、前記粗切削ダイヤモンドバイトと仕上げ切削ダイヤモンドバイトは、高さ位置調整可能なバイトホルダ−に仕上げ切削ダイヤモンドバイトがラップ定盤の穴部中心側に、粗切削ダイヤモンドバイトがラップ定盤の外周側に向かって位置するように並列して、かつ、仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先と粗切削ダイヤモンドバイト刃先がラップ定盤の逃げ穴径内に納まる距離内に並列して、ならびに、仕上げ切削ダイヤモンド刃先と粗切削ダイヤモンドバイト刃先とラップ定盤の軸芯を結ぶ面が同一平面上に存在する位置に把持されており、前記粗切削ダイヤモンドバイトと仕上げ切削ダイヤモンドバイトを保持する高さ位置調整可能なホルダ−はラップ定盤の逃げ穴上方からラップ定盤外周方向へ向かって往復移動可能なバイト送り機構のア−ム支持滑走体に固定されていることを特徴とする、ラップ定盤のフェ−シング装置を提供するものである。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a facing device for uniformizing the surface of a lapping surface plate having a relief hole in the center supported by a spindle shaft by using a rough cutting diamond tool and a finishing cutting diamond tool simultaneously. The rough cutting diamond cutting tool and the finishing cutting diamond cutting tool have a tool holder whose height position can be adjusted. Parallel to the outer peripheral side, parallel to the distance that the finish cutting diamond cutting tool edge and the rough cutting diamond cutting tool edge fit within the clearance hole diameter of the lapping surface plate, and the finishing cutting diamond cutting edge The surface connecting the cutting edge of the diamond cutting tool and the axis of the lapping surface is on the same plane. The holder which is held by a holder and can hold the rough cutting diamond tool and the finished cutting diamond tool is adjustable in height position. The tool can be reciprocated from above the relief hole of the lap surface plate toward the outer periphery of the lap surface plate. It is intended to provide a lap surface plate facing device characterized by being fixed to an arm supporting sliding body of a feed mechanism.
請求項2の発明は、前記サ−フェ−シング装置の仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先は、粗切削ダイヤモンドバイト刃先よりもラップ定盤表面に向かって2〜10μmより下方の位置に把持されることを特徴とする、請求項1に記載のフェ−シング装置を提供するものである。
The invention according to
仕上げ切削ダイヤモンドバイトと粗切削ダイヤモンドバイトを往復移動可能な送り機構のア−ムに仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先と粗切削ダイヤモンドバイト刃先の高さを調整して固定し、これらバイト刃先がラップ定盤の軸芯とラップ定盤外周を結ぶ半径方向に一緒に移動して回転しているラップ定盤表面を均一にフェ−シングすることができるので、バイトを移動させる送り機構のラップ定盤表面上移動回数は1/2以下となり、また、粗切削バイトと仕上げ切削バイトの取り替え工程を無くした。 Adjust the height of the finish cutting diamond cutting tool edge and the rough cutting diamond cutting tool to the arm of the feed mechanism that can reciprocate the finishing cutting diamond tool and the rough cutting diamond cutting tool. Since the surface of the lap surface plate that is rotating by moving together in the radial direction connecting the shaft core and the outer surface of the lap surface plate can be uniformly faced, the feed mechanism that moves the tool moves on the surface of the lap surface plate. The number of times became 1/2 or less, and the process of replacing the rough cutting tool and the finishing cutting tool was eliminated.
以下、図を用いて本発明の中央部に穴部を有するラップ定盤のサ−フェ−シング装置をさらに詳細に説明する。
図1はフェ−シング装置を備えたラップ装置の平面図、図2はその一部を切り欠いた側面図、図3はフェ−シング装置の正面図、図4はフェ−シング装置の上面断面図、図5はフェ−シング装置の一部を切り欠いた側面図、および、図6は仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先と粗切削ダイヤモンドバイト刃先の高さ位置関係を示す拡大側面図である。
Hereinafter, the lapping surface surfacing device having a hole in the center of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a lapping apparatus provided with a facing device, FIG. 2 is a side view with a part thereof cut away, FIG. 3 is a front view of the facing device, and FIG. 4 is a top sectional view of the facing device. 5 is a side view with a part of the facing device cut away, and FIG. 6 is an enlarged side view showing the height positional relationship between the finish cutting diamond cutting tool edge and the rough cutting diamond cutting tool edge.
図1、図2および図3に示すフェ−シング装置20を備えたラップ装置1において、2はベ−ス、3は中央に逃げ穴3aを有するラップ定盤、4は中空スピンドル軸で前記ラップ定盤を中央に穴部を有するド−ナッツ状支持板7a,7bを介して軸承する。下部のド−ナッツ状支持板7bの上面には複数の環状冷却水通路7cが設けられ、これら環状冷却水通路は放射状冷却水路で連通されている。5はサ−ボモ−タで、その回転駆動力をモ−タ軸5aに備え付けられたプ−リ−5b、ベルト6、スピンドル軸4のプ−リ−4bを介して伝達し、中空スピンドル軸を回転させる。
1, 2, and 3, the
8は修正リング(コンディショナ−)で、駆動ロ−ラ9aと従属ロ−ラ9bを備えた弧状のガイド9内に収納され、駆動モ−タ10により回動される駆動ロ−ラ9aによりラップ定盤3上を矢印に示す方向に回転される。11は研磨液供給ポンプで、研磨液を研磨液供給管12へと供給し、研磨液はラップ定盤3上に落下する。
Reference numeral 8 denotes a correction ring (conditioner) which is housed in an arcuate guide 9 having a
図1,図2および図5に示すように、フェ−シング装置20のバイト送り機構21は、ラップ装置1の後方側のベ−ス2上にバイト刃先40b,41bが前後方向に、かつ、ラッピ定盤の軸芯4aを通るラップ定盤の半径方向に往復移動可能に備え付けられる。送り機構21はベ−ス2上に設けられた案内ガイド22上をア−ム支持滑走体23が前後方向に往復移動できる構造を採る。この送り機構21は、サ−ボモ−タ24の駆動力をモ−タ軸24aに固定されたプ−リ−25a、伝達ベルト25b、ボ−ルネジ26に固定されたプ−リ−26aを介してボ−ルネジに伝達し、ボ−ルネジ26に螺合された螺合体27がボ−ルネジ26の回転駆動力を受けて前記ア−ム支持滑走体23を前方向または後方向へと移動させる。28a,29aはストップピンで、28b,29bはダイヤルゲ−ジである。案内ガイド22上のア−ム支持滑走体23摺動面には潤滑油ポケット22aが設けられている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the cutting
ア−ム支持滑走体23の先端には、上下方向案内板30が固定され、その滑走面をエアシリンダ32により上下方向に移動可能なバイトホルダ−31が備え付けられる。バイトホルダ−31には、ジャンク40a,41aの下端にダイヤモンドバイト刃先40b,41bを備えた仕上げ切削ダイヤモンドバイト40と粗切削ダイヤモンドバイト41がボルト42でジャンクを締め付けることで固定されている。なお、図5中、32aはストップピンである。
A
前記粗切削ダイヤモンドバイト41と仕上げ切削ダイヤモンドバイト40を高さ位置調整可能なバイトホルダ−31に固定するとき、仕上げ切削ダイヤモンドバイト40がラップ定盤の逃げ穴3a中心側に、粗切削ダイヤモンドバイト41がラップ定盤3の外周側に向かって位置するように並列して、かつ、仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先40bと粗切削ダイヤモンドバイト刃先40bがラップ定盤の逃げ穴3a径内に納まる距離内に並列して、ならびに、仕上げ切削ダイヤモンド刃先40bと粗切削ダイヤモンドバイト刃先41bとラップ定盤の軸芯4aを結ぶ面が同一平面上に在る位置となるようにバイトホルダ−31に把持する。前記仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先40bは、粗切削ダイヤモンドバイト刃先41bよりもラップ定盤3表面に向かって2〜5μmより下方(Δh)の位置に把持するのが好ましい。
When the rough cutting
ダイヤモンドバイト刃先の角度は、ラップ定盤の種類にもよるが、60度または90度が好ましい。また、粗切削ダイヤモンドバイト41と仕上げ切削ダイヤモンドバイト40の刃先の組み合わせも、両方とも同じ角度の刃先であっていても、あるいは、お互いに異なっていてもよい。
The angle of the diamond cutting edge depends on the type of lapping plate, but is preferably 60 degrees or 90 degrees. Further, the combination of the cutting edges of the rough cutting
前記バイトホルダ−31の上部には、ラップ定盤3の仕上げ状態を測定する株式会社 ミツトヨ製の高さ測定器”デジマチックマイクロメ−タ−ヘッド MHN2−25M型”(商品名)50,51が備え付けられている。デジマチックマイクロメ−タ−ヘッド50は、シンブル50a、ストップピン50b、50c、スピンドル50d、圧縮バネ50e,50fを備える。なお、シンブル50aの内周面にはスピンドル50dの移動方向と平行にガイド溝が形成され、スピンドル50dにはシンブル50aのガイド溝に摺動可能に係合する係合ピンが突出されている。高さ測定器50,51は、ラップ定盤3上面位置を基準点0と設定し、フェ−シングされたラップ定盤の平面高さをデジタル表示可能である。
On the upper part of the
なお、図1、図2および図6のフェ−シング装置20と図4および図5に示すフェ−シング装置20は、前記粗切削ダイヤモンドバイト41と仕上げ切削ダイヤモンドバイト40と、高さ測定器50,51の配置位置を変えて示している。
The facing
ラップ定盤3の回転速度は、ラップ定盤3の直径が350〜600mmのとき、0.1〜200rpm変更可能であり、バイト送り機構21の送り速度は、10〜20mm/分が好ましい。
The rotation speed of the
かかるラップ装置1を用い、直径350mmのラップ定盤3表面をフェ−シングするには、ラップ定盤3の逃げ穴3a内にバイトホルダ−31に把持された仕上げ切削ダイヤモンドバイト40と粗切削ダイヤモンドバイト41の刃先40b,41bが納まり、これら刃先40b,41bとラップ定盤の軸芯4aを含む平面が同一平面上に在る位置に設定し、かつ、仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先40bを粗切削ダイヤモンドバイト刃先41bより2〜5μm低い位置に固定する。この位置をフェ−シング開始位置とする(第1工程)。
In order to face the surface of the
ラップ定盤3を例えば100rpmで回転させながらラップ定盤3上に研磨液を供給しつつ、バイト送り機構21を15mm/分の速度でラップ定盤の半径方向に後退させ切り込み切削を開始し、仕上げ切削ダイヤモンドバイト刃先40bがラップ定盤3外周を外れたらエアシリンダ32によりバイトホルダ31を10μm上昇させる。バイト送り機構21の後退の際、高さ測定器50,51でラップ定盤のフェ−シング状態が測定され、デジタル表示される(第2工程)。
While supplying the polishing liquid onto the
ついで、バイト送り機構21をラップ定盤の軸芯4a方向に向かって例えば50〜200mm/分の速度で後退させ、フェ−シング開始位置の上方にバイトが到達したらエアシリンダ32によりバイトホルダ31を10μm下降させ、バイト40,41をフェ−シング開始位置に戻す(第3工程)。
Next, the cutting
以下、前記第2工程と第3工程を数回(3〜6回)繰り返し、ラップ定盤3のフェ−シング状態が所望の0.001mmのオ−ダ−段階と測定値が表示されたらフェ−シング作業を停止する。
Thereafter, the second process and the third process are repeated several times (3 to 6 times), and when the desired grading state of the
本発明のラップ定盤のサ−フェ−シング装置1は、ラップ定盤3の粗フェ−シングと仕上げフェ−シングを同時に行うことができるので、フェ−シングに要する時間が半分以下となる。
The lapping
1 ラップ装置
2 ベ−ス
3 中央に穴部を有するラップ定盤
3a 逃げ穴
4 中空スピンドル軸
8 修正リング
20 フェ−シング装置
21 バイト送り機構
23 ア−ム支持滑走体
30 上下方向案内板
31 バイトホルダ−
40 仕上げ切削ダイヤモンドバイト
40b 刃先
41 粗切削ダイヤモンドバイト
41b 刃先
50 高さ測定器
51 高さ測定器
DESCRIPTION OF
40 Finished
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