JP5660327B2 - Drilling method for brittle materials - Google Patents

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Description

本発明は、研磨砥粒を結合剤で固着させたドリルを用いて複数の脆性材に順次孔加工を施す技術の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a technique for sequentially drilling a plurality of brittle materials using a drill in which abrasive grains are fixed with a binder.

ガラス、セラミックに代表される脆性材に小径の孔加工を施す場合、ダイヤモンド砥粒等の研磨砥粒を、メタルボンド、レジンボンド、電着用の電気メッキ層等の結合剤によって、表面に固着させたドリルが広く用いられている。   When drilling small-diameter holes in brittle materials such as glass and ceramic, abrasive grains such as diamond grains are fixed to the surface with a binder such as metal bond, resin bond, and electroplated layer for electrodeposition. Drills are widely used.

このようなドリルは、例えば、プラズマディスプレイ(PDP)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)等のフラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板に、パネル内の排気やガスの封入を行うことを目的とした貫通孔(通気孔)を形成する場合等に使用される。   Such drills, for example, perform exhaust and gas encapsulation in a panel on a glass substrate used in a flat panel display such as a plasma display (PDP), a field emission display (FED), and an electroluminescence display (ELD). It is used when forming a through hole (vent hole) for the purpose.

上記のような研磨砥粒を結合剤で固着させたドリルを用いて、ガラス、セラミック等の脆性材に孔加工を施す場合、孔加工面における肌荒れの発生が重要な問題となり得る。   When drilling a brittle material such as glass or ceramic using a drill in which the abrasive grains are fixed with a binder as described above, the occurrence of rough skin on the hole processed surface can be an important problem.

具体的には、例えば、上記フラットパネルディスプレイ等のガラス基板に孔加工を施した後に、必要となる熱処理工程を実行したならば、肌荒れを起点としてガラス基板が破損する等の不具合を招く。このような問題に対処するため、下記の特許文献1には、電着砥石によるワークの加工時において、ワークの仕上げ面粗さが、予め設定された上限値に到達する度に、電着砥石の研削面にツルーイングを施す方法が開示されている。   Specifically, for example, if a necessary heat treatment step is performed after the hole processing is performed on the glass substrate such as the flat panel display, the glass substrate is damaged due to rough skin. In order to cope with such a problem, the following Patent Document 1 describes an electrodeposition grindstone every time the finish surface roughness of a work reaches a preset upper limit value when machining the work with an electrodeposition grindstone. A method of applying truing to the ground surface of the steel is disclosed.

特開2001−246560号公報JP 2001-246560 A

しかしながら、上記の特許文献1に開示された技術のように、頻繁にワークの仕上げ面粗さを測定し、測定値が所定の上限値に達する度にツルーイングを施すことにより、各研磨砥粒の高さを揃えていたのでは、極めて作業効率が悪化して、生産効率を大幅に低下させるという致命的な問題を招来する。   However, like the technique disclosed in Patent Document 1 above, the finished surface roughness of the workpiece is frequently measured, and truing is performed each time the measured value reaches a predetermined upper limit value. If the heights are aligned, the work efficiency is extremely deteriorated, which causes a fatal problem of greatly reducing the production efficiency.

本発明の課題は、複数の脆性材に孔加工を施す際における孔加工面の肌荒れの発生を効率良く抑止した上で、孔加工が施された複数の脆性材における生産効率の向上及び生産コストの低廉化を図ることにある。   An object of the present invention is to improve the production efficiency and the production cost of a plurality of brittle materials subjected to drilling, while efficiently suppressing the occurrence of rough surface of the drilled surface when drilling a plurality of brittle materials. Is to reduce the cost.

本発明者等は、研磨砥粒を結合剤で固着させたドリルを用いて脆性材に孔加工を施す技術について、鋭意努力を重ねた結果、孔加工面に肌荒れが発生する理由は、以下に示すようなメカニズムに由来することを知見するに至った。   The inventors of the present invention, as a result of diligent efforts regarding the technology for drilling a brittle material using a drill in which abrasive grains are fixed with a binder, are as follows. It came to know that it originates in the mechanism shown.

すなわち、回転中のドリルに固着された研磨砥粒がワーク(脆性材)を切削することでワークの切削屑が発生するが、この切削屑は、研磨砥粒のドリル回転方向後方に位置する結合剤の表面を削り取る。そして、このワークの切削屑の発生と切削屑による結合剤表面の削り取りとが繰り返されることで、結合剤のドリル半径方向の厚みは次第に薄くなっていく。このため、結合剤に保持され、且つドリルに固着された研磨砥粒は、徐々に結合剤に対して相対的に突出した状態となる。このような状態が進行することによって、研磨砥粒を結合剤が切削抵抗に抗して保持しきれなくなると、結合剤から研磨砥粒(摩耗した研磨砥粒)が脱落する。さらに、切削屑による結合剤表面の削り取りが進行すると、結合剤中に埋設していた研磨砥粒(摩耗していない切れ味のよい研磨砥粒)の頭部が結合剤より露出し、ワークの切削を開始する。このように摩耗した研磨砥粒の結合剤からの脱落と、磨耗していない切れ味のよい研磨砥粒の結合剤からの露出とが繰り返される自生作用が機能することで、ドリルの切れ味を良好なものに維持することが可能となっている。   That is, the abrasive grains fixed to the rotating drill cut the workpiece (brittle material) to generate workpiece debris. This cutting debris is a bond located behind the abrasive grains in the drill rotation direction. Remove the surface of the agent. And the generation | occurrence | production of the cutting waste of this workpiece | work and the scraping of the binder surface by a cutting waste are repeated, and the thickness of the binder radial direction of a binder becomes thin gradually. For this reason, the abrasive grains held by the binder and fixed to the drill gradually protrude relative to the binder. When such a state proceeds, when the abrasive cannot fully hold the abrasive grains against the cutting resistance, the abrasive grains (worn abrasive grains) fall off from the binder. Furthermore, as the cutting of the surface of the binder with cutting waste proceeds, the heads of the abrasive grains embedded in the binder (the sharp abrasive grains that are not worn) are exposed from the binder, and the workpiece is cut. To start. The sharpness of the drill is improved by the function of the self-repetitive function in which the worn abrasive grains fall off from the binder and the non-weared sharp abrasive grains are repeatedly exposed from the binder. It is possible to keep things.

上述の過程の中で、研磨砥粒の回転方向後方に存する結合剤の内、研磨砥粒の後部に密着している結合剤部分は、研磨砥粒の影になることによって切削屑による削り取り作用を受けにくい。このため、その結合剤部分は、ドリル半径方向の厚みが他の結合剤部分に比べて厚いボンドテールとなる。このボンドテールは、密着している研磨砥粒に負荷される切削抵抗が大きくなるに連れて、成長しやすくなるという性質がある。そして、成長したボンドテールは、研磨砥粒に負荷される切削抵抗に抗して研磨砥粒を保持し、研磨砥粒の早期の脱落を防止する働きがある。   Among the above-described processes, the binder part that is in close contact with the rear part of the abrasive grains among the binder existing behind the abrasive grains in the rotation direction becomes a shading of the abrasive grains, thereby scraping off with the cutting scraps. It is hard to receive. For this reason, the binder part becomes a bond tail whose thickness in the drill radial direction is thicker than other binder parts. This bond tail has a property that it easily grows as the cutting resistance applied to the abrasive grains in close contact with it increases. The grown bond tail functions to hold the abrasive grains against the cutting resistance applied to the abrasive grains and prevent the abrasive grains from falling off early.

しかし、ワークを切削する各研磨砥粒の中に、他の研磨砥粒に比べて過大な切削抵抗が負荷される研磨砥粒が存在する場合、この研磨砥粒に密着しているボンドテールは、他のボンドテールと比べて過剰な成長をとげてしまうことが本発明者等の鋭意努力により判明している。そして、本発明者等は、このようなボンドテールが以下のような問題を招く原因となることを知見するに至った。   However, if there are abrasive grains in the abrasive grains that cut the workpiece that are subjected to excessive cutting resistance compared to other abrasive grains, the bond tail that is in close contact with the abrasive grains is As a result of the diligent efforts of the present inventors, it has been found that excessive growth is achieved as compared with other bond tails. And the present inventors came to know that such a bond tail causes the following problems.

すなわち、この過剰に成長したボンドテールは、本来脱落すべき研磨砥粒を結合剤から脱落させることなく保持し続けてしまうことで、上述したドリルの自生作用を阻害する原因となっていた。また、このような過剰に成長したボンドテールに保持された研磨砥粒(以下、突出砥粒という)は、他の正常に自生作用が機能している研磨砥粒に比して、相対的にドリル半径方向に突出した状態となる。このため、この突出砥粒の存在により、結合剤に保持される各研磨砥粒のドリル半径方向の高さが不揃いな状態となることがあった。   In other words, the excessively grown bond tail keeps the abrasive grains that should be dropped off without being dropped from the binder, thereby hindering the above-described self-generating action of the drill. In addition, the abrasive grains (hereinafter referred to as projecting abrasive grains) held by such an excessively grown bond tail are relatively in comparison with other abrasive grains in which the autogenous function is functioning normally. It will be in the state which protruded in the drill radial direction. For this reason, due to the presence of the protruding abrasive grains, the heights of the abrasive grains held in the binder in the radial direction of the drill may be uneven.

上述のように突出砥粒の存在により、各研磨砥粒の高さが不揃いとなると、ワークに孔加工を施す際の加工精度が低下し、孔加工面に肌荒れを生じる原因となる。   As described above, if the abrasive grains are uneven in height due to the presence of the protruding abrasive grains, the machining accuracy when drilling the workpiece is lowered, which causes a rough surface on the drilled surface.

なお、以上のような問題に対しては、以下に示すような解決方法を採用することが考えられる。   For the above problems, it is conceivable to employ a solution as shown below.

1つは、ダミーワークを使用する方法であり、突出砥粒が存在するドリルを用いてダミーワークに孔加工を施すことにより、突出砥粒を摩耗させる方法である。また、他の方法は、ホワイトアランダムに代表される砥石でドリルにドレッシングを行う方法や、新しいドリルと交換する方法等である。   One is a method of using a dummy workpiece, and is a method of wearing the protruding abrasive grains by drilling the dummy workpiece using a drill having protruding abrasive grains. Other methods include a method of dressing a drill with a grindstone typified by white alundum, a method of replacing with a new drill, and the like.

しかしながら、ダミーワークを使用する方法によると、突出砥粒を摩耗させるのに多大な時間や労苦を要するため、特に製品の連続生産時において生産効率が悪化しやすいという問題がある。また、ドレッシングによる方法によっては、場合によってはさらに孔加工面の肌荒れを助長してしまうという問題がある。さらに、新しいドリルと交換する方法は、ドリルの調達費用が嵩み生産コストが高騰するという問題があった。   However, according to the method using a dummy workpiece, it takes a lot of time and labor to wear the protruding abrasive grains, so that there is a problem that the production efficiency tends to deteriorate particularly during continuous production of products. Moreover, depending on the method using dressing, there is a problem that the rough surface of the hole-processed surface is further promoted depending on the case. Furthermore, the method of exchanging with a new drill has a problem that the procurement cost of the drill increases and the production cost increases.

本発明者等による既述の知見に基づいて創案された本発明に係る方法は、研磨砥粒を結合剤で固着させたドリルを用いて複数の脆性材に順次孔加工を施す孔加工方法であって、ドリルを正回転させた状態で所定数の脆性材に孔加工を施す正回転工程と、ドリルを逆回転させた状態で所定数の脆性材に孔加工を施す逆回転工程とを含み、正回転工程を主たる工程として脆性材に孔加工を施している合間に、逆回転工程を従の工程として脆性材に孔加工を施すことに特徴付けられる。ここで、上記の「正回転」とは、ドリルが時計針方向に回転している場合と、反時計針方向に回転している場合のいずれであってもよく、上記の「逆回転」とは、既述の「正回転」とは逆向きの方向にドリルが回転していることを意味する。つまり、「正回転」が時計針方向であるときには、「逆回転」は反時計針方向となり、「正回転」が反時計針方向であるときには、「逆回転」は時計針方向となる。 The method according to the present invention, which was created based on the above-mentioned knowledge by the present inventors, is a hole drilling method that sequentially drills a plurality of brittle materials using a drill in which abrasive grains are fixed with a binder. A forward rotation process for drilling a predetermined number of brittle materials with the drill rotated forward, and a reverse rotation process for drilling a predetermined number of brittle materials with the drill rotated reversely. Thus, it is characterized in that the hole is drilled in the brittle material using the reverse rotation process as the subordinate process while the hole is drilled in the brittle material as the main process . Here, the above “forward rotation” may be either the case where the drill is rotating in the clockwise direction or the case where the drill is rotating in the counterclockwise direction. Means that the drill is rotating in the direction opposite to the “forward rotation” described above. That is, when “forward rotation” is the clockwise direction, “reverse rotation” is the counterclockwise direction, and when “forward rotation” is the counterclockwise direction, “reverse rotation” is the clockwise direction.

このような方法によれば、ドリルの正回転工程時において、過剰に成長したボンドテールに保持された突出砥粒が、結合剤から脱落しないが故にドリルの自生作用が機能しにくい状態、換言すれば各研磨砥粒のドリル半径方向の高さが不揃いとなった状態に陥ったとしても、この突出砥粒は、正回転工程から逆回転工程に移行することによって下記の作用を受け、結合剤から容易に脱落していく。すなわち、孔加工が一度逆回転工程に移行すれば、突出砥粒の回転方向後方(正回転時における回転方向前方)にはボンドテールが存在していないため、結合剤は、突出砥粒を切削抵抗に抗して保持することができない。これにより、逆回転工程に移行した後、切削抵抗が負荷された突出砥粒は容易に結合剤から脱落していく。この結果、ドリルの自生作用を回復させることが可能となり、加工精度が高く且つ肌荒れが存在しない良好な孔加工面を得ることができる。また、複雑な操作やドリルの交換等を必要としないため、生産効率の向上及び生産コストの低廉化を図ることが可能となる。また、この方法では、主たる工程である正回転工程で多数の脆性材に孔加工が施されることによって、孔加工面に肌荒れ等の発生に対する危惧が生じるに至ったと推測できる時点で、従の工程である逆回転工程に切り換えられる。そして、この逆回転工程では、極少数(極端には一つ)の脆性材に孔加工が施されることによって、結合剤から突出砥粒が脱落する。これにより、ドリルの自生作用が回復し、その後は、再び正回転工程に切り換えられて、多数の孔加工が施される。従って、極少数の脆性材に孔加工を施す逆回転工程を、ドリルの自生作用を継続して維持するためのメンテナンスの工程とすることができる。 According to such a method, during the positive rotation process of the drill, the protruding abrasive grains held by the excessively grown bond tail do not fall off from the binder, so that the self-acting function of the drill is difficult to function. For example, even if the height of each abrasive grain in the radial direction of the drill is not uniform, this protruding abrasive grain receives the following action by shifting from the forward rotation process to the reverse rotation process, and the binder Easily fall off from. That is, once the hole drilling moves to the reverse rotation process, there is no bond tail at the rear of the protruding abrasive grains in the rotation direction (the forward direction of rotation at the time of forward rotation), so the binder cuts the protruding abrasive grains. It cannot be held against resistance. Thereby, after shifting to a reverse rotation process, the protruding abrasive grains loaded with cutting resistance easily fall off from the binder. As a result, it is possible to recover the self-generating action of the drill, and it is possible to obtain a good hole machining surface with high machining accuracy and no rough skin. In addition, since complicated operations and exchanging drills are not necessary, it is possible to improve production efficiency and reduce production costs. In addition, in this method, when it is estimated that there has been a concern about the occurrence of rough skin on the drilled surface by drilling a large number of brittle materials in the main rotation step, which is the main rotation process, The process is switched to the reverse rotation process. In this reverse rotation process, the protruding abrasive grains fall out of the binder by subjecting a very small number (extremely one) of brittle materials to drilling. As a result, the self-generating action of the drill is restored, and thereafter, the process is switched again to the forward rotation process, and a large number of holes are drilled. Therefore, the reverse rotation process of drilling holes in a very small number of brittle materials can be a maintenance process for continuously maintaining the self-generating action of the drill.

上記の方法において、脆性材はガラス板であってもよい。   In the above method, the brittle material may be a glass plate.

このようにすれば、特に肌荒れ等が存在しない高品位の孔加工面が要求されるガラス板について、既述の種々の利点を得ることが可能となる。なお、脆性材としては、ガラス板以外にセラミック板等を挙げることができる。   In this way, it is possible to obtain the various advantages described above for a glass plate that requires a high-quality hole processed surface that is not particularly rough. In addition, as a brittle material, a ceramic plate etc. can be mentioned besides a glass plate.

上記の方法において、研磨砥粒は、ダイヤモンド砥粒であることが好ましい。   In the above method, the abrasive grains are preferably diamond grains.

このようにすれば、既述の効果をより顕著なものとすることが可能となる。   In this way, the effects described above can be made more prominent.

上記の方法において、結合剤はメタルボンドであることが好ましい。   In the above method, the binder is preferably a metal bond.

このようにすれば、脆性材の切削屑によるメタルボンド表面の削り取り及びこれに起因するボンドテールの形成が顕著となるため、ドリルの自生作用による効果を的確に得ることができる。   In this way, the metal bond surface is scraped off by the brittle cutting material and the formation of the bond tail due to this becomes remarkable, so that the effect of the self-generating action of the drill can be obtained accurately.

以上のような方法によって孔加工が施された脆性材は、孔加工面に肌荒れ等が存在しない高品位の脆性材とすることができる。   The brittle material that has been drilled by the above method can be a high-grade brittle material that does not have rough skin on the drilled surface.

以上のように、本発明によれば、複数の脆性材に孔加工を施す際に、肌荒れが発生しない高品位の孔加工面を形成することができると共に、孔加工が施された脆性材の生産効率及び生産コストを改善することが可能となる。   As described above, according to the present invention, when drilling a plurality of brittle materials, it is possible to form a high-quality drilled surface that does not cause rough skin, and Production efficiency and production cost can be improved.

本発明の実施形態に係る孔加工装置を示す一部破断概略正面図である。It is a partially broken schematic front view which shows the hole processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る孔加工方法の概略を示す孔加工面周辺の要部拡大横断面図である。It is a principal part expanded horizontal sectional view of the periphery of a hole processing surface which shows the outline of the hole processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る孔加工方法の概略を示す孔加工面周辺の要部拡大横断面図である。It is a principal part expanded horizontal sectional view of the periphery of a hole processing surface which shows the outline of the hole processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る孔加工方法の概略を示す孔加工面周辺の要部拡大横断面図である。It is a principal part expanded horizontal sectional view of the periphery of a hole processing surface which shows the outline of the hole processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る孔加工方法の概略を示す孔加工面周辺の要部拡大横断面図である。It is a principal part expanded horizontal sectional view of the periphery of a hole processing surface which shows the outline of the hole processing method which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態に係る孔加工装置について説明する。なお、本実施形態では、研磨砥粒としてダイヤモンド砥粒を、結合剤としてメタルボンドを用いており、ワークである脆性材は、ガラス板である。また、正回転工程と逆回転工程とを実行するための駆動源として正逆回転可能な可変速のモーターを用いている。   Hereinafter, a hole drilling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, diamond abrasive grains are used as polishing abrasive grains, and metal bonds are used as binders, and the brittle material that is a workpiece is a glass plate. Further, a variable speed motor capable of forward and reverse rotation is used as a drive source for executing the forward rotation process and the reverse rotation process.

図1は、本実施形態に係る孔加工装置1を示す一部破断概略正面図である。同図に示すように、孔加工装置1は、ガラス板Gを切削するドリル2を備え、このドリル2の切削部2aは、その先端側に位置する凸曲面部(略半球状部)2aaと、基端側に位置する円筒面部2abとから構成されている。切削部2aの表面には、メタルボンドBによってダイヤモンド砥粒Kが固着されている。   FIG. 1 is a partially broken schematic front view showing a hole drilling apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the hole drilling device 1 includes a drill 2 for cutting a glass plate G, and a cutting portion 2a of the drill 2 includes a convex curved surface portion (substantially hemispherical portion) 2aa located on the tip side thereof. And a cylindrical surface portion 2ab located on the base end side. Diamond abrasive grains K are fixed to the surface of the cutting portion 2a by metal bonds B.

さらに、この孔加工装置1は、ドリル2を正回転方向(同図のA方向)に回転させて所定数のガラス板Gに孔加工を施す正回転工程と、ドリル2を逆回転方向(同図のR方向)に回転させて所定数のガラス板Gに孔加工を施す逆回転工程とを実行するための駆動手段3を備えている。駆動手段3は、上記の2工程を実行する駆動源であるモーターMと、モーターMの回転方向と回転速度とを制御する制御部3aとから構成されている。   Further, the hole drilling device 1 rotates the drill 2 in the forward rotation direction (A direction in the figure) to drill a predetermined number of glass plates G, and the drill 2 in the reverse rotation direction (same as the same). Drive means 3 is provided for performing a reverse rotation process in which a predetermined number of glass sheets G are drilled by rotating in the R direction in the figure. The drive unit 3 includes a motor M that is a drive source that executes the above two steps, and a control unit 3a that controls the rotation direction and the rotation speed of the motor M.

以下、上記の孔加工装置1を用いた孔加工方法の実施状況について説明する。なお、図2〜図5は、上記のドリル2を用いて複数のガラス板Gに順次孔加工を施す孔加工方法の概略を時系列順に示すものである。   Hereinafter, the implementation status of the hole drilling method using the hole drilling apparatus 1 will be described. 2-5 shows the outline of the hole processing method which performs a hole processing to the some glass plate G sequentially using said drill 2 in time series order.

図2に示すように、ドリル2をA方向(正回転方向)に回転させながら、ガラス板Gに孔Hを形成した場合は、メタルボンドBによってドリル2の表面に固着されたダイヤモンド砥粒Kが、ガラス板Gの孔Hの内周面Zを切削する。この場合、ダイヤモンド砥粒Kによって切削されたガラス板Gの孔Hの内周面Zからは切削屑Sが発生する。   As shown in FIG. 2, when the hole H is formed in the glass plate G while rotating the drill 2 in the A direction (forward rotation direction), the diamond abrasive grains K fixed to the surface of the drill 2 by the metal bond B However, the inner peripheral surface Z of the hole H of the glass plate G is cut. In this case, cutting waste S is generated from the inner peripheral surface Z of the hole H of the glass plate G cut by the diamond abrasive grains K.

そして、この切削屑Sは、図3に示すように、ダイヤモンド砥粒Kのドリル回転方向後方(ドリル2の回転方向Aの後方)に位置するメタルボンドBの表面を削り取ると共に、ダイヤモンド砥粒Kに負荷される切削抵抗Fによって、ダイヤモンド砥粒Kのドリル回転方向直後方(ドリル2の回転方向Aの直後方)には、ダイヤモンド砥粒Kに密着してボンドテールTが形成され始める。   Then, as shown in FIG. 3, the cutting scraps S scrape the surface of the metal bond B located behind the diamond abrasive grain K in the drill rotation direction (rear of the rotation direction A of the drill 2), and also the diamond abrasive grains K. Due to the cutting force F applied to the diamond, the diamond tail K immediately after the drill rotation direction (immediately after the rotation direction A of the drill 2) starts to form a bond tail T in close contact with the diamond abrasive grain K.

さらに、ダイヤモンド砥粒Kによるガラス板Gの孔Hの内周面Zに対する切削が進行すれば、ガラス板Gの切削屑Sの発生と、切削屑SによるメタルボンドB表面の削り取りとが繰り返される。この結果、図4に示すように、メタルボンドBの表面は、ダイヤモンド砥粒Kに対して相対的に低い位置となり、これに伴って、メタルボンドBに埋設されていたダイヤモンド砥粒K(磨耗していない切れ味のよいダイヤモンド砥粒K)の頭部が露出し始める。このような状態となると、ガラス板Gの孔Hの内周面Zを切削して磨耗したダイヤモンド砥粒Kは、負荷される切削抵抗Fにより、同図に点線で示すように順次メタルボンドBから脱落していく。   Furthermore, if the cutting with respect to the inner peripheral surface Z of the hole H of the glass plate G by the diamond abrasive grain K advances, generation | occurrence | production of the cutting waste S of the glass plate G and the scraping of the metal bond B surface by the cutting waste S will be repeated. . As a result, as shown in FIG. 4, the surface of the metal bond B is positioned relatively low with respect to the diamond abrasive grains K, and accordingly, the diamond abrasive grains K (abrasion worn out in the metal bond B). The head of diamond abrasive grain K) that is not sharp begins to be exposed. In such a state, the diamond abrasive grains K worn by cutting the inner peripheral surface Z of the hole H of the glass plate G are successively subjected to the metal bond B as shown by the dotted line in FIG. Will fall out of.

この場合、他のダイヤモンド砥粒Kに対して、過大な切削抵抗Fが負荷されるダイヤモンド砥粒Kが存在していると、このダイヤモンド砥粒Kに密着しているボンドテールTは、過剰な成長をとげてしまう。この結果、切削抵抗Fに抗して本来脱落すべきダイヤモンド砥粒K(突出砥粒)は、メタルボンドBから脱落することなく保持されてしまうおそれが生じる。このような状態の下においては、同図から把握できるように、各ダイヤモンド砥粒Kのドリル2の半径方向の高さが不揃いとなり、ドリル2の自生作用が阻害されるおそれが生じる。従って、このままの状態でガラス板Gの切削を続けていたのでは、孔Hの内周面Zに肌荒れが生じ、加工精度の低下や品位低下を招くことが必至となる。   In this case, if there is a diamond abrasive grain K to which an excessive cutting resistance F is applied to other diamond abrasive grains K, the bond tail T in close contact with the diamond abrasive grain K is excessive. It will stop growing. As a result, the diamond abrasive grains K (protruding abrasive grains) that should originally fall off against the cutting resistance F may be held without dropping from the metal bond B. Under such a state, as can be understood from the drawing, the heights of the diamond abrasive grains K in the radial direction of the drill 2 become uneven, and the self-generating action of the drill 2 may be hindered. Therefore, if the cutting of the glass plate G is continued in this state, the inner peripheral surface Z of the hole H becomes rough, and it is inevitable that the processing accuracy is lowered and the quality is lowered.

そこで、上述の状態となった時点で、制御部3aからモーターMに信号を送信し、図5に示すようにモーターMの回転方向を逆転させることで、ドリル2の回転方向を同図に示すR方向に切り換える。この結果、他のダイヤモンド砥粒Kに比して相対的に突出したダイヤモンド砥粒K(突出砥粒)の回転方向直後方にはボンドテールTが存在しないことになる。これにより、メタルボンドBは、切削抵抗Fに抗してこのダイヤモンド砥粒K(突出砥粒)を保持することができないため、切削抵抗Fが負荷された時点で、このダイヤモンド砥粒Kは、同図に点線で示すようにメタルボンドBから脱落する。   Therefore, when the above state is reached, a signal is transmitted from the controller 3a to the motor M, and the rotation direction of the motor M is reversed as shown in FIG. Switch to R direction. As a result, the bond tail T does not exist immediately after the rotational direction of the diamond abrasive grains K (protruded abrasive grains) that protrude relatively relative to the other diamond abrasive grains K. Thereby, since the metal bond B cannot hold the diamond abrasive grains K (protruding abrasive grains) against the cutting resistance F, when the cutting resistance F is loaded, the diamond abrasive grains K are As shown by the dotted line in FIG.

従って、各ダイヤモンド砥粒Kのドリル2の半径方向の高さを適度に揃えておくことが可能になると共に、ドリル2の自生作用を継続して維持することができ、これにより肌荒れが存在しない高品位の孔加工面(孔Hの内周面Z)を得ることが可能となる。また、複雑な操作やドリルの交換等を必要としないため、生産効率の向上及び生産コストの低廉化を図ることが可能となる。   Therefore, the height of each diamond abrasive grain K in the radial direction of the drill 2 can be appropriately adjusted, and the self-generating action of the drill 2 can be continuously maintained, whereby there is no rough skin. It is possible to obtain a high-quality hole processed surface (inner peripheral surface Z of the hole H). In addition, since complicated operations and exchanging drills are not necessary, it is possible to improve production efficiency and reduce production costs.

次に、上記の構成を備えた孔加工方法における正回転工程と逆回転工程との切り換え手順について説明する。   Next, a switching procedure between the forward rotation process and the reverse rotation process in the hole drilling method having the above-described configuration will be described.

第1の切り換え手順としては、正回転工程を主たる工程としてガラス板Gに孔加工を施している合間に、逆回転工程を従の工程としてガラス板Gに孔加工を施すという手法が挙げられる。   As a first switching procedure, there is a technique in which a hole is formed in the glass plate G using a reverse rotation step as a subordinate step while the hole processing is performed on the glass plate G as a main step.

この第1の切り換え手順によれば、主たる工程である正回転工程で多数のガラス板Gに順次孔加工が施されることによって、孔加工面(孔Hの内周面Z)に肌荒れ発生の恐れが生じるに至ったと推測できる時点で、従の工程である逆回転工程に切り換える。そして、この逆回転工程では、極少数(例えば1枚あるいは数枚)のガラス板Gに孔加工が施されることによって、メタルボンドBから研磨砥粒K(突出砥粒)が脱落する。これにより、ドリル2の自生作用が維持され、その後は、再び正回転工程に切り換えられて、多数のガラス板Gに順次孔加工が施される。従って、極少数のガラス板Gに孔加工を施す逆回転工程をドリル2の自生作用を継続して維持するためのメンテナンスの工程とすることができる。   According to this first switching procedure, rough processing occurs on the hole processed surface (inner peripheral surface Z of the hole H) by sequentially drilling a large number of glass plates G in the forward rotation process which is the main process. When it can be estimated that a fear has occurred, the process is switched to the reverse rotation process, which is a secondary process. In this reverse rotation process, the abrasive grains K (protruding abrasive grains) are dropped from the metal bond B by subjecting a very small number (for example, one or several) of glass plates G to hole processing. As a result, the self-generating action of the drill 2 is maintained, and thereafter, the process is switched again to the forward rotation process, so that a number of glass plates G are sequentially drilled. Therefore, the reverse rotation process of drilling holes in a very small number of glass plates G can be a maintenance process for continuously maintaining the self-generating action of the drill 2.

また、第2の切り換え手順としては、正回転工程を継続して実行した後、逆回転工程を継続して実行するという手法が挙げられる。   Further, as the second switching procedure, there is a method in which the reverse rotation process is continuously executed after the normal rotation process is continuously executed.

この第2の切り換え手順による場合には、まず、正逆いずれか一方向にドリル2を回転させて複数のガラス板Gに孔加工を施すことを想定して、孔加工面(孔Hの内周面Z)に肌荒れ等の不具合が生じない限界の加工回数を前もって明らかにおく。例えば、この限界の加工回数が50回であったとすれば、正回転工程と逆回転工程との双方の工程において、切り換えを行うことなく50枚分のガラス板Gに順次孔加工を施すことができる。これにより、制御部3a(モーターM)によるドリル2の回転方向の正逆の切り換え回数を可及的に低減することが可能となる。この結果、大量のガラス板Gに孔加工を施すような場合においても、高品位の孔加工面の形成を維持しつつ、作業効率の向上を図ることができる。   In the case of this second switching procedure, first, it is assumed that the drill 2 is rotated in either the forward or reverse direction to perform the hole processing on the plurality of glass plates G, and the hole processing surface (inside the hole H The limit of the number of machinings that does not cause defects such as rough skin on the peripheral surface Z) is clarified in advance. For example, if the limit number of times of processing is 50 times, it is possible to sequentially perforate 50 sheets of glass sheets G without switching in both the forward rotation process and the reverse rotation process. it can. As a result, the number of forward / reverse switching of the rotation direction of the drill 2 by the control unit 3a (motor M) can be reduced as much as possible. As a result, even when a large number of glass plates G are subjected to hole processing, it is possible to improve work efficiency while maintaining the formation of a high-quality hole processed surface.

なお、本実施形態では、研磨砥粒としてダイヤモンド砥粒Kを、結合剤としてメタルボンドBを用いた場合に本発明を適用しているが、これ以外に、研磨砥粒としてCBN砥粒等を用いてもよく、あるいは、結合剤としてビトリファイボンド、レジンボンド、電着用の電気メッキ層等を用いてもよい。また、ワークである脆性材は、ガラス板に限られるものではなく、セラミック板等でもよい。さらに、正回転工程と逆回転工程とを実行する駆動源として、モーターMを使用しているが、他の駆動源を使用してもよい。また、正回転工程と逆回転工程との切り換え手順も上述の態様に限定されるわけではない。   In the present embodiment, the present invention is applied when diamond abrasive grains K are used as abrasive grains and metal bond B is used as a binder. In addition, CBN abrasive grains and the like are used as abrasive grains. Alternatively, a vitrify bond, a resin bond, an electroplating layer for electrodeposition, or the like may be used as a binder. Further, the brittle material that is a workpiece is not limited to a glass plate, and may be a ceramic plate or the like. Furthermore, although the motor M is used as a drive source for executing the forward rotation process and the reverse rotation process, other drive sources may be used. Further, the switching procedure between the forward rotation process and the reverse rotation process is not limited to the above-described mode.

本発明の実施例として、下記のような熱強度試験を実施した。   As an example of the present invention, the following heat strength test was performed.

縦:500mm、横:600mm、厚さ:1.8mmのサイズの複数のガラス板に対して、ドリルを正回転させ、順次孔加工を施すという作業を、ガラス板の孔加工面に肌荒れが生じるまで継続して実行した。そして、孔加工面に肌荒れが生じたガラス板をサンプルA(比較例)として採取し、その後、サンプルAの孔加工に用いたドリルを使用し、ドリルの回転方向を逆転させた上で孔加工を施したガラス板をサンプルB(実施例)として採取した。これらを繰り返すことで、サンプルAとサンプルBとをそれぞれ20枚ずつ用意した。次に、20枚のサンプルA及び20枚のサンプルBの各々にラバーヒーターを貼り付けた後、各サンプルが破壊するまで熱曲げを与え、各サンプルの破壊面より熱強度を測定した。その後、20枚のサンプルA及び20枚のサンプルBの熱強度測定結果より、サンプルA及びサンプルBの熱強度の平均値を算出した。なお、孔加工を施すドリルは、研磨砥粒としてダイヤモンド砥粒を、結合剤としてブロンズ系メタルボンドを使用しており、ドリル径は1.5mm、ドリル回転速度は15000rpmである。また、ラバーヒーターは、サンプルA、サンプルBに加工された孔から25mmの位置において、各サンプルの表面に貼り付けられている。   The work of rotating the drill forward and sequentially drilling a plurality of glass plates of length: 500 mm, width: 600 mm, and thickness: 1.8 mm causes rough skin on the hole processing surface of the glass plate. Continued until. Then, a glass plate having a rough surface on the hole processed surface is collected as Sample A (Comparative Example), and then the drill used for the hole processing of Sample A is used, and the rotation direction of the drill is reversed and then the hole processing is performed. Was taken as Sample B (Example). By repeating these, 20 samples A and B were prepared. Next, after attaching a rubber heater to each of 20 samples A and 20 samples B, thermal bending was applied until each sample broke, and the thermal strength was measured from the fracture surface of each sample. Then, the average value of the heat intensity of sample A and sample B was calculated from the heat intensity measurement results of 20 samples A and 20 samples B. In addition, the drill which performs a hole process uses the diamond abrasive grain as an abrasive grain, and uses the bronze type metal bond as a binder, A drill diameter is 1.5 mm and a drill rotational speed is 15000 rpm. Moreover, the rubber heater is affixed on the surface of each sample in the position 25 mm from the hole processed into the sample A and the sample B. FIG.

上記サンプルA及びサンプルBの熱強度測定値は、下記に示す通りである。
サンプルA(比較例)の熱強度平均値: 939.9kg/cm2
サンプルB(実施例)の熱強度平均値:1253.5kg/cm2
The measured heat intensity values of Sample A and Sample B are as shown below.
Average value of heat intensity of sample A (comparative example): 939.9 kg / cm 2
Average value of heat intensity of sample B (Example): 1253.5 kg / cm 2

上記の熱強度測定値を考察すれば、本発明の実施例は、比較例と比べて熱強度が高くなっている。これは、本発明の実施例では、ドリルの回転方向を正逆に切り換えたことに由来して、ドリルの自生作用が維持され、これに伴って孔加工面が高品位になったためと想定される。以上の結果、本発明によれば、フラットパネルディスプレイ等に用いられるガラス基板に孔加工を施した後、熱処理を施すような場合においても、孔加工面の肌荒れを起点とするガラス基板の破損が効果的に抑止されるものと推認することができる。   Considering the measured values of the heat intensity, the heat intensity of the example of the present invention is higher than that of the comparative example. In the embodiment of the present invention, it is assumed that the self-generating action of the drill is maintained due to the change of the rotation direction of the drill in the forward and reverse directions, and the hole machining surface has become high-grade accordingly. The As a result of the above, according to the present invention, the glass substrate used in a flat panel display or the like is subjected to hole processing, and even when heat treatment is performed, the glass substrate is damaged due to rough surface of the hole processed surface. It can be inferred that it is effectively deterred.

1 孔加工装置
2 ドリル
2a 切削部
2aa 凸曲面部
2ab 円筒面部
3 駆動手段
3a 制御部
M モーター
G ガラス板
A ドリル回転方向(正回転)
R ドリル回転方向(逆回転)
H 孔
Z 内周面
F 切削抵抗
K ダイヤモンド砥粒
B メタルボンド
S 切削屑
T ボンドテール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hole processing apparatus 2 Drill 2a Cutting part 2aa Convex-curved surface part 2ab Cylindrical surface part 3 Drive means 3a Control part M Motor G Glass plate A Drill rotation direction (forward rotation)
R Drill rotation direction (reverse rotation)
H Hole Z Inner peripheral surface F Cutting resistance K Diamond abrasive grain B Metal bond S Cutting waste T Bond tail

Claims (4)

研磨砥粒を結合剤で固着させたドリルを用いて複数の脆性材に順次孔加工を施す孔加工方法であって、
前記ドリルを正回転させた状態で所定数の前記脆性材に孔加工を施す正回転工程と、前記ドリルを逆回転させた状態で所定数の前記脆性材に孔加工を施す逆回転工程とを含み、
前記正回転工程を主たる工程として脆性材に孔加工を施している合間に、前記逆回転工程を従の工程として脆性材に孔加工を施すことを特徴とする脆性材の孔加工方法。
A drilling method for sequentially drilling a plurality of brittle materials using a drill in which abrasive grains are fixed with a binder,
A forward rotation step of drilling a predetermined number of the brittle materials with the drill rotated forward, and a reverse rotation step of drilling a predetermined number of the brittle materials with the drill rotated reversely seen including,
A hole drilling method for a brittle material , wherein the brittle material is drilled using the reverse rotation step as a subordinate process while the brittle material is drilled as the main rotation step .
前記脆性材は、ガラス板であることを特徴とする請求項1に記載の脆性材の孔加工方法。 The method for drilling a brittle material according to claim 1 , wherein the brittle material is a glass plate. 前記研磨砥粒は、ダイヤモンド砥粒であることを特徴とする請求項1又は2に記載の脆性材の孔加工方法。 The brittle material drilling method according to claim 1 , wherein the abrasive grains are diamond abrasive grains. 前記結合剤は、メタルボンドであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の脆性材の孔加工方法。 The brittle material drilling method according to claim 1 , wherein the binder is a metal bond.
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