JPH11207731A - 狭幅切断及び狭幅溝加工方法 - Google Patents
狭幅切断及び狭幅溝加工方法Info
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- JPH11207731A JPH11207731A JP10015492A JP1549298A JPH11207731A JP H11207731 A JPH11207731 A JP H11207731A JP 10015492 A JP10015492 A JP 10015492A JP 1549298 A JP1549298 A JP 1549298A JP H11207731 A JPH11207731 A JP H11207731A
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Abstract
び寸法精度が高く、加工面質が均一で材料特性を損なわ
ず、工具寿命の長く安定した生産性に優れた高脆性材料
の狭幅切断及び狭幅溝加工方法を提供する。 【解決手段】 上記課題を達成させるために本発明の狭
幅切断及び狭幅溝加工方法は下記記載の構成を採用す
る。0.5mm以下の厚みを有する薄刃回転砥石をスラ
イシングマシーンの主軸に取り付け、5000〜300
00rpmで高速回転させる。ワークは左右に揺動する
テーブル上に載置し、60〜300回/分で揺動させ
る。揺動1回あたりのワークへの砥石切り込みは回転砥
石の砥粒突き出し量以下とし切り込みの与え方は連続
的、断続的いずれでも良い。所定の深さまで少量切り込
みで切り込み回数を多くして加工を行うことを特徴とし
上述の課題を解決するものである。
Description
ス、水晶、フェライト、PZT、アルチック、等の結晶
材料及びセラミックスのいわゆる脆性材料を回転砥石を
用いた切断又は溝加工方法に関する。更に詳しくは、振
動子、磁気ヘッド、アクチュエーター、等に用する音叉
形状、三叉形状、櫛ガタ形状又はI型形状ブランクを得
るための、切断又は溝加工方法に関する。
0.5mm以下の加工の場合には一般的に用いられてい
る2つの加工方式を図7、図8を用いて説明する。図7
はマルチワイヤーソー加工方式を示す図である。一定間
隔を持ち平行に配置された2本又は3本の平行に配置さ
れた軸に取り付けられた樹脂製ローラー102の外周部
にに設けられた溝にピアノ線104を所定の張力で多条
に巻き付け、ローラーの回転により一定張力を保ったま
ま順次巻き取られる。アルミナやカーボランダムなどの
砥粒を懸濁させた研磨液106を流しながらワーク10
8を押しつけ、ワークとワイヤーの間に介在する砥粒に
よりワーク面の連続的な微少破砕作用を生じさせ加工を
進行させる。
方式の図である。薄いドーナツ円盤状の回転砥石110
を用い、種類としては全体をダイヤモンドや立方晶窒化
ホウ素などの超砥粒と樹脂や金属をボンドとして混ぜ合
わせて成形したベース一体型砥石や砥粒を電気鋳造技術
で固めた同じく一体型砥石、金属円盤をベース材に用い
加工部位に相当する外周部に砥粒をメッキや焼結技術で
形成したタイプがある。この円盤状砥石を切断機の回転
軸に取り付け高速回転と、所定の切り込みを与えワーク
112を加工する。
れぞれの特徴としてはマルチワイヤーソーは一度に多く
の切断や溝加工が出来ることを最も大きな特徴としてい
る。しかしワイヤーの撓みによるワークの深さ寸法バラ
ツキやワイヤーの振動による加工深さ方向の真直性が不
十分である。ワイヤーの間隔を決めるローラー溝の偏摩
耗や熱変形によるピッチバラツキは設定値に対し±5μ
mは生じ、ワイヤー摩耗によるワイヤー供給側と出側の
加工溝幅バラツキも生じる等、加工精度的には問題があ
る。又、ワークに対する高精度な加工位置決めの有効手
段が無いため±10μmを下回る位置決めが出来ない。
又、砥粒によるワーク汚れやワイヤーセットに手間がか
かる等作業上の欠点も多く保有している。
スペーサーを介して組み込むことで同時に複数列の加工
を行うことが出来るがマルチワイヤーソーほど多くの溝
加工や切断加工を同時に行うのは困難である。特に狭い
ピッチ間隔での加工は砥石の組み合わせが難しく組み合
わせ時の砥石の振れや加工時に生じる熱などに起因する
ワーク破損が多い。又、砥石のワークへの入り側及び出
口側にチッピングが生じる。しかし前記マルチワイヤー
ソーと加工面質、加工量を比較すると回転砥石の摩耗の
方がワイヤーの摩耗量より少ない。従って工具摩耗の影
響による加工後のワークの厚みのバラツキは少ない。、
工具の剛性も回転砥石の方が高いため工具剛性に起因す
る溝加工時の加工深さ方向の真直性及び深さ精度が高く
バラツキも少ない。又、ピッチ精度は切断機の送り精度
に依存し、公差±1μmを得ることが可能である。ワー
クに対する加工位置決めも機械系に付属した光学系を用
い位置決め精度±1μmを得ることが出来る。更に図9
に示すような断面が音叉型のワーク形状を得ようとする
と回転砥石方式のほうが優る。
ユーザーは上記の二方式を目的に合わせ使い分けている
が、通常の切断や溝加工の場合、装置の扱い安さを優先
し、後者の回転砥石方式が用いられることが多い。但
し、全研削抵抗が直接回転砥石にかかるため厚いワーク
の切断や、深溝加工時には砥石変形のみならず砥石破損
を招くことがあるので十分注意を要する。例えば0.5
mmの厚みの砥石で切断加工を行う場合、アルチック等
の高脆セラミックスでは砥石厚みの5〜6倍の厚みのワ
ークが限界である。砥石厚みが更に薄くなると石厚みに
対するワークの厚みの比は下がる。
形状の加工例を示す図である。水晶、ガラス等のブロッ
ク122を加工用ベース124に接着固定し、回転砥石
126を用い加工後の残幅が加工深さの1/10以下で
高い形状精度、加工面品質を得ようとするものである。
この場合、回転砥石126の砥粒径を小さくし加工時の
送り速度を低速にする必要がある。
加工面の面質が場所により異なり、繰り返し安定性に欠
ける。溝、又は切断加工部周囲には多数のチッピングが
発生する。
ある。音叉型のワークを得ようとする場合、図5(b)
に示すような理想的な断面形状、は得にくい。実際の加
工形状は図5(c)に示すような溝底形状が砥石の外周
摩耗により形崩れを生じる。しかもその形状は一定にな
らい。又、加工後の残部の幅寸法は上部のほうが下部よ
りも小さいクサビ状傾向にに加工される。
直性が悪く弓状、或いは蛇行してしまう(図示せず)。
型化等の面から出来るだけ薄い回転砥石の使用が望まれ
るが、加工時の負荷に耐えられず破損するため薄くする
ことが出来ない。
度が減少し破損してしまう。
加工例を示す。圧電セラミックス板20の間に軟質金属
電極22を介在させ何層にも積層し焼成した積層型圧電
材料24を溝加工又は、切断加工で小さく分離する場
合、その加工断面は図6(b)に示す理想的加工の断面
図のように軟質金属電極22は各層毎に完全分離されな
ければならない。しかし従来の回転砥石方式で加工した
加工面は図6(c)に示す一般的加工の断面図のように
軟質金属電極22が回転砥石に引きずられてスミアリン
グ26と呼ばれる膜状の汚れが生じ、各電極間をショー
トさせ特性上の不良をもたらす。
めた加工が必要となるが加工時の研削負荷や発熱あるい
は振動等によりランド倒れが生じ良品を得ることが難し
い。ランド倒れを生じさせないためには加工能率を度外
視した超低速送りで加工する必要がある。
を打破するため新たな方式を提案するもので、チッピン
グ及びワーク破損が少なく、形状及び寸法精度が高く、
加工面質が均一で材料特性を損なわず、工具寿命の長く
安定した生産性に優れた高脆性材料の狭幅切断及び狭幅
溝加工方法を提供する。
めに本発明の狭幅切断及び狭幅溝加工方法は下記記載の
構成を採用する。0.5mm以下の厚みを有する薄刃回
転砥石をスライシングマシーンの主軸に取り付け、50
00〜30000rpmで高速回転させる。ワークは左
右に揺動するテーブル上に載置し、60〜300回/分
で揺動させる。揺動1回あたりのワークへの砥石切り込
みは回転砥石の砥粒突き出し量以下とする。
でも良い。所定の深さまで少量切り込みで切り込み回数
を多くして加工を行うことを特徴とし上述の課題を解決
するものである。
を小さく、揺動回数を多くして加工することにより加工
時の研削抵抗を極めて小さくすることが出来る。これに
より加工時の砥石曲がり、加工による発熱、振動等が押
さえられる。これにより剛性の低い厚みの薄い砥石を用
いても真直な深い溝加工又は切断加工が可能となる。
又、溝ピッチの狭い加工も可能となる。
実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
る。図1は加工状態を断面で表したものである。図2は
加工状態を側面からみたものである。図1で、1は50
μm〜1000μmの厚みの薄刃回転砥石で通常メタル
ボンドのダイヤモンド砥粒の砥石、あるいはビトリファ
イドボンドのCBN砥粒砥石を用いる。砥粒のサイズは
3μm〜40μmが適当であり加工時の砥石回転数は5
000〜20000rpmが用いられる。
ル揺動1回あたりの回転砥石1の切り込み量であり目標
品質により適正値を設定するが薄刃回転砥石1の砥粒突
き出し量以下に設定する。砥粒突き出し量はおおよそ砥
粒径の30%〜40%である。50%を越えると研削抵
抗により砥粒はボンドから脱落する。ワーク3の上面側
に生じるチッピングを押さえるためには切り込み量設定
をa、b、c、d、……の順に何段階かに増していくと
効果が得られる。
……の累積値であり設定量により異なるが数十〜数千回
の砥石切り込みを行い加工を終了する。5はワーク3を
接着固定するためのベース材で通常、回転砥石を痛めな
いようにワーク3と加工性が同レベルの材質かそれより
も加工性の優る材質のものを用いる。
ーク3を取り付けたベース材5を固定しテーブル位置p
1〜p2の加工距離を揺動回数sで往復動する。
み量Hの終了時に砥石1が十分に抜けきる位置に設定す
る。揺動回数sはワーク材質、砥石幅、砥石粒径、加工
形状等により異なるが60〜300回/分の範囲で設定
する。
フで従来の方式であるクリープフィード研削を示す。ク
リープフィード研削とは1回の切り込みでゆっくりと加
工する方式である。テーブル送り速度(加工速度)は1
0mm/分〜200mm/分が一般的に用いられる。
と切り込み量を示すグラフで、1回の切り込み量を小さ
くし1回の加工時間を短くして加工回数を多くしてい
る。トータル加工時間としては図3と図3では大き
く異ならない。
したものである。(ア)は砥石先端から内側にかけてテ
ーパー状になったもので0.5mm以上の厚みの砥石に
有効である。但し研削性能は良いがややチッピングが生
じやすい。(イ)は砥石部がストレートの砥石でベース
部が砥石部よりも逃げているタイプで一般的に使われて
いる。しかし(ア)、(イ)共、薄刃になるとベース部
の金属が反りやすくなり使用時の性能が安定しない。
示すベース部も砥石材で出来た一体型砥石が多用され
る。反りが少なく厚み精度も良く使用時の性能が安定し
ている。本発明では(ウ)の一体型砥石を用いている。
の回転砥石は経がφ100mm、厚み0.3mmのメタ
ルボンドダイヤモンド砥石を用いている。砥石粒径は1
5μmを用い、122は水晶を用い124はカーボンベ
ースを用いている。砥石回転数は10000rpmでワ
ーク揺動を300回/分、砥石切り込みを揺動1回あた
り5μmでおこなっている。
は積層型圧電セラミックスを用い、20は厚み20μm
の圧電セラミックス板で、22は厚み2μmのAg膜で
数十層交互に積層されている。回転砥石はφ100mm
で厚み0.4mmのメタルボンドダイヤモンド砥石の粒
径20μmを用い、ワーク揺動を300回/分で水冷方
式で加工を行っている。
於いては砥石目づまりが生じず、加工面の品質が均一で
安定した。又、加工部周囲のチッピングが少なくなり、
チッピングサイズも2μm以下になった。
理想的な断面形状が得られるようになった。すなわち砥
石摩耗が少なくなったことにより、溝底形状の崩れが生
じず、クサビ状に加工されることもなくなった。
より砥石の進行方向の加工真直性も改善され弓状あるい
は蛇行現象が解消した。
の加工においては、スミアリング不良が解消し、ランド
倒れが無くなり生産性向上が図れた。
性材料の加工方法によれば、ワークのチッピング及びワ
ーク破損が少なく残幅部の少ない加工が可能となり高密
度化に対応可能な切断及び狭幅溝加工を実現できる。ま
た、加工面質が均一で材料特性を損なわず形状、寸法精
度、品質が向上する。また、厚みの薄い回転砥石が使用
できるようになり材料の有効利用が図れる。その上、工
具寿命が向上し生産が安定するとともに高い生産性を実
現できる。
態を示す断面図である。
態を示す側面図である。
方式を示す。は加工時間と切り込み量を示すグラフで
本発明方式を示す。
す図。(イ)回転砥石の先端部でストレート状砥石を示
す図。(ウ)一体型砥石。
的な断面形状ワークを示す図。 (c)実際の加工形状を示す図。
図。(b)理想的な加工の断面を示す図。 (c)一般的加工の断面を示す図。
図。
図。
Claims (3)
- 【請求項1】 高速回転する0.5mm以下の厚みを有
する薄刃回転砥石を用い高速揺動を与えたワークに微少
量ずつ切り込みを与え加工する脆性材料の狭幅切断及び
狭幅溝加工方法。 - 【請求項2】 ワーク揺動1回あたりの砥石切り込みを
砥粒の突き出し量よりも小さい値に設定することを特徴
とする請求項1の脆性材料の狭幅切断及び狭幅溝加工方
法。 - 【請求項3】 多重に積層された材料に対し、1回の砥
石切り込みを1つの積層材の厚みよりも小さい値に設定
することを特徴とする請求項1の脆性材料の狭幅切断及
び狭幅溝加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10015492A JPH11207731A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 狭幅切断及び狭幅溝加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10015492A JPH11207731A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 狭幅切断及び狭幅溝加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11207731A true JPH11207731A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11890312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10015492A Pending JPH11207731A (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 狭幅切断及び狭幅溝加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11207731A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004338137A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 材料加工方法 |
CN106735638A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 浙江工商职业技术学院 | 一种注塑模的薄片石墨电极加工工艺方法 |
CN107075719A (zh) * | 2014-09-11 | 2017-08-18 | 希波特公司 | 用于生长第iii族氮化物晶体的衬底和其制造方法 |
CN112092223A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-18 | 珠海东锦石英科技有限公司 | 一种石英音叉晶片生产工艺 |
CN114161317A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-11 | 无锡微研股份有限公司 | 一种长轴类零件窄槽端面精加工方法 |
-
1998
- 1998-01-28 JP JP10015492A patent/JPH11207731A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004338137A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 材料加工方法 |
CN107075719A (zh) * | 2014-09-11 | 2017-08-18 | 希波特公司 | 用于生长第iii族氮化物晶体的衬底和其制造方法 |
JP2017530081A (ja) * | 2014-09-11 | 2017-10-12 | シックスポイント マテリアルズ, インコーポレイテッド | Iii族窒化物結晶成長用基板及びその製造方法 |
CN106735638A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 浙江工商职业技术学院 | 一种注塑模的薄片石墨电极加工工艺方法 |
CN112092223A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-18 | 珠海东锦石英科技有限公司 | 一种石英音叉晶片生产工艺 |
CN114161317A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-11 | 无锡微研股份有限公司 | 一种长轴类零件窄槽端面精加工方法 |
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