KR910000977B1 - 동심으로 배열된 내외측 연마 입자층을 갖는 절단공구 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

동심으로 배열된 내외측 연마 입자층을 갖는 절단공구 및 그 제조 방법
제1도는 절단공구를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 일실시예에 사용된 지지 베이스의 사시도.
제2도는 제1도의 지지 베이스의 단면도.
제3도는 전착 단계전에 제1도에서 도시한 지지 베이스의 표면이 부분적으로 전기적 비전도성 재료로 피복된 것을 도시하는 단면도.
제4도는 본 발명에 따른 절단공구 제조 방법의 상기 실시예에서 전착 단계의 실시예를 도시하는 개략적 단면도.
제5도는 전착 단계에 의해 형성된 내외측 연마 입자층의 단면도.
제6도는 제5도의 일부 확대 부분 단면도.
제7도는 전착 단계의 변형예를 도시하는 개략적 부분 단면도.
제8도는 전착 단계의 또다른 변형예를 도시하는 개략적 부분 단면도.
제9도와 제10도는 절단공구를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 상기 실시예에서 폴리싱 단계와 절단단계를 설명하는 단면도.
제11도는 절단공구를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 상기 실시예에서 용해 단계를 도시하는 개략적 단면도.
제12도는 용해 단계가 끝난 후의 내외측 연마 입자층과 지지 베이스의 단면도.
제13도는 제12도의 일부 확대 부분 단면도.
제14도는 완성된 절단공구의 일실시예의 사시도.
제15도는 제14도의 절단공구의 단면도.
제16도는 절단공구의 변형예의 사시도.
제17도는 제14도에 도시한 절단공구를 사용하는 방법을 설명하는 개략적 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 지지 베이스 6 : 돌출부
10 : 외부 원주표면 12 : 내부 원주표면
16 : 전해 용기 18 : 전해조
20 : 전해금속 22 : 지지 프레임
24 : 지지축 26 : 동력 전달기구
28 : 전기 모터 30 : 베어링 수단
32 : 지지축 34 : 교반 베인
36 : 동력 전달장치 37 : 전기 모터
46 : 원통형 프레임 50 : 클립 수단
51 : 지지 수단 54 : 직립 기둥
56 : 수평 부재 58 : 현수 기둥
82 : 방출 구멍 84,86 : 절결부
100 : 공작물
본 발명은 방사 방향으로 이격되어 지지 베이스로부터 동심으로 돌출된 내외측 연마 입자층과 지지 베이스를 포함하는 절단공구 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
광학 또는 자기 디스크는 광학 또는 자기 녹음 매체로서 상업적으로 수용성이 넓은 것으로 알려졌다. 이러한 광학 또는 자기 디스크의 베이스 플레이트는 종래에는 금속 또는 알루미늄과 같은 재질로 형성되었으나, 최근에는 증가된 표면의 평면성과 윤활성의 필요를 포함해서 여러가지 이유에서 유리나 세라믹으로 광학 또는 자기 디스크를 제조하는 것이 제안되어 왔다.
유리 또는 세라믹으로 베이스 플레이트를 제조하는데 있어서, 동심 원형의 내외측 절단 라인을 따라서 정사각형이나 직사각형의 유리 또는 세라믹 플레이트를 절단하여 원형의 내외측 절단 라인 사이에 존재하는 디스크형의 베이스 플레이트를 얻는 것이 일반적으로 필요하다. 예를들어 베이스 플레이트의 내,외부 원주 가장자리의 각각의 원형성과, 베이스 플레이트의 내,외부 원주 가장자리상에서 임의의 방향으로 적어도 0.2mm 이상의 칫수를 갖는 과다하게 큰 칩을 형성하지 않고 수십 마이크로 미터 이하에서 수 마이크로 미터까지도 둘 사이의 동심성을 제한함에 의해, 원형의 내외측 절단 라인을 따라서 매우 정교하게 절단을 수행하는 것이 중요하다.
그러나, 공지의 사실과 같이, 유리나 세라믹은 높은 경도와 취성을 갖고 있으며 금속보다 훨씬 더 절단하기가 어렵다. 그러므로, 유리나 세라믹 플레이트를 효과적으로 절단함에 의해 광학 또는 자기 디스크에 대한 베이스 플레이트의 제조에 적용될 수 있는 절단공구가 개발되어 오지 않았다. 일본국 실용신안 공개 공보 제136610/1982호에 기재된 구조의 절단공구가 유리 또는 세라믹 플레이트의 절단에 사용될 수 있다. 이 절단공구는 동심으로 배치된 원통형의 외측 지지대와 원통형의 내측 지지대를 갖고 있으며, 적당한 결합제로 결합된 연마 입자에 의해 형성된 복수개의 아아치형 연삭 숫돌(즉 : 절단 단편)은 원주상으로 이격되어 외측과 내측 지지대의 각각의 선단에서 은 납땜에 의해 결합된다. 이 절단공구의 제조에 있어서, 충분히 정밀하게 그들 절단 단편들을 성형하기가 어렵다. 더우기, 외측과 내측 지지대의 각각의 선단에서의 요구되는 위치로 충분히 정밀하게 절단 단편을 결합하는 것은 극히 어렵거나 불가능하다. 그러므로, 이 절단공구가 상기 요구를 만족시키기란 전혀 기대할 수 없다.
그러므로, 본 발명의 주요 목적은 과다하게 큰 칩을 생성하지 않고 충분히 정밀하게 동심으로 배열된 원형의 내외측 절단 라인을 따라서 유리 또는 세라믹 플레이트를 효과적으로 절단하기에 적당한 신규의 우수한 절단공구를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 절단공구의 제작에 대한 신규의 우수한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 방사 방향으로 이격되어 지지 베이스로부터 동심으로 돌출된 내외측 연마 입자층과 지지 베이스를 포함하며, 상기 내외측 연마 입자층은 지지 베이스상에 연마 입자를 전착(電着)하고 다음에 지지 베이스의 일부분을 용해하므로써 형성되고, 외측 연마 입자층의 돌출한 부분의 내부 원주면과 내측 연마 입자층의 돌출한 부분의 외부 원주 표면이 윤활한 표면인 절단공구가 제공된다.
본 발명의 또다른 특징에 따르면, 방사 방향으로 이격되어 동심으로 배열된 외부 원주표면과 내부 원주표면을 갖는 지지 베이스를 형성하는 단계와, 지지 베이스의 외부 원주표면과 내부 원주표면상에 연마 입자를 전착함에 의해 내외측 연마 입자층을 형성하는 전착 단계와, 지지 베이스로부터 동심으로 돌출한 외측 연마 입자층과 내측 연마 입자층을 만들기 위해 전착 단계후의 지지 베이스의 일부를 용해하는 용해 단계를 포함하는 절단공구의 제조 방법이 제공된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 상세하게 기술될 것이다.
제1도와 2도는 알루미늄과 같은 전기 전도성 금속으로 양호하게 형성된 지지 베이스(2)를 도시한다. 지지 베이스(2)는 거의 디스크형의 주부(4)와 이 주부(4)의 하부 표면으로부터 돌출한 중공 원통형 돌출부(6)을 갖는다. 비교적 커다란 원추형의 오목부(8)가 주부(4)의 상부 표면상에 동심으로 형성되어 있다. 하기에 상세하게 기술되는 바와 같이, 연마 입자층은 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)상에 전착에 의해 형성된다. 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)은 충분히 정밀하게 다듬질되어야 하며, 그 각각은 극히 고도의 정밀한 원형성을 가져야 하고, 그 동심성은 충분히 고도의 정밀성이 있어야 한다는 것이 중요하다. 바람직하게는, 원형성과 동심성을 수십 마이크로 미터 이하 양호하게는 수 마이크로 미터 이하이어야 한다. 부가해서, 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)은 JIS B-0621에서 규정된 최대 높이(Rmax)가 6.3
Figure kpo00001
이하, 양호하게는 0.8
Figure kpo00002
보다 작은 충분히 작은 표면 거칠기를 갖어야 한다.
본 발명에 따른 절단공구의 제조 방법은 지지 베이스(2)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)상에 연마 입자를 전착시키는 전착 단계를 포함한다. 전착을 시작하기에 앞서, 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)이 배제된 지지 베이스(2) 표면의 부분은 공지의 합성수지 테이프와 같은 적당한 전기적 비전도성 재료로 덮혀진다.
전착 단계의 한 실시예를 도시하는 제4도를 참조하면, 전해 용기(16)내에 니켈 황산염 전해조(18)가 위치된다. 전해조(18)는 수많은 연마 입자를 함유한다. 연마 입자는 천연 또는 인조 다이아몬드 연마 입자 또는 등방성 질화붕소 연마 입자이다. 연마 입자의 적당한 입자 크기는 미합중국 메쉬번호 200 내지 300이다. 니켈 플레이트인 전해금속(20)은 전해조(18)에 넣어지고 지지 베이스(2)는 전해조에 잠긴다. 실시예의 설명에서, 지지 프레임(22)은 전해 용기(16)의 바닥에 배치되고 지지축(24)의 회전 가능하게 지지 프레임(22)에 설치된다. 지지 베이스(2)는 적당한 방법(도시생략)에 의해 지지축(24)의 한 단부에 고정된다. 지지축(24)의 다른 단부는 벨트 동력 전달기구와 같은 적당한 동력 전달기구(26)를 경유하여 전해 용기(16)의 외부에서 제공된 전기모터(28)에 구동적으로 연결된다. 전해 용기(16)내에서 지지축(32)은 측벽의 내면에 고정된 베어링 수단(30)에 의해 회전 가능하게 설치되고, 교반 베인(34)은 지지축(32)의 자유 단부에 고정된다. 지지축(32)은 벨트 동력 전달기구와 같은 적당한 동력 전달장치(36)를 경유하여 전해 용기(16)외 외부에서 제공된 전기 모터(37)에 구동적으로 연결된다. 지지 베이스(2)와 전해금속(20)을 제외하고 전해조(18)와 접촉하는 여러 요소는 비전도성 재료이다.
전착 단계에서, 전해금속(20)은 양극에 접속되고 지지 베이스는 음극에 접속된다. 동시에 교반 베인(34)은 전해조(18)를 적당하게 휘젓기 위해 회전한다. 또한, 지지 베이스(2)는 상대적으로 낮은 속도로 지속적으로 그리고 주기적으로 회전된다. 또한, 전해조(18)는 적당한 가열기(도시생략)에 의해 약 40 내지 60℃의 온도로 가열된다. 전착 단계에서, 전해조(18)의 연마 입자는 연속적으로 지지 베이스(2)내에 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)에 쌓이고, 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)이 전기적 비전도성 재료(14)로 덮혀 있지 않기 때문에 니켈은 연속적으로 외부 원주표면(10)가 내부 원주표면(12)위에 도금된다. 따라서, 돌출부의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)상에 연속적으로 쌓인 연마 입자는 니켈에 의해 결합되고, 연마 입자층은 전착된다. 연마 입자는 지지 베이스(2)의 외부 표면에 쌓일 수도 있다. 그러나, 다른 표면이 비전도성 재료(14)로 덮혀 있기 때문에, 니켈은 다른 표면에 도금되지 않으며, 따라서 연마 입자층이 다른 표면에 형성되지 않는다.
전착 단계가 상기의 예정된 주기동안 완성되었을때, 지지 베이스(2)는 전해조(18)로부터 철수되고 그리고 비전도성 재료(14)는 지지 베이스(2)로부터 제거된다. 제5도는 전착에 의해 돌출부의 내,외부 원주표면(10,12)에 각각 형성된 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)을 도시한다. 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)은 각각 0.3 내지 2.0mm, 특히 0.5 내지 0.7mm의 두께를 갖는다. 따라서, 제6도의 확대도에서 도시하듯이, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)에서 한개가 아닌 여러개 예를들면 7 내지 8개의 연마 입자(42)가 두께 방향으로 나타난다. 만일 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)이 지나치게 작다면, 충분한 강도는 얻어질 수 없다. 만일 그것이 너무 크다면, 절단공구의 절단 특성은 예를들면 절단 시간에 대한 저항의 증가 때문에 감소된다. 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40) 사이의 연마 입자의 동심도는 예를들면 연마 입자(42)의 입자 크기와 형태에 따라서 적당하게 조절될 수 있다. 일반적으로, 그것은 100 내지 170으로 편리하게 설정진다. 연마 입자의 동심도는 전해조(18)내의 연마 입자의 동심, 전해조의 교반 강도 등을 조정함으로써 규정될 수 있다.
제7도는 개략화된 전착 단계의 변형예를 도시한다. 변형예에서, 지지 베이스(2)내의 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)상의 연마 입자의 축적은 그 자유 단부를 향하여 상방으로 지지 베이스(2)의 돌출부(6)와 지지축(24)을 경사시키므로써 촉진된다. 제7도에 도시된 전착 단계는 실질적으로 제4도에 도시된 것과 마찬가지이다.
제8도는 개략화된 전착 단계의 또다른 변형예를 도시한다. 이 변형예에서는 전해조의 통과를 위해 제공된 복수개의 개구부(44)를 갖는 원통형 프레임(46)이 전해 용기(16)의 바닥벽에 배치된다. 상부 개구를 갖는 컵모양 용기(48)가 프레임(46)내에 배치된다. 용기(48)의 상부 단부 가장자리는 프레임(46)내에 위치되어 용기(48)가 현수되도록 클립 수단(50)에 의해 프레임(46)의 상단부에 고정된다. 용기(48)는 전해조(18)는 투과하나 연마 입자(42)는 투과 못하는 재질 예를들면 천 또는 일본식 종이로 만들어진다. 연마 입자(42)는 니켈 황산염 전해조(18) 전체에 걸쳐서 분산되는 것이 아니라 용기(48)내에 집중적으로 위치된다. 지지 프레임은 자유로운 수직 운동을 위해서 적당한 지지 수단(51)을 통해서 전해 용기의 측벽 외측 표면에 설치된다. 지지 프레임(52)은 대체로 수직으로 연장하는 직립 기둥(54)과, 직립 기둥(54)의 상단부로부터 거의 수평으로 연장되는 수평 부재(56)와, 수평 부재(56)의 단부로부터 대체로 수직으로 현수된 현수 기둥(58)을 갖는다. 지지 베이스(2)는 현수 기둥(58)의 하단부에 고정된다. 전기 모터(60)는 지지 수단(51)상에 설치되고, 피니언 기어(62)는 모터(60)의 출력축에 고정된다. 래크는 지지 프레임(52)의 직립 기둥(54)내에 형성되며, 피니언 기어(62)는 래크와 맞물린다. 그러므로, 정상 또는 역 방향으로 전기 모터(60)의 회전에 의해 지지 프레임(52)과 고정된 지지 베이스(2)는 상하로 이동된다. 니켈 플레이트인 전해금속(20)은 전해 용기(16)내에 담긴 전해조(18)에 삽입된다.
전착 단계에서, 전해금속(20)은 양극에 연결되고 지지 베이스(2)는 음극에 연결된다. 적당한 가열기(도시생략)에 의해 전해조(18)는 약 40 내지 60℃로 가열된다. 결과적으로, 지지 프레임과 고정된 지지 베이스(2)는 실선으로 도시된 하강 위치와 가상선으로 도시된 상승 위치에 주기적으로 잠긴다. 지지 베이스(2)가 하강 위치로 잠겨졌을때, 상대적으로 연마 입자의 많은 양이 지지 베이스(2)내의 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)(제2도와 제3도 참조)상에 쌓이고, 전착된 니켈의 작은 양에 의해 고정된다. 지지 베이스(2)가 상승된 위치로 잠겼을때, 단지 니켈만이 연마 입자의 고정성을 강화하기 위하여 지지 베이스(2)내의 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)에 전착된다. 이 전착 단계에서, 결과물인 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)(제5도 참조)의 연마 입자의 동심도는 지지 베이스(2)가 하강 위치에 잠기는 동안의 시간과 지지 베이스(2)가 상승된 위치에 잠기는 동안의 시간을 조정함에 의해 조정될 수 있다.
전착 단계의 상술한 실시예에서, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)은 동시에 성형된다. 필요하다면, 지지 베이스 돌출부(6)의 내부 원주표면(12) 또는 외주 원주표면(10)을 전기적 비전도성 재료(14)로 피복시켜 제1전착 단계에서는 외측 연마 입자층(38) 또는 내측 연마 입자층(40)만을 형성하고, 제2전착 단계에서는 외측 연마 입자층(38) 또는 내측 연마 입자층(40)을 비전도성 재료(14)로 피복시켜 돌출부(6)의 내부 원주표면(12) 또는 외부 원주표면(10)을 노출시켜서 단지 내측 연마 입자층(40) 또는 외측 연마 입자층(38)만을 형성시키는 것도 가능하다.
전착 단계에서의 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)의 상기 형성된 상태에서, 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)의 선단부는 정상적으로는 돌출부의 선단표면과 일직선을 이루지 못하고, 제5도와 제6도에 도시한 바와같이 돌출부(6)의 선단표면을 지나 약간 하방으로 돌출한다. 따라서, 전착 단계가 끝난 후에 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)의 선단표면과 지지 베이스 돌출부(6)의 선단표면은 제9도에 도시한 바와같이 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)의 선단표면과 지지 베이스 돌출부(6)의 선단표면이 대체로 수평면을 형성하도록 탄화규소형의 연마 입자를 함유하는 적당한 연마석을 사용하여 플리싱한다.
또한, 선택적으로, 지지 베이스(2)내의 돌출부(6)의 선단부는 부분적으로 제10도에 도시한 바와같이 기계절단에 의해 절단된다. 그후, 돌출부(6)의 선단부를 제거하고 용해시키기 위해 용해 단계가 실시된다. 용해단계의 한 실시예로 돌출부(6)의 선단표면이 아닌 지지 베이스의 노출 표면은 제11도에 도시한 바와같이 폴리에스터 테이프와 같은 적당한 비용해성 재료(64)로 피복된다. 전착에 의해 형성된 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)을 갖는 지지 베이스(2)는 용해 용기(66)내에 채워진 용해액(68)에 잠긴다. 용해액(68)은 외측과 내측 연마 입자층(38,40)과 비용해성 재료(64)를 용해하지는 않으나 만일 지지 베이스(2)가 알루미늄으로 제조되었을 경우에 지지 베이스(2)를 용해시키는 20%의 수산화 나트륨 수용액과 같은 용액이다. 용해성을 향상시키기 위하여, 용해액(68)은 적당한 가열기(도시생략)에 의해 약 70℃로 바람직하게 가열된다. 지지 베이스(2)가 용해액(68)내에 잠길때, 지지 베이스(2)는 비용해성 재료(64)로 피복되지 않은 돌출부의 선단부가 점차적으로 용해된다. 이 용해 단계에서, 돌출부(6) 전체를 용해하여 제거하는 대신에 제12도에 도시된 바와 같이 돌출부(6)의 베이스부(70)를 남기면서 돌출부(6)의 선단부만 용해하고 제거시키는 것이 바람직하다. 만일 베이스부(70)를 남기지 않고 전체 돌출부(6)가 용해되어 제거된다면, 지지 베이스(2)와 외측 및 내측 연마 입자층(38,40) 사이의 결합 강도는 쉽게 이해될 수 있듯이 지나치게 낮아진다. 돌출부(6)의 선단부의 요구되는 양이 용해되어 제거되었을때, 지지 베이스(2)는 용해액(68)으로부처 철수되고 비용해성 재료(64)는 제거된다. 제10도를 참조하여 상기 기술된 절단 단계 즉 돌출부(6)의 선단부 기계적 절단 단계는 생략될 수 있다. 그러나, 이 절단 단계가 수행된다면 용해 및 제거될 돌출부(6)의 선단부의 양을 감소시키는 것도 용해 시간을 줄이는 것이 가능하다.
용해 단계가 완료될때, 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)의 베이스부는 지지 베이스(2)내의 돌출부(6)의 베이스부(7)에 의해 지지되지만 외측과 내측 연마 입자층(38,40)의 선단부는 제12도와 제13도에 도시된 바와같이 지지됨이 없이 지지 베이스(2)로부터 동심으로 돌출된다. 외측 연마 입자층(38)의 외부 원주표면(72)과 내측 연마 입자층(40)의 내부 원주표면(74)은 전착 단계 동안에 자유 표면이기 때문에 충분히 평활하지가 않다. 그러나, 외측 연마 입자층(38)의 자유 단부의 내부 원주표면(76)과 내측 연마 입자층(40)의 외부 원주표면(78)은 용해될 돌출부(6)의 선단부의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)에 의해 규정되기 때문에, 그 표면들은 대체로 돌출부의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)과 동일한 윤활한 평면, JIS B-0621에 의해 규정되는 최대높이(Rmax)가 6.3
Figure kpo00003
이하, 양호하게는 0.8
Figure kpo00004
보다 작게 표시되는 충분히 작은 표면 거칠기를 갖는 윤활한 표면과 같은 윤활한 표면이다.
내측 연마 입자층(40)의 돌출부의 외부 원주표면(78)과 외측 연마 입자층(38)의 돌출부의 내부 원주표면(76)에 관하여 사용된 "윤활한 평면"이란 말은 하기에 기술되는 드레싱하기 전에 그 표면이 JIS b-0621에 규정된 최대높이(Rmax)가 0.6
Figure kpo00005
이하로 표시되는 충분히 작은 표면 거칠기를 갖는 것을 의미한다.
외측 연마 입자층(38)의 돌출부의 내부 원주표면(6)과 내측 연마 입자층(40)의 돌출부의 외부 원주표면(78)은 윤활한 평면이어야 한다는 것과 연마 입자(42)는 외측 연마 입자층(38)의 돌출부의 내부 원주표면(76)과 내측 연마 입자층(40)의 돌출부의 외부 원주표면(78)에 충분히 균일한 층으로 분산되어야 한다는 것이 중요하다.
본 발명에 따른 절단공구의 양호한 실시예를 도시하는 제14도와 제15도를 참조하면, 지지 베이스(2)는 양호한 실시예의 용해 단계후에 구멍이 뚫려진다. 결과적으로, 한개의 중심 냉각액 방출 구멍(80)이 지지 베이스(2)의 중심에 형성된다. 구멍(80)은 오목부(8)의 중심으로부터 하방으로 연장되고 내측 연마 입자층(40)에 의해 둘러싸여진 중심부로 개구된다. 동시에, 복수개의 원주상으로 이격된 냉각액 방출 구멍(82)은 약간 경사진 모양의 방사 외향으로 오목부(8)의 원주 가장자리로부터 하방으로 연장하여 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40) 사이 부분으로 개구되어 구멍이 뚫어진다.
또한, 양호한 실시예에 있어서, 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)은 하기와 같은 공정이 진행된다. 제14도와 제15도에 도시한 바와같이, 복수개의 원주상으로 이격된 절결부(84,86)는 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)에 형성된다. 제15도에 명확하게 도시한 바와같이, 외측 연마 입자층(38)의 외부 원주표면의 선단부는 방사 내향으로 기울어지는 경사면(88)으로 처리되고 그 선단은 예리하게 된다. 또한, 내측 연마 입자층(40)의 내부 원주표면의 선단부는 방사 외향으로 기울어지는 경사면(90)으로 처리되고 그 선단은 예리하게 된다. 결과적으로, 다듬질된 절단공구가 얻어진다. 경사면(88,90)의 경사각(α)는 약 30 내지 80° 정도이다.
절결부(84,86)의 형성과 경사면(88,90)의 형성은 전기 방전 가공에 의해 수행되어 진다. 필요하다면, 절결부(84,86)는 피복부분에 연마 입자층이 형성되지 않도록 전착 단계 동안 절결부(84,86)에 대응하는 지지 베이스(12)내에 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)을 비전도성 재료로 피복시키므로써 형성될 수 있다.
제16도는 본 발명에 따른 절단공구의 변형예를 도시한다. 제14도와 제15도에 도시한 절단공구(92)에서 외측과 내측 연마 입자층(38,40)은 각각 원주 방향으로 연속적으로 원통형이다. 반대로, 제16도에 도시한 절단공구에서는 외측 연마 입자층(38)은 복수개(도시한 실시예에서는 8개)의 원주상으로 이격된 아아치형 조각(94)으로 구성되고, 마찬가지로 내측 연마 입자층(40)은 복수개(도시한 실시예에서는 4개)의 원주상으로 이격된 아아치형 조각(96)으로 구성된다. 이러한 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)은 피복 부분에 입자층이 형성되지 않도록 전착 단계에서 아아치형 조각(96)의 사이와 아아치형 조각(94)의 사이에 대응하는 원주상으로 이격된 간격에 부분적으로 지지 베이스(2)의 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)(제1도 내지 제3도 참조)을 비전도성 재료로 덮음으로써 용이하게 형성된다.
본 발명에 따라 제조된 절단공구(92)의 사용 방법이 하기에 간단하게 기술될 것이다. 제17도로부터 설명되듯이, 절단공구(92)는 회전축(98)의 하단부에 고정된다. 절단공구(92)의 지지 베이스(2)에 형성된 오목부(8)는 회전축(98)내에 형성된 냉각액 공급 통로(도시생략)와 상통한다. 절단공구(92)로 유리 또는 세라믹 플레이트를 절단하기 전에 절단공구(92)의 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)은 드레싱된다. 드레싱은 절단공구(92)의 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)으로 탄화규소 연마 입자를 함유하는 연삭 숫돌과 같은 적당한 연삭 숫돌인 드레서를 절단함으로써 수행된다.
제17도에 도시한 바와같이, 절단될 유리 또는 세라믹 플레이트와 같은 공작물(100)은 진공 흡착과 같은 방법에 의해 척 테이블(102)에 고정된다. 일반적으로 플라스틱 테이프(104)(웨이퍼가 작은 입방체일때 반도체 웨이퍼의 밑면에 결합되는 공지의 테이프와 같은 것)는 공작물의 밑면에 결합된다. 공작물(100)을 절단하는데 있어서, 회전축(98)은 고속으로 회전되고, 상대적으로 낮은 속도로 하강된다. 결과적으로, 고속으로 회전되는 절단공구의 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)은 상부 표면으로부터 하부 표면으로 점차적으로 공작물(100)을 절단하기 위해 공작물(100)상에 작용한다. 물과 같은 적당한 냉각액은 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)과 공작물(100)을 냉각하기 위해 냉각액 방출 구멍(80,82)으로부터 방출된다. 절단공구는 외측 및 내측 연마 입자층(38,40)의 선단이 공작물의 하부 표면을 지나서 테이프(104)속으로 부분적으로 진행하는 제17도의 가상선으로 도시된 위치로 하강된다. 결과적으로, 공작물(100)은 외측 연마 입자층(38)의 내부 원주표면(76)에 의해 규정된 원형 외측 절단 라인과 내측 연마 입자층(40)의 외부 원주표면(78)에 의해 규정된 원형 내측 절단 라인을 따라서 절단된다. 이 절단 공정후에 테이프(104)가 공작물(100)로부터 벗겨지고, 디스크형 제조물이 원형 외측 절단 라인에 의해 규정된 외부 원주 가장자리와 원형 내측 절단 라인에 의해 규정된 내부 원주 가장자리로 얻어진다. 제조물은 광학 또는 자기 디스크의 베이스 플레이트로 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 절단공구(92)에서 외측 연마 입자층(38)의 내부 원주표면(76)과 내측 연마 입자층(40)의 외부 원주표면(78)은 만일 전착 단계에서 사용된 지지 베이스(2)내의 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)의 원형성과 동심도가 충분히 정밀하게 만들어졌다면, 충분히 정밀한 원형성과 동심도를 갖는다. 더우기, 외측 연마 입자층(38)의 내부 원주표면(76)과 내측 연마 입자층(40)의 외부 원주표면(78)은 만일 지지 베이스(2)내의 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)이 충분히 윤활하게 만들어졌다면, 충분히 윤활하게 된다. 따라서, 절단공구(92)는 충분히 정밀하게 제공된 원형 외측 및 내측 절단 라인으로 공작물(100)을 절단할 수 있고, 광학 또는 자기 디스크 베이스 플레이트 절단은 요구되는 만큼 정밀하게 효과적으로 얻어질 수 있다.
본 발명이 양호한 실시예를 참조하여 상기에 상세히 기술되었지만, 본 발명은 이러한 특정 실시예에만 제한되지 않고 본 청구범위와 기술된 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는다면 여러가지 변형이나 수정이 가능하다.

Claims (23)

  1. 지지 베이스(2)와, 방사 방향으로 이격되어 지지 베이스(2)로부터 동심으로 돌출된 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)을 포함하는 절단공구에 있어서, 상기 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)은 연마 입자를 지지 베이스(2)상에 전착시킨후에 지지 베이스(2)의 돌출부(6)를 용해시키므로써 형성되며, 상기 외측 연마 입자층(38)은 지지 베이스(2)의 돌출부(6)의 용해된 부분의 외부 원주표면(10)과 같은 표면 거칠기를 갖는 내부 원주표면(76)을 가지며 상기 내측 연마 입자층(40)은 지지 베이스(2)의 돌출부(6)의 용해된 부분의 내부 원주표면(12)과 같은 표면 거칠기를 갖는 외부 원주표면(78)을 갖는 것을 특징으로 하는 절단공구.
  2. 제1항에 있어서, 외측 연마 입자층(38)의 돌출부의 외부 원주표면(72)의 선단부의 경사면(88)은 방사 내향으로 경사지고, 내측 연마 입자층(40)의 돌출부의 내부 원주표면(74)의 선단부의 경사면(90)은 방사 외향으로 경사진 것을 특징으로 하는 절단공구.
  3. 제1항에 있어서, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)이 각각 원주 방향으로 연속인 원통형인 것을 특징으로 하는 절단공구.
  4. 제1항에 있어서, 원주 방향으로 이격된 절결부(84,86)는 외측 연마 입자층(38)의 돌출부와 내측 연마 입자층(40)의 돌출부내에 형성되는 것을 특징으로 하는 절단공구.
  5. 제1항에 있어서, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40) 각각은 서로 원주 방향으로 이격된 복수개의 아아치형 부재(94,96)로 구성된 것을 특징으로 하는 절단공구.
  6. 제1항에 있어서, 내측 연마 입자층(40)과 외측 연마 입자층(38) 사이에 개구된 적어도 한개의 냉각액 방출 구멍(80)이 지지 베이스(2)내에 형성된 것을 특징으로 하는 절단공구.
  7. 제1항에 있어서, 연마 입자는 천연 다이아몬드 연마 입자, 인조 다이아몬드 연마 입자 또는 입방 질화붕소 연마 입자인 것을 특징으로 하는 절단공구.
  8. 제1항에 있어서, 연마 입자는 미합중국 메쉬번호 200 내지 300으로 표시되는 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 절단공구.
  9. 제1항에 있어서, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40) 각각은 0.3 내지 2.0mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 동심으로 배열된 내외측 연마 입자층을 갖는 절단공구.
  10. 제1항에 있어서, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40) 각각은 0.5 내지 0.7mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 절단공구.
  11. 절단공구의 제조 방법에 있어서, 방사 방향으로 이격되어 동심으로 배열된 내부 원주표면(12)과 외부 원주표면(10)을 갖는 지지 베이스(2)를 형성하는 단계와, 지지 베이스(2)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(2)에 연마 입자를 전착함으로서 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)을 형성하는 단계와, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)이 지지 베이스(2)로부터 동심으로 돌출하도록 전착 단계후에 지지 베이스(2)의 일부를 용해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 용해 단계후에 외측 연마 입자층(38)의 외부 원주표면(72)의 선단부를 방사 내향으로 기울어진 경사면(88)으로, 내측 연마 입자층(40)의 내부 원주표면(74)의 선단부를 방사 외향으로 기울어진 경사면(90)으로 처리하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 처리 단계는 전기 방전으로 실시되는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서, 지지 베이스(2)는 상기 외부 원주표면(10)과 상기 내부 원주표면(12)을 각각 규정하는 외부 및 내부 원주표면(10,12)을 갖는 중공 원통형 돌출부(6)를 가지며, 상기 방법은 전착 단계후와 용해 단계전에 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40)의 선단표면과 돌출부(6)의 선단표면이 대체로 같은 평면을 형성하도록 상기 표면을 폴리싱하는 폴리싱 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 방법은 전착 단계후에 그리고 용해 단계전에 부분적으로 돌출부(6)의 선단부를 기계적으로 절단하는 절단 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서, 돌출부(6)의 선단부는 용해 단계에서 돌출부(6)의 베이스부를 남기면서 용해되는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서, 전착 단계는 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)을 제외한 지지 베이스(2)의 나머지 부분을 절연 재료(14)로 피복하는 단계와, 연마 입자를 함유하는 전해조(18)내에 지지 베이스(2)를 잠기게 하는 단계와, 그 중심축 즉, 지지축(24)과 현수 기둥(58)에 관해서 지지 베이스(2)를 회전시키는 단계와, 전해조(18)를 교반시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  18. 제11항에 있어서, 연마 입자는 천연 다이아몬드 연마 입자, 인조 다이아몬드 연마 입자 또는 입방 질화붕소 연마 입자인 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  19. 제11항에 있어서, 연마 입자는 미합중국 메쉬번호 200 내지 300으로 표시되는 입자 크기인 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  20. 제11항에 있어서, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40) 각각은 0.3 내지 2.0mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  21. 제11항에 있어서, 외측 연마 입자층(38)과 내측 연마 입자층(40) 각각은 0.5 내지 0.7mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 절단공구의 제조 방법.
  22. 제1항에 있어서, 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)은 용해되기 전에 최대높이 6.3
    Figure kpo00006
    의 표면 거칠기를 가지며, 상기 내,외측 연마 입자층(38,40)의 내부 원주표면(76)과 외부 원주표면(78)은 최대높이 6.3
    Figure kpo00007
    의 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 절단공구.
  23. 제1항에 있어서, 돌출부(6)의 외부 원주표면(10)과 내부 원주표면(12)은 용해되기 전에 최대높이 0.8
    Figure kpo00008
    의 표면 거칠기를 가지며, 상기 내,외측 연마 입자층(38,40)의 내부 원주표면(76)과 외부 원주표면(78)은 최대높이 0.8
    Figure kpo00009
    의 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 절단공구.
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