TW201206627A

TW201206627A - Abrasive tool and a method for finishing complex shapes in workpieces

Info

Publication number: TW201206627A
Application number: TW100128038A
Authority: TW
Inventors: John R Besse; David C Graham; Krishnamoorthy Subramanian; Srinivasan Ramanath; Marc A Lamoureux
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc; Saint Gobain Abrasifs Sa
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2012-02-16
Also published as: NZ602387A; BR112012023107A2; AU2011285540B2; MX2012010763A; US8911283B2; KR20150063169A; JP2015024494A; EP2601015B1; AU2011285540A1; CN102811839A; KR20120129963A; CA2793552C; RU2012139661A; US20150079883A1; WO2012019131A2; ZA201207295B; EP2601015A2; US20120034847A1; JP2013522057A; CA2793552A1

Description

201206627

Jr.等人的美國專利號5,430,936中展示了拉削。授予Kuehne等人的美國專利號5 33〇 326中展示了用於生產仿形（profiled)部件的另一種方法。該方法涉及在一夹緊的位置中使用至少一個仿形的研磨砂輪對一坯件進灯預成型並且進行精加工研磨。在該預成型步驟的過程中使該坯件相對於該至少一個仿形的研磨砂輪平移並且轉動，從而大致地給予該坯件一種希望的外形。然而，Kuehne 方法可以用於外表面，而不是内表面，並且因此對於產生内槽縫是不可適用的。在美國專利號6,883,234和美國專利號7 7G8 619中揭露了在工件中生產複雜的形狀的其他方法。在授予 Subramanian等人的美國專利號7 7〇8 619令該等方法利用了借助垂直於#件表面操作的大直徑的輪來進行研磨，從而在該工件内槽縫的最初成形。使用一個單層的經電錄的工具來將槽縫精加工至所希望的輪廓。存在-種需要來開發新的方法以便在工件内形成複雜的形狀並且限制與常規方法相關聯的缺點。【發明内容】根據-第-方面’一研磨工具包括一黏結的磨料本體粒有 ’該黏結的磨料本體具有在—黏結材料中包含的磨料顆 ’其中該黏結的磨料木辦白杯通包括—複雜的形狀，該形狀具至少約0.3的成形深度（、D) 其中該成形深度係由方程[(Rl-Rs)/Rl]來描述的。值得注意的是

Rs係在沿著該黏 201206627 • 結的磨料本體的縱向軸線的一點處的最小半徑（Rs)並且 R1係在沿著該黏結的磨料本體的縱向軸線的一點處的最大半徑（R1)。根據另一方面’一對工件進行精加工的方法包括使一黏結的研磨工具相對於一工件而轉動以便在該工件中對一凹腔形狀進行精加工的開口。該黏結的研磨工具包括一黏結的磨料本體，該黏結的磨料本體具有在一黏結材料中包含的磨料顆粒’並且其中精加工包括形成一表面，該表面限定了凹腔形狀的開口，該開口具有不大於約2微米的表面粗糙度（Ra)。在又另一方面中’ 一操作研磨工具的方法包括使用一磨頭式（mounted point)研磨工具在一工件中對一凹腔形狀進行精加工’該研磨工具包括在一黏結材料中包含的磨料顆粒。該本體具有一複雜的形狀，該形狀具有至少約〇.3 的成形深度（FD )，其中該成形深度係由方程[(R1_Rs)/R1] 來描述的’並且Rs係沿著該本體的縱向軸線的一點處的最小半徑（Rs )而R1係沿著該本艎的縱向轴線的一點處的最大半徑（R1)。值得注意的是，Rs係不大於約1〇 mm。該方法進步包括沿者該本體的成形長度使該磨頭式研磨工具進行切入式修整。另一方面包括對工件進行精加工的方法，該方法包括提供一工件’該工件具有在該工件的表面内粗糙地形成的一凹腔形狀的開口；並且使用一磨頭式研磨工具來對該凹腔形狀的開口進行精加工，該研磨工具包括在一玻璃狀黏 201206627 在該磨頭式介面處提供結物内包含的磨料顆粒。在精加工的過程中研磨工具和限定該凹腔形開口的工件表面的了一水溶性冷卻劑材料。【實施方式】以下是針對研磨工具，並且更具體地是適用於對在工件内具有複雜形狀的表面進行精加n结的研磨工具。應理解’黏結的磨料與其他磨料（例如塗覆的磨料，等）係分開的並且不同的類別，其中黏結的磨料具有三維形狀，這種三維形狀包括遍及—個三維體積分散的磨料顆粒，該等磨料被包含在黏結材料的三維體積之内。此外，黏結的磨料本體可以包括一定量的孔隙率’它可以有助於切屑的形成以及暴露新的磨料顆粒。切屑的形成、磨料顆粒的暴露、以及修整係與黏結的磨料相關聯的某些屬性，並且它們將黏結的磨料與其他類別的磨料（如塗覆的磨料或者單層經電鍍的工具）區分開。如在此使用的，術語“複雜的形狀，，係指一形狀（例如，一工件内一開口的形狀）或者一部件（例如，一個黏結的磨料本體）的形狀’該形狀具有一限定了凹腔形狀的輪廓。一凹腔形狀不允許在垂直於三個軸（即，x、丫或z) 之一的方向上的一配對成形物被去除。一“凹腔形狀”可以是一輪廓’該輪廓係向内凹進或者指向的，它在内轴向位置處比在外軸向位置（即，一入口）處更寬。凹腔形狀的一例子係一燕尾槽、一楔石的形狀，以及類似形狀。 201206627 渦輪機部件’如喷氣發動機、轉子、壓縮機的葉片元件’典型地使用了在該渦輪盤中的凹腔形狀的槽縫。這種凹腔形狀可以用來將多個渦輪葉片保持或者夹持在渦輪盤的週邊的附近。將多個部件夾緊在一個機器工作臺上的機械滑動件、τ形槽縫也使用了此類凹腔形狀的槽縫。對於在工件中形成一複雜形狀的方法，可以進行一初始槽縫形成過程，它在工件内形成一開口。該開口或者槽縫不一定具有最終的輪廓（即，複雜的形狀）。該槽縫形成過程可以大體上將材料去除，從而在使用一黏結的磨料工具的複雜形狀的精加工過程中使有待去除材料的量最小化。圖1包括一槽縫形成過程10的圖解。如圖所示，該槽縫形成過程可以使用一黏結的研磨工具12(它相對於該工件14以一特定方式來定向），由此在工件14中形成一或多個槽縫16。在一具體的實施方式中，本發明的槽縫形成過程可以使用相對於工件14定向的一黏結的研磨工具12 來進仃一緩慢給進的研磨過程來完成。這種緩慢給進研磨可以按在約30 m/s與約15〇 m/s之間的範圍的一研磨速度來進行。圖2⑷和圖2(b) &括可以藉由槽縫形成過程而產生的槽縫的示意性圖示。具體地講，圖2⑷和2(b)包括工件18A和，它們可以分別藉由本發明的㈣形成㈣ 1〇來形成。在—個實施方式中，槽縫16具有遍及槽縫16 的多個深度的一個單一的直徑，如圖2⑷中所示。在另一 201206627 個實施方式中，槽縫16具有在不同的深度處的至少兩個不同的直徑，如圖2(b)中所示。槽縫形成過程可以使用一特別指定的切削能量。例如，該指定的切削能量可以等於或小於約丨〇 Hp/英寸3分鐘（約27j/mm3)’如在約〇5Hp/英寸3分鐘（約i 4j/mm3) 與約10 Hp/英寸3分鐘（約27 j/mm3)之間或者在約1 Hp/ 英寸3分鐘（約2.7 J/mm3)與約1〇 Hp/英寸3分鐘（約 27 J/mm3 )之間。在另一實施方式中，該槽縫形成過程可以按一特定的材料去除率（MRR)，如在約〇 25英寸v分鐘英寸（約 2.7 mm3/sec/mm)與約6〇英寸v分鐘英寸（約65〇 mm3/Sec/mm)之間的範圍内，以約ι〇 Hp/英寸3分鐘（約 27 J/mm3 )的最大指定的切削能量來進行。美國專利號 7,708,619提出了槽縫形成過程的進一步的細節它們可以與在此揭露的精加工方法結合使用，該專利號的傳授内容藉由引用結合在此。槽縫形成過程以及因此本文中該等實施方式的精加工方法可以在某些類型的材料（包括難以研磨的材料）上完成。本發明的工件可以是金屬的，並且特別是金屬合金，如鈦、鉻鎳鐵合金（例如，IN-718)、鋼-鉻-鎳合金（例如， l〇〇Cr6)、碳鋼（AISI 434〇和AISI 1〇18)以及它們的組合。根據-實施方式，這種工件可以具有的硬度值為等於或小於約65RC’如在約4Rc與約_之間（或者84至 111 Rb硬度）。這與習知技術的機加工方法形成對照習 201206627 知技術的機加工方法典型地可以僅用於更軟的材料，即具有約32 RC的最大硬度值的那些材料。在一實施方式中，用於本發明的金屬工件具有在約32Rc與約65Rc之間或者在約36 Rc與約65 Rc之間的硬度值。在這種槽縫形成過程中’可以使用一黏結的研磨工具，如研磨輪以及切割輪。用於在該槽縫形成過程中使用的黏結的研磨工具可以包括至少約3 v〇1% (在一工具體積的基礎上）的細絲溶膠凝膠a氧化鋁磨料顆粒，可任選地包括它們的二次磨料顆粒或者其團聚體。用於製造黏結的研磨工具的適當方法揭露在美國專利序號5，d9i9、 5,738,696、5,738,697、6,074,278、和 6,679,758 B，以及於 2005年9月28日提交的美國專利申請序號11/24〇8〇9中，它們的傳授内容藉由引用結合在此。用於在槽縫形成過程中使用的黏結的研磨工具的具體的細節在美國專利號 7,708,619中提供，其傳授内容藉由引用結合在此。現在參見槽縫形成過程之後的操作，可以進行一精加工過程來將該槽縫的外形改變成一複雜的形狀（例如一凹腔形狀）。用於進行槽縫形成和精加工過程的工具可以是高效研磨機器（包括多軸機加工中心）的一部分。藉由一多轴機加工中心，槽縫形成和複雜形狀的精加工過程兩者可以在同一台機器上進行。適合的研磨的機器包括例如從 Campbell Grinding Company, Spring Lake, Mich.可獲得的 Campbell 950 H水平轴線研磨機床，以及從；

Maschinenbau GmbH，德國可獲得的 Blohm Mont. 408 的 r 201206627 軸的CNC緩慢給進研磨機。圖3A包括使用了根據一實施方式的黏結的研磨工具進行精加工操作的一圖解。具體地講，圖3A展示了藉由使用處於一磨頭式工具的形式的黏結的研磨工具301在工件 14的槽縫16内形成一複雜形狀的精加工操作。該黏結的研磨工具301可以具有一複雜的形狀，這種複雜的形狀適合用於在工件14中生產一相應的複雜形狀。這就是說，黏結的磨料本體303可以具有與有待賦予給工件14的一複雜形狀相反的形狀。根據此處的實施方式，黏結的研磨工具3〇丨可以具有一黏結的磨料本體3〇3，該黏結的磨料本體包括在一黏結材料基體内包含的磨料顆粒。這就是說，黏結的研磨工具結合了遍及一黏結材料的三維琪體分散的磨料顆粒。根據一實施方式，該等磨料顆粒可以包括超級磨料材料。例如，適合的超級磨料材料可以包括立方氮化硼、金剛石、以及匕們的組合。在某些情況下，黏結的磨料本體303可以包括主要由金剛石組成的磨料顆粒。然而，在其他工具中，霉、、。的磨料本體303可以包括主要由立方氮化硼組成的磨料顆粒》、的研磨工具可以形成為使得它具有結合了磨料顆粒的冑料本體，該等磨料顆粒具有不大於約15G微米的、’均/礫尺寸。在某些實施方式中，該等磨料顆粒可以具有的平均砂雄ρ & /节尺Τ為不大於約125微米，如不大於約1〇〇微米，或甘ρ Τ丄不大於95微米。在具體的例子中，該等磨料 S! 10 201206627 10微米與150微米之間、或者甚至在約2〇微米與顆粒具有的平均砂礫尺寸為在約如在約20微米與ι2〇微米之間 100微米之間的範圍内。關於在該黏結的磨料本體303内的黏結材料材料可以包括有機材料、無機材料、以及它們的一組二。例如’適合的有機材料可 ° 乂a栝聚合物類，如樹脂類、氧樹脂類、以及類似物。奩適合的無機黏結材料可以包括金屬、金屬人、；#、以及它們的-組合。例如，—些適合的金屬可以包括過渡金屬元素以及包含過渡金屬元素的金屬合金。在其他實施方式中’黏結材料可以是陶㈣料，該陶究材料可以包括多晶的和/或破璃質的材料。適合的陶料可以包括氧化物類，包括例如_2、αι2ο3、Β2〇3、μ. CaO、Li2〇、k20、Na2〇以及類似物。此外，應理解該黏結材料可以是一混合材料。例如，該黏結材料可以包括有機和無機組分的一組合。一些適合的混合材料可以包括金屬和有機黏結材料。口根據至少一實施方式，該黏結的研磨工具301可以包括一複合材料，該複合材料包括黏結材料、磨料顆粒以及一些孔隙率。例如，黏結的研磨工具3〇1可以具有該黏結的磨料本體的總體積的至少約3 v〇1%的磨料顆粒（例如超級磨料顆粒）。在其他例子中，黏結的研磨工具1可以包括至少約6 vol%、至少約1〇 v〇1%、至少約15 ν〇ι%、至少約20 vol%、或者甚至至少約25 v〇1%的磨料顆粒。特 11 201206627 定黏結的研磨工具301可以形成為包括在約2_%與約60 vol%之間、如在約4 vol%與約6〇 ν〇ι%之間、或者甚至在約6v〇1%與約54 vol%之間的超級磨料顆粒。黏結的研磨工具301可以形成為具有該黏結的磨料本體的整個體積的至少約3 vol%的溆任从μ * 幻黏結材料（例如，玻璃化的黏結或者金屬黏結材料）。在i 任其他例子中，黏結的研磨工具301可以包括至少約6 vol0/ -. /』〇 vch/0、至少約1〇 v〇1〇/〇、至少約15 vol%、至少約20 vol%、岑去笪 A者甚至至少約25 vol%的黏結材料。特定黏結的研磨具丹301可以包括在約2 vol% 與約60 vol%之間、如在約4 v〇1%與約6〇 vq1%^、或者甚至在約6 V〇1%與約54 vol%之間的黏結材料。點結的研磨工具301可以形曰士々成為具有一定含量的孔隙

率’並且具體地是不大於約該勒έίτ A/, Λ I 通黏結的磨料本體的整個體積的約60vol%的一量值。例如，叙沾二# ^如點結的磨料本體301可以具有不大於約55 vol%、如不女你伙不大於約5〇 v〇1°/q、不大於約45 vol%、不大於約40 v〇l%、不大# & +大於約35 vol%、或者甚至不大於約30 vol%的孔隙率。特定點处从干狩疋黏結的研磨工具301可以具有一定含量的孔隙率，如在1ή 在約〇.5 ν〇1%與約60 ν〇1%之間、如在約 1 vol%與約 60 ν〇1〇/。，+ π /〇之間、在約1 vol%與約54 ν〇1% 之間、在約2 vol%與約5〇 ν〇1% 1〇/ . ^ ^ 、间、在約2 vol%與約40 vol%之間、或者甚至在約2 /〇與約30 v〇l%之間的孔隙率。在精加工的過程中，一斑砝沾黏、、'°的研磨工具301可以置於與工件14相接觸中、並且更具艘文兴遐地置於先前在工件14内 S! 12 201206627 形成的槽縫16之内。根據一實施方式，黏結的研磨工具 301可以按一顯著高的速度來轉動以便對槽縫16的表面 321和323進行精加工和重新構造輪廓以便在工件14内形成一複雜的形狀（例如，參見圖3B的351 )。例如，該黏結的研磨工具可以按至少約10,000 rpm的速度來轉動《在其他例子中’該工具可以按更大的速度來轉動如至少約 ,000 rpm、至少約 3〇,〇〇〇 rpm、至少約 40,000 rpm、或者甚至更大°然而’在某些例子中，該黏結的黏結的研磨工具301相對於該工件14以在約l〇,〇〇〇 rpm與125,000 rpm 之間、如在約10,000 rpm與110,000 rpm之間、或者甚至在約1〇,〇〇〇 rpm與1〇〇,〇〇〇 rpm之間的範圍内的速度來轉動0 在精加工過程中，該黏結的研磨工具3〇1可以沿著相對於該工件14的一條軸線來移動以協助將表面321精加工成-適合的、複雜的形狀。例如，在某些例子卜黏結的研磨工具301可循著一條往復運動的路徑或者完成一盒式循環（box cycle)。例如，在往復運動的路徑的第一趟中，該黏結的研磨工具300可以相對於工件u沿著一路徑308 移動。黏結的研磨工具3〇〇沿著路徑則的運動有助於表面321的全部厚度的精加工。根據往復運動的路徑的一種類型，在沿著路徑繼完成該第-趟之後，該黏結的研磨工具301可以沿著轴線375側向移位並且在—第二趟中延者路徑309移動。根據這個特定往復運動的路徑，在第二趟的過程中，該黏結的研磨工具3Q1的表面可以接觸㈣ 13 201206627 16的與表面321相對的表面323，*此對由表φ 323限定的槽縫16的部分進行精加工。在黏結的研磨工具沿著工件的全部厚度行進穿過槽縫16之後，該工具然後再次沿著軸線375㈣向移位元並且返回到路# 308以便沿著表面 321的另條（即，第三）路徑。應該理解因為對於一設的轉向，該黏結的研磨工具301可以往復運動並且 /。著路徑308 ~ 309移動直至該等表面32j和323令人滿 ’進行了精加工。還應進一步理解儘管該等路徑308和 309被展不為線性的，但是某些過程也可以使用曲線的路徑或者使用一弧形的方向。根據-替代的實施方式，該往復運動的路徑可以如此進行而使得該槽縫的一表面在衣甶在另一表面被精加工之前就被精加工。例如，對於多條順序的路徑（例如沿著路徑308 來回），黏結的研磨工具3〇1可以沿著一第一表面321移動直至第一表面越. 衣囟⑵被精加工為具有一適合的複雜形狀。在精加工第一表面321之後，該黏結的研磨工具可以沿著軸線375側向移位以便接觸槽縫16的與第―以⑵㈣的第二表面323。黏結的研磨，屠具301可以然後再次進行多次順序的趟沿著槽縫16的厚、凡朴抽α 〜序度（即，沿者路徑309來回）沿著第二表面3 2 3移動直至，丨料货置到對第二表面323進行了精加工。根據一實施方式，辞·越_ l 、〇Χ 過程可以在每趟時從槽縫的表面去除一特殊量的材料。 U如，在精加工過程中，對於每趟黏結的研磨工具3〇1穿過槽縫16，黏結的研磨工具 301可以從表面321去除材料升至不大於1〇〇微米的一深度。 S; 14 201206627 •在其他實施方式中，該精加工操作可以如此進行而使得對於每趟的黏結的研磨工具301穿過槽縫16該材料被去除至不大於約75微米的一深度，如不大於約65微米如不大於約50微米、或者甚至更小。在多個具體的例子中，黏結的研磨工具301的每趟可以去除材料至在1微米與約_ 微米之間、如在約1微米與約75微米之間、或者甚至在約 10微米與約65微米之間的範圍内的一深度。此外，在精加工的過程中，該黏結的研磨工具的給進速率（它係在同-表面處在多個順序的趟之間黏結的研磨工具沿著轴線375的側向移動的測量）可以是至少約3〇 ipm [762 mm/minp在其他實施方式中，該給進速率可以更大，例如至少約 50 ipm [1270 mm/min]、至少約 75 ipm [19〇5 mm/min]、至少約100 ipm [254〇 mm/min]、或者甚至至少約125ipm[3175mm/min]。某些精加工方法使用了在約3〇 ipm [762 mm/min]與約 300 ipm [762〇 mm/min]2 間如在約 50 ipm [1270 mm/min]與約 250 ipm [6350 mm/min]之間的範圍内的，或者甚至在約5〇 ipm [127〇 mm/min]與約2〇〇 ipm [5080 mm/min]之間的範圍内的一給進速率。在工件中形成凹腔形狀的精加工操作可以在特定的材料去除率下進行。例如，在精加工操作的過程中該材料去除率可以為至少約0.01英寸3/分鐘/英寸[〇11 mm3/sec/mm]。在其他例子中，精加工處理可以按至少約 0_05英寸/分鐘/英寸[0.54 mm3/sec/mm]、如至少約〇.〇8 英寸/分鐘/英寸[0.86 mm3/sec/mm]、至少約〇. 1英寸3/分 15 201206627 鐘/英寸[1.1 mm3/sec/mm]、至少約0.3英寸3/分鐘/英寸[3.2 mm3/Sec/mm]、至少約！英寸 V 分鐘/英寸[n mm3/sec/mm]、至少約1.5兴寸3/分鐘/英寸[i6mm3/sec/mm]、或者甚至至少約2英寸3/分鐘/英寸[22 mm3/sec/mm]的材料去除率來進行0 對於某些精加工操作，該材料去除率可以是不大於約 1.5英寸3/分鐘/英寸[16 mm3/sec/mm]。然而，某些精加工處理可以具有的材料去除率為不大於約1英寸 '分鐘/英寸 [11 mm3/sec/mm]、不大於約〇 8英寸3/分鐘/英寸[8 6 mm3/sec/mm]、或者甚至不大於約〇 3英寸3/分鐘/英寸[3 2 mm3/sec/mm].。在具體的例子中，該精加工處理可以如此進行而使得材料去除率可以處於約0.01英寸”分鐘/英寸[〇11 mm3/SeC/mm]與約2英寸V分鐘/英寸[22随3/咖/_]之間、如約0.03英寸3/分鐘/英寸[0.32 mm3/sec/mm]與約i 5 英寸/分鐘/英寸[16 mm3/sec/mm]之間的範園内。根據此處的實施方式的精加工操作可以進一步按一特定的精加工功率來進行。例如，以在約3〇 ipm [762 與約300 ipm [762〇 mm/min]之間的範圍之内的磨頭式工具的給進速率，在精加工操作的過程中所使用的精加工功率可以是不大於約5 Hp [3.75 kW]·»根據某些其他實施方式，在精加工的過程中，該精加工功率可以是不大於約4 Hp [3.0 kW]，如不大於 3.8 Hp [2.83 kW]、不大於約 3 6 Hp [2 68 kW]、不大於約 3.4 Hp [2 54 kw]、不大於約 3 2 201206627 • kW]、或者甚至不大於約3 Hp [2.25 kW^此精加工功率可以按在約 30 ipm [762 mm/min]與約 300 ipm [7620 mm/min] 之間的範圍内的給進速率來使用。還應該理解該精加工操作與其他材料去除操作的不同之處在與，在該精加工操作完成時，該工件的表面可以具有特定特徵。例如，轉向圖3B根據一實施方式展示了具有一精加工後的凹腔形狀的開口 351的工件的一部分。如所展示的，工件14可以具有一在其中形成的並且由表面和327限定的凹腔形狀的開口 351，該開口具有實質上類似於黏結的研磨工具301的輪廓。根據一實施方式，這種精加工處理包括形成一具有不大於約2微米的表面粗縫度 (Ra)的表面326。在其他例子中，表面粗糙度（Ra)可以更小，如不大於約1.8微米，如不大於約15微米。在具體的例子中’表面粗糙度（Ra)可以在約〇」微米與約2微米之間的範圍内。精加工的表面的表面粗縫度可以使用一輪廓儀（如MarSurf UD 12〇/LD 12〇模式的㈣儀，通常從Mahr-Federal c〇rp〇rati〇n可獲得，並且使肖μ&心f XCR軟體進行操作）來測量。在精加工操作疋成時，限定了凹腔形狀的開口⑸的該等表面320 327基本上沒有燒損㈤…燒損可以作為該等表面326 < 327變色或者具有-殘餘物或者在银刻之後具有一帶白的外觀的部分的證據、它們指示了在精加工操作的過程中對該等表面有熱損害。根據此處的實施方式進行的精加工處理能夠產生顯示出很少到沒有燒損的 17 ε： 201206627 最終表面。根據此處的實施方式進行的精加工處理可以使用在黏結的研磨工具301和槽16的表面321和323的介面處提供的一冷卻劑。如在美國專利號6,669，118中說明的冷卻劑可以在一集束射流中提供。在其他實施方式中，冷卻劑可以藉由溢出該介面區域來提供^此處該等實施方式的黏結的磨料本體可以有助於使用一溶於水的冷卻劑，該溶於水的冷卻劑可以是因為環境的原因超過某些其他冷卻劑（例如，不溶於水的冷卻劑）而優選的，其他適合的冷卻劑可以包括使用半合成的和/或合成的冷卻劑。然而，應該理解’為了某些操作，可以使用基於油的冷卻劑。圖4包括根據一實施方式的研磨工具的截面圖解。具體地講，該研磨工具可以是一磨頭式研磨工具，該工具被配置為以高速轉動用於如在此說明的表面精加工。值得注意地，該研磨工具包括一黏結的磨料本體，該黏結的磨料本體結合了遍佈一體積而分散的並且被包含在如在此說明的黏結材料的體積内的磨料顆粒。更具體地講，如圖4中所展示的，該黏結的磨料本體可以具有一被配置為複雜形狀以便在一工件中精加工複雜的形狀（例如，凹腔形狀）。根據一實施方式’該黏結的磨料本體4〇丨可以具有一縱向軸線450，該縱向軸線沿著本體4〇1的長度（即該本體的最長的維度）在上表面4〇4與下表面4〇3之間延伸。另外，一側向軸線45 1可以垂直於縱向轴線45〇來延伸並且限定了本體401的寬度。根據一實施方式，該黏結的磨

S 18 201206627 料本體401的複雜的形狀可以由一第一徑向凸緣4ι〇來限定，該第一徑向凸緣從該黏結的磨料本體在一第一軸向位置處延伸。例如，該第一徑向凸緣41〇可以沿著側向軸線 451側向延伸並且圍繞著本體4〇1環圓周地延伸。凸緣4⑺ 可以具有一第一表面411，該第一表面從該本體401以相對於該側向軸線451的一第一角度徑向延伸。如所展示的’第一表面411和側向軸線451的交又點可以限定一銳角461。同樣地，凸緣410可以進一步由一第二表面412 來限定’該第二表面從黏結的磨料本體41〇徑向延伸。第二表面412可以與第一表面411相鄰並且甚至鄰接。表面 412可以限定在側向轴線451與表面412之間的一銳角 462 〇此外’該黏結的磨料本體401可以如此形成而使得它包括一第一從向凸緣413’該第二徑向凸緣可以不同於該第一徑向凸緣410。實際上，如圖4中所展示的，徑向凸緣413可以與徑向凸緣410沿著縱向軸線45〇以一第二軸向位置來間隔開’該第二軸向位置不同於徑向凸緣41 〇的軸向位置。根據一實施方式’徑向凸緣413可以由表面414 和415來限定’該等表面可以從該黏結的磨料本體徑向並且環圓周地延伸以便限定凸緣4 13。在某些例子中’黏結的磨料本體401的截面形狀可以被描述為一單凸緣的形狀、雙凸緣的形狀、三凸緣的形狀、以及類似形狀。此類形狀可以結合一或多個徑向凸緣，該等徑向凸緣從該本體延伸以限定一個凹腔的形狀。在其他 19 201206627 例子中’它可以被描述為一凹腔形狀的本體，這樣使得它具有適合於將一凹腔的形狀精加工並且形成為進入一工件中的尺寸。根據一實施方式，黏結的磨料本體401的複雜的形狀可以由一成形深度（FD)來描述^該成形深度係由方程 [(Rl-Rs)/Rl]來描述的’其中Rs係在該黏結的磨料本體4〇1 在沿著縱向轴線450的一點的最小半徑（Rs )(即，尺寸 406的一半）並且R1係該黏結的磨料本體4〇1在沿著縱向軸線450的一點處的最大半徑（R1)(即，尺寸4〇8的一半）。在一實施方式中，黏結的磨料本體401具有至少約〇3 的成形深度（FD)。在其他實施方式中，該黏結的磨料本體401可以具有的成形深度（Fd)為至少約〇,4、至少約 0.5、至少約0.6、至少約0.7、或者更大。某些實施方式可以使用一黏結的磨料本體401，黏結的磨料本體具有的成形深度（FD)係在約0.3與約0.95之間、如在約〇 4與約 0.9之間、如在約0.5與約0.9之間的範圍内。該黏結的磨料本體還可以藉由一成形比率（FR)來描述’該成形比率由方程[Fl/Fw]來描述。尺寸F1係作為沿著黏結的磨料本體401的縱向軸線450的一個方向的周邊外形表面尺寸測量的一成形長度。具體地講，該成形長度可以說明黏結的磨料本體401在點A和點B (在圖4上展示的）之間的外形長度’從而限定了在材料去除精加工處理中有效地接合的外形的部分。尺寸Fw係成形寬度，它精確 20 201206627 地限定了黏結的磨料本體在頂表面404與底表面403之間沿著縱向軸線450的一條直線的長度。根據一實施方式，黏結的磨料本體401可以具有的成形比率[Fl/Fw]為至少約1.1。在其他一些例子中，黏結的磨料本體401可以具有的成形比率[Fl/Fw]為至少約丨.2、如至少約1.3、至少約1.4、至少約1.5、或者甚至至少約1 7。具體實施方式可以使用一黏結的磨料本體，該黏結的磨料本體具有的成形比率係在約1.1與約3. 〇之間、如在約1.2 與約2.8之間、如在約1.2與約2.5之間、如在約1>3與約 2.2之間、或者甚至在約ι·3與約2.0之間的範圍内。黏結的磨料本體401的某些尺寸方面可以進一步藉由一外伸比率來描述。黏結的磨料本體4〇丨的外伸比率可以由方程[OL/Dm]來描述，其中Dm在沿著黏結的磨料本體的縱向軸線450的一點處的最小直徑406，並且〇L係在黏結的磨料本體401的底表面403與沿著黏結的磨料本體的縱向軸線的、限定了最小直徑406的點之間的長度4〇7。根據一些實施方式，黏結的磨料本體4〇丨可以具有的外伸tb率（OR) &至少、約i 3。在仍然其他的實例中，該黏結的磨料本體401可以被形成為使得它具有的外伸比率為至少約1.4、如至少約丨.5、或者甚至至少約16。黏結的磨料本體401的外伸比率可以在約13與約2 5之間、如在約1.3與約2.2之間的範圍内。除了在此說明的特徵之外，該等黏結的研磨工具可以與精加工處理-起在原位進行修整。修整在本領域中被理 21 201206627 解為一對黏結的磨料本體進行銳化和整形的方法，並且典型地是在黏結的磨料物品上進行的一操作並且不是一適合於同其他磨料物品（包括例如，單層的研磨工具（例如，電鍍的磨料本體））一起使用的操作。圖5包括根據一實施方式的修整操作的一截面圖解。具體地講，圓5包括一黏結的研磨工具400的一個部分的截面視圖，該黏結的研磨工具400包括一黏結的磨料本體’該黏結的磨料本體具有包含在一黏結材料基體内的磨料顆粒。根據此處的實施方式的黏結的研磨工具可以在精加工操作的過程中進行修整以便維持該黏結的磨料本體的輪廓’這有助於該精加工操作的改進的精度以及超過其他常規磨頭式研磨工具的改進的工具壽命。在一次修整操作的過程中，一修整材料5〇1 (它可以包括一顯著尖銳的材料）可以被置於同黏結的磨料本體4〇1 的外形邊緣相接觸《黏結的磨料本體4〇1可以相對於該修整材料501進行定向以便使該黏結的磨料本體的外形邊緣變尖銳並且重新構造外形。可替代地，在修整的過程中，修整材料501可以相對於該黏結的磨料本體4〇ι進行轉動。或者在另一替代實施方式中，該黏結的磨料本體4〇1 ，並且可以根據修整的類型上轉動。和修整材料501可以同時轉動在同一方向或者在相反的方向具體地講，圖5展示了一切入式修整操作，其中該修整材料501被置於與磨料本體4〇1的成形長度全部相接觸。切入式修整作為一機製可以提供超過其他操作的一顯

S 22 201206627 著的優點’以保持該黏結的磨料本體401具有一特定的構形’該構形適合用於將該工件的表面精加工成一複雜的形狀以及緊的尺寸公差。值得注意的是，為了進行一次切入式修整操作，該修整材料501的表面顯著地具有與磨料本體401的成形長度同樣複雜的輪廓用於適當地重新構造輪廓的磨料401。這就是說，修整材料5〇1的形狀可以被確定爲具有一互補的複雜的形狀，這樣使得修整材料5〇1可以在修整的過程中沿著成形長度的整個週邊與黏結的磨料本體401相接合。在該精加工操作的過程中對黏結的磨料本體401進行修整的能力可以有助於更長的工具壽命以及該等精加工表面（包括多個尺寸以及表面的幾何形狀（例如’ Ra))的改進的一致性。儘管圖5展示了 -個切入式修整操作，但是其他修整操作（包括例如-橫切式修整（traverse㈣咖）操作）可以與本發明的實施方式的該等黏結的磨料物品使用。橫切式修整可以包括使-修整材料與該黏結的磨料相接觸，特別是與該黏結的磨料本體的外形的一部分相接觸。值得注意的是’橫切式修整不同於切人式修整的地方在於在任何一時間僅對該成形長度的一 ^ 分進行修整’因為該修整材料對於補充該黏結的磨料太舻微付本體的複雜的形狀來說不是必需給定的一複雜形狀（如在切牧刀入式修整的情況下）。相反，橫切式修整操作使用了一修整丨夕堂材枓，該材料沿著該黏結的磨料本體的成形長度的複雜的是雜的形狀來移動或者橫越直至全部的成形長度被修整。橫切故償切式修整可以與精加工操作一起 23 201206627 在原位完成。實例將具有的尺寸為2.8512.〇〇\1.5〇英寸的111(；01161718 工件放置於從Heald Grinders可得的一台修改的cinternal ID/OD兩軸CNC磨床中。在該工件上使用一來自Saint_G〇bain Corporation的、具有如圖4中所展示的一個複雜形狀的玻璃化的cBN磨頭式工具（B120-2-B5-VCF10)進行精加工操作。該黏結的磨料本體具有的成形深度（FD )為〇.8、寬長比（FR) 1.5、以及外伸比率為1.57。該工具具有的成形寬度為大約41 cm、伸出長度（〇l)為1.19 cm、最小直徑為〇 762 em、並且最大直徑為3.76 cm。進行精加工處理以模擬一個2英寸厚的、具有6〇個槽縫的轉子的精加工直到完成（等效於從一個2英寸的工件中去除1.2英寸的材料）。在精加工的過程中，每趟切削的深度為0.0005英寸，這樣使得以4〇,〇〇〇rpm的輪轉速在一槽縫的各個侧面上的切削的總深度為〇〇1〇英寸。值得注意的是，40,000 rpm的輪轉速在該黏結的研磨工具上產生了一系列的表面速度的，該等範圍從最大直徑處的 16,755 sfpm的極大值到最小直徑處的314〇以5〇 ipm和1〇〇 ipm的工作速度來進行兩個精加工操作，並且對於該等工作速率的每一個，使用了兩個的單獨的工件。對於每一個測試，從該等工件中去除了 12英寸的材料，而

S 24 201206627 無需修整。在該第一測試工件中，40趟或者0.020英寸深度的材料從工件的一末端被去除（等效於完成一槽縫）^在第二工件上’ 0.400英寸的材料從每個末端被去除❶最終，該第工件被再次使用，並且從一第二末端去除了〇4〇〇英寸的材料。在精加工之後，該等工件被送於對該等精加工的表面的磨損進行分析。基於該分析，存在有限的燒損的證據（即，在該等表面上的白色的材料層）以及該等精加工的表面係處於商業規格之内的證據。在精加工的過程中，使用一個喷嘴在黏結的研磨工具與工件表面的介面上提供一油狀冷卻劑（Μ* C — Μ 300)，該喷嘴被設計為以丨⑻psi將多個喷射橫跨該成形體而對準，其流動速率為約29.2 教在以下表1中列出的條件下對黏結的磨料本體進行修整。對該黏結的磨料本體修整兩次，一開始時並且再一次是在50. -人在⑽卿測試丹欠疋在50測試開始時。衣1.修整條件頭轉速（rpm) : 4〇,〇〇〇 ^整輥轉速（rpm ) : 3,650 磨頭旋轉的給進速率（ipm ) : 〇 15 一 i比範圍（最大 ίΤδΓΓΙΤ --------- · 25 201206627 圖6A和圓6B的曲線圖中展示了某些性能參數。圖6A 匕括關於該等精加工操作，精加工功率（Hp)對於槽縫長度（即，精加工的槽縫長度的尺寸的數目）㈣線圖。具體地講，曲線601代表功率對於在5〇ipm進行的精加工操作的槽縫長度，並且曲線6〇3代表了功率相對於精加工操作100 ipm的槽縫長度。如記錄的，對於5〇化瓜下的材料去除過程，該精加工功率沒有超過2 2 Hp，並且對於1〇〇 ipm下的材料去除，該精加工功率沒有超過該等結果證實了對許多槽縫必要的顯著有限的精加工功率。圖6B包括對於不同長度的完成的槽縫，精加工功率 (Hp)對於對應於5〇和1〇〇ipm的特定的材料去除率的曲線圖。如由圖6B證實的，對於特定的高達〇5 in3/min/in 的材料去除率，該精加工功率為小於28 Hp。該等結果證實了對於以商業上可接受的材料去除率來精加工該表面的必要的、顯著有限的功率。該研磨工具和使用在此的實施方式的研磨工具對工件進行精加工的方法代表了從習知技術的一種偏離。具體地講，習知技術的關於精加工此類工件和材料的機構（具體地在材料中形成凹腔的形狀達到緊的尺寸公差）並沒有使用在此說明的該等工具或者機構。具體地講，在此的實施方式的該等研磨工具使用了多種特徵的一組合，該等特徵包括例如在黏結材料的基體中體積上分散的磨料顆粒、由成形深度、外伸比率、以及成形比率所描述的複雜的形狀。此外’在此的實施方式的黏結的研磨工具係以一特定方式 26 201206627 來使用的以便協助具有多種特徵的精加工操作，該等特徵以前尚未得到利用。具體地講，該等黏結的研磨工具能夠在特疋條件下將工件精加工成複雜的凹腔形狀，該等特定條件包括工具的位置上的轉速、給進速率、材料去除率、精加工功率、等等。此外，在此使用與所說明的方法結合的研磨工具有助於一新的工藝，它用於將工件機加工至緊的尺寸公差而同時維持該工具的形狀，由此有助於形成的形狀和表面的準確度並且延長了該工具的可使用的壽命，由此改進該操作的效率。【圖式簡單說明】藉由參見附圖可以更好地理解本揭露，並且使其許多特徵和優點對於熟習該項技術者變得清楚。圖1包括一槽縫形成過程的示意性圖示。圖2(a)和圖2(b)包括可以藉由槽縫形成過程而產生的槽縫的不意性圖示。圖3A包括使用了根據一實施方式的黏結的研磨工具進行精加工操作的一圖解。圖3B包括在一工件中具有一複雜形狀的精加工出的開口的圖解，其中該精加工出的開口係使用根據一實施方式的黏結的研磨工具來形成的。圖4包括根據一實施方式的具有一複雜形狀的黏結的研磨工具的截面圖解。圖5.包括在根據一實施方式的具有一複雜形狀的黏結 27 201206627 的研磨工具上進行修整操作的一個圖解。圖6A至圓6B包括根據一實施方式進行精加工操作的過程中測量的性能參數的曲線圖。在不同的圖中使用相同的參考符號表示相似的或相同的事項。【主要元件符號說明】 10.·槽縫形成過程；12、301.,研磨工具； 14、18A、18B·.工件；16，,槽縫；303、401..磨料本艘 308、309..路徑； 321、323、326、327、411、412、414、415..表面 351·.開口； 375"軸線；403..下表面； 404..上表面；406.·直徑；407..長度；408..尺寸； 410、413..凸緣；450..縱向軸線；451..側向軸線； 461、462··銳角；501..修整材料

28 S 201206627 發明專利說明書 (本說明書格式、順序，請勿任意更動，※記號部分請勿填寫） ※申請案號：【Ο 〇丨pj D彡f ※申請日：(〇〇. ^ ^PC 分類：t^I^M2006·01’ ^3^7(4,(2006.01, 一、發明名稱：（中文/英文）

研磨工具以及在工件中對複雜形狀進行精加工之方法 ABRASIVE TOOL AND A METHOD FOR FINISHING COMPLEX SHAPES IN WORKPIECES 二、中文發明摘要：一種研磨工具包括一黏結的磨料本體，該黏結的磨料本體具有包含在一黏結材料中的磨料顆粒，其中該黏結的磨料本體包括一複雜的形狀，該形狀具有至少約〇3的成形深度。該成形深度係由方程[(R1-RS)/R1]描述的，其中RS 係在沿著該黏結的磨料本體的縱向軸線的一點處的最小半徑（Rs)並且R1係在沿著該黏結的磨料本體的縱向轴線的一點處的最大半徑（R1 )。這種研磨工具可以用於在工件中對複雜的形狀進行精加工。三、英文發明摘要：

An abrasive tool includes a bonded abrasive body having abrasive grains contained within a bonding material, wherein the bonded abrasive body comprises a complex shape having a form depth (FD) of at least about 0.3. The form depth is described by the equation [(Rl-Rs)/Rl], wherein Rs is a smallest radius (Rs) at a point along the longitudinal axis of the bonded abrasive body and R1 is a largest radius (RI) at a point along the longitudinal axis of the bonded abrasive body. The abrasive tool can be used to finish complex shapes in workpieces.

Claims

201206627 鄰並且相對於該黏結的磨料本體的一側向軸線以一第二角度從該黏結的磨料本體徑向延伸。 6. 如申請專利範圍第5項所述之研磨工具，其中該第二角度係一銳角。 7. 如申請專利範圍第2項所述之研磨工具’其中該複雜的形狀包括一第二徑向凸緣，該第二徑向凸緣在一第二軸向位置處從該黏結的磨料本體延伸，其中該第一徑向凸緣和該第二徑向凸緣沿著該黏結的磨料本體的一縱向轴線彼此間隔開。 8. 如申請專利範圍第7項所述之研磨工具，其中該第二徑向凸緣包括一第三表面，該第三表面相對於該黏結的磨料本體的一側向軸線以一角度從該黏結的磨料本體徑向延伸® 9.如申請專利範圍第7項所述之研磨工具，其中該第二徑向凸緣包括一第四表面，該第四表面相對於該黏結的磨料本體的一側向轴線以一角度從該黏結的磨料本體徑向延伸。 10.如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該複雜的形狀包括一個雙凸緣的形狀》 S 30 201206627 11. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該成形深度（FD )係至少約〇 4。 12. 如申請專利範圍第u項所述之研磨工具，其中該成形深度（FD )係至少約〇 5。 13. 如申請專利範圍第12項所述之研磨工具，其中該成形深度（FD)係至少約0.6。 14. 如申請專利範圍第13項所述之研磨工具，其中該成形深度（FD )係至少約〇 7。 15. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該成形深度（FD)係在約0.3與約0.95之間的範圍内。 16. 如申請專利範圍第15項所述之研磨工具，其中該成形深度（FD )係在約〇 4與約0.9之間的範圍内。 17. 如申請專利範圍第16項所述之研磨工具，其中該成形深度（FD )係在約0.5與約〇.9之間的範圍内。 18，如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該黏結的磨料本體包括由方程F1/Fw描述的、至少約1.丨的成 31 201206627 形比率（FR )，其中F1係作為沿著該黏結的磨料本體的縱向轴線的一個方向的一週邊外形表面的一尺寸來測量的一成形長度，並且Fw係作為沿著在一頂表面與一底表面之間的縱向軸線的、該黏結的磨料本體的一個尺寸來測量的— 個成形寬度。 19·如申請專利範圍第18項所述之研磨工具，其中該黏結的磨料本體包括至少約12的成形比率（FR)。 20. 如申請專利範圍第19項所述之研磨工具，其令該黏結的磨料本體包括至少約13的成形比率（Fr)。 21. 如申請專利範圍第2〇項所述之研磨工具，其令該黏結的磨料本體包括至少約14的成形比率（FR)。 22. 如申請專利範圍第18項所述之研磨工具，其中該黏結的磨料本體包括在約1丨與約3 〇之間的範圍内的成形比率（FR)。 23.如申請專利範圍第22項所述之研磨工具’其中該黏結的磨料本體包括在約1.2與約2.8之間的範圍内的成形比率（FR)。 24.如申請專利範圍第23項所述之研磨工具，其中該 S 32 201206627 黏結的磨料本體包括在約1>2與約2.5之間的範圍内的成形比率（FR)。 25.如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該黏結的磨料本體包括至少約13的外伸比率（〇R)，其中該外伸比率係由方程[〇L/Dm]來描述的，其中Dm係在沿著該黏結的磨料本體的縱向轴線的一點處的一最小半徑，並且OL係在一個底表面與沿著該黏結的磨料本體的縱向軸線的、限定該最小直徑的點之間的該黏結的磨料本體的一個部分的長度。 26·如申請專利範圍第25項所述之研磨工具，其中該外伸比率（OR)係至少約i 4。 27. 如申請專利範圍第26項所述之研磨工具，其中該外伸比率係至少約1.5。 28. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具’其中該複雜的形狀包括一在第一和第二徑向凸緣之間從該黏結的磨料本體軸向延伸的一條徑向通道。 29·如申請專利範圍第1項所述之研磨工具’其中該黏結材料包括一選自以下材料的組的材料，該材料的組由有機物質、無機物質、以及它們的一組合組成。 33 201206627 3〇.如申請專利範圍第29項所述之研磨工具，其中該黏結材料包括—選自下組的有機材料，該組由樹脂類、環氧樹脂類、以及☆ t 次匕們的一組合組成0 31 ’如申請專利範圍第29項所述之研磨工具，其中該黏、、。材料包括-選自下組的無機材料，該組由以下各項組成.金屬類、金屬合金類、陶瓷類以及它們的一組合。 32.如申請專利範圍31所述之研磨工具’其中該黏結材料包括陶究材料’該陶瓷材料包括一玻璃質材料。 33·如申請專利範圍第32項所述之研磨工具，其中該玻璃質材料包括—種氧化物。 34. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該等磨料顆粒包括一超級磨料材料。 35. 如申請專利範圍第34項所述之研磨工具，其中該等磨料顆粒主要由金剛石構成。 36. 如申請專利範圍第34項所述之研磨工具，其中該等磨料顆粒主要由立方氮化硼（cBN )構成。 S 34 201206627 37.如申請專利範圍第1項所述之研磨工 ^ 、，其中該寺磨料顆粒具有不大於約150微米的平均砂蝶尺寸。 38·如申請專利範圍第37項所述之研磨工具，其中該等磨料顆粒具有不大於約125微米的平均砂碟尺寸。 39. 如申請專利範圍第38項所述之研磨工具，其中該等磨料顆粒具有不大於約1〇〇微米的平均砂碟尺寸。 40. 如申請專利範圍第37項所述之研磨工具，其中該等磨料顆粒具有在約1〇微米與約150微米之間的範圍内的平均砂礫尺寸。 41. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該等磨料顆粒包括在該黏結的磨料本體的總體積的約2 v〇1% 與約60 vol%之間。 42. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該玻璃質黏結材料包括在該黏結的磨料本體的總體積的約2 vol%與約60 vol%之間。 43. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該本體包括在該黏結的磨料本體的總體積的約0.5 vol%與約 60 vol°/〇之間的孔隙率的量值。 35 201206627 44. 一種對工件進行精加工之方法，包括：使一黏結的研磨工具相對於一工件轉動從而在該工件中對一凹腔形狀進行精加工的開口，其中該黏結的研磨工具包括一黏結的磨料本體，該黏結的磨料本體具有被包含在一黏結材料内的磨料顆粒，並且其中精加工包括形成一表面’該表面限定了該凹腔形狀的開口，該開口具有不大於約2微米的一表面粗糙度（Ra)。 45. 如申請專利範圍第44項所述之方法，其中該工件包括一金屬或一金屬合金。 46. 如申請專利範圍第45項所述之方法，其中該工件包括一鎳基超耐熱合金材料^ 47. 如申請專利範圍第44項所述之方法，其中在精加工的過程中，該黏結的研磨工具係以至少約1〇〇〇〇卬瓜的速度來轉動的。 48. 如申請專利範圍第47項所述之方法，其中在精加工的過程中，該黏結的研磨工具係以至少約30,000 rpm的速度來轉動的。 49. 如申請專利範圍第44項所述之方法，其中在精加 201206627 • 工的過程中，該黏結的研磨工具係以在約10,000 rpm與約 125,000 rpm之間的範圍内的速度來轉動的。 50.如申請專利範圍第49項所述之方法，其中在精加工的過程中，該黏結的研磨工具係以在約1〇,〇〇〇 rpm與約 1 10,000 rpm之間的範圍内的速度來轉動的。 5 1.如申請專利範圍第44項所述之方法，其中精加工進一步包括：在一第一趟中，使該黏結的研磨工具與限定了在該工件内的該凹腔形狀開口的表面的一第一部分相接觸；^ 且，趟中，使該黏結的研磨工具與限定了在該工件内的該凹腔形狀開口的表面的一第二部分相接觸，：中該第一部分和該第二部分係該表面的不同部分。、其中精加工 52.如申請專利範圍第44項所述之方法進一步包括：在一第一趟中，工件内的該凹腔形狀開且使該黏結的研磨工具與限定了在該口的表面的-第-部分相接觸；並相接觸，：中:趟中，使該黏結的研磨工具與該第-部' 、在該第一部趟和該第二趟中，該黏工具在不同的方向上移I 點結的研丨 37 201206627 53. 如申請專利範圍第51項所述之方法，其中該第一趟包括從限定該凹腔形狀的開口的表面將材料去除至不大於約100微米的深度。 54. 如申請專利範圍第53項所述之方法，其中該第一趟包括從限定該凹腔形狀的開口的表面將材料去除至不大於約75微米的深度。 5 5.如申請專利範圍第54項所述之方法，其中該第一趟包括從限定該凹腔形狀的開口的表面將材料去除至在約 1微米與約100微米之間的範圍内的深度。 56.如申請專利範圍第44項所述之方法，其中在精加工過程中，該黏結的研磨工具的給進速率係至少約3〇 ipm [762 mm/min]。 57. 如申請專利範圍第56項所述之方法，其中在精加工過程中，該黏結的研磨工具的給進速率係至少約5〇 ipm [1，270 mm/min]。 58. 如申請專利範圍第57項所述之方法，其中在精加工過程中，該黏結的研磨工具的姶進速率係至少約75 ipm [1,905 mm/min] 〇 S 38 201206627 59. 如申請專利範圍第58項所述之方法，其中在精加工過程中，該黏結的研磨工具的給進速率係至少約l〇〇ipm [2,540 mm/min]。 60. 如申請專利範圍第59項所述之方法，其中在精加工過程中，該黏結的研磨工具的給進速率係至少約i25ipm [3,175 mm/min]。 61. 如申请專利範圍第57項所述之方法，其中在精加工過程中’該黏結的研磨工具的給進速率係在約ipm [762 mm/min]與約 300 ipm [7620 mm/min]之間的範圍内。 62. 如申請專利範圍第61項所述之方法，其中在精加工過程中’該黏結的研磨工具的給進速率係在約ipm [1，270 mm/min]與約 250 ipm [6,350 mm/min]之間的範圍内。 63. 如申請專利範圍第62項所述之方法，其中在精加工過程中，該黏結的研磨工具的給進速率係在約5〇 ipm [1，270 mm/min]與約 200 ipm [5,080 mm/min]之間的範圍内。 64. 如申請專利範圍第44項所述之方法，其中在精加 39 201206627 工過程中，該材料去除率係至少約0.01英寸v分鐘/英寸 [0.11 mm3/sec/mm] 〇 65. 如申請專利範圍第64項所述之方法，其中在精加工過程中，該材料去除率係至少約0.05英寸~分鐘/英寸 [0.54 mm3/sec/mm]。 66. 如申請專利範圍第65項所述之方法，其中在精加工過程中，該材料去除率係至少約0.08英寸”分鐘/英寸 [0.86 mm3/sec/mm]。 67. 如申請專利範圍第66項所述之方法，其中在精加工過程中，該材料去除率係至少約0.1英寸3/分鐘/英寸 [1.1 mm3/sec/mm] 〇 68. 如申請專利範圍第67項所述之方法，其中在精加工過程中，該材料去除率係至少約〇.3英寸”分鐘/英寸0 2 mm3/sec/mm] 0 69. 如申請專利範圍第68項所述之方法，其中在精加工過程中，該材料去除率係至少約i英寸v分鐘/英寸 mm3/sec/mm] 0 70. 如申請專利範圍第69項所述之方法，其中在精加 201206627 英寸3/分鐘/英寸[16 工過程中，該材料去除率係至少約 mm3/sec/mm]。 71.如申請專利範圍第70項所述之方法，其中在精加工過程中，該材料去除率係至少約2英寸3/分鐘/英寸[Μ mm3/sec/mm] 〇 72.如申請專利範圍第44項所述之方法，其中在精加工過程中，該材料去除率係在約〇〇1英寸v分鐘/英寸H mm3/SeC/mm]與約2英寸 '分鐘/英寸[22 mm3/sec/mm]之間的範圍内。 73. 如申請專利範圍第72項所述之方法，其中在精加工過程中，該材料去除率係在約〇〇〇3英寸v分鐘/英寸 [0·32 mm3/sec/mm]與約 1.5 英寸 3/ 分鐘 / 英寸[16 mm3/sec/mm]之間的範圍内。 74. 如申請專利範圍第44項所述之方法，其中在精加工過程中’以在約 3〇ipm[762 mm/min]與約 300 ipm[7620 mm/min]之間的磨頭式工具的範圍内的給進速率，所使用的精加工功率可以是不大於約5 Hp [3.75 kW]。 75. 如申請專利範圍第74項所述之方法，其中在精加工過程中’以在約 30 ipm [762 mm/min]與約 300 ipm [7620 201206627 mm/min]之間的範圍内的磨頭式工具的給進速率所使用的精加工功率可以是不大於約4 Hp [3.0 kW]。 76. 如申請專利範圍第75項所述之方法，其中在精加工過程中，以在約 30 ipm [762 mm/min]與約 3〇〇 ipm [762〇 mm/min]之間的範圍内的磨頭式工具的給進速率所使用的精加工功率可以是不大於約3 Hp [2.25 k\V；|。 77. 如申請專利範圍帛44項所述之方法，其中在精加工之後，該工件基本上沒有燒損。 78. 如申請專利範圍第44項所述之方法，其中精加工係使用-溶於水的冷卻劑來進行的。[同樣地半合成的或者合成的冷卻劑] 79.如申請專利範圍第π項所述之古、土 _ ^ _ 孭所迷之方法，其中在該磨頭式工具與該工件之間一個介面曲慝杈供該溶於水的冷卻劑。

80. 一種操作研磨工具之方法，使用一磨頭式研磨工具在一個的開口進行精加工，該磨頭式研磨包括：工件中來對一凹腔形工具包括被包含在一種黏結材料内的磨料顆粒其中該黏結的磨料本體包括一複雜的形狀，該複雜的形狀具有一至少約0.3的成形深度 S 42 201206627 (FD) ’其尹該成形深度係由方程[(R1-RS)/R1]來描述的，其中Rs係在沿著該本體的縱向軸線的一點處的最小半徑 (Rs )並且R1係在沿著該本體的縱向轴線的一點處的最大半徑（R1);並且其中Rs係不大於約1 〇 mm ;並且沿著該本體的一成形長度對該磨頭式研磨工具進行切入式修整。 81. 如申請專利範圍第80項所述之方法，其中修整包括使一修整本體沿著該本體的一成形長度在不同的位置處以不同的速度來轉動。 82. 如申請專利範圍第80項所述之方法，其中精加工包括形成一精加工的表面’該精加工的表面限定了該工件中的凹腔形狀的開口並且具有不大於約2微米的平均表面粗糙度（Ra)。 83.如申請專利範圍第80項所述之方法，其中在精加工的過程中’在該磨頭式研磨工具和限定該凹腔形狀的開口的一工件表面的一介面處提供了一溶於水的冷卻劑材料。 84. —種對工件進行精加工之方法，包括：提供一工件，該工件具有在該工件的一表面内粗糙地形成的一凹腔形狀的開口；並且 43 201206627 使用一磨頭式研磨工具對該凹腔形狀的開口進行精加工’該磨頭式研磨工具包括在一玻璃質黏結物内包含的磨料顆粒’其中在精加工的過程中，在該磨頭式研磨工具與限定該凹腔形狀的開口的該工件表面的一表面的介面處提供了一溶於水的冷卻劑材料。 S 44 201206627