TW202402450A - 研磨裝置及研磨方法以及機械零件 - Google Patents
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Abstract
［課題］以提供可將研磨加工所需之時間縮短化、使密封面之品質穩定化的研磨裝置及研磨方法為目的之一，進一步以提供密封面之品質經穩定化的機械零件為目的之一。［解決手段］一實施型態相關的研磨裝置，其具有：支持研磨具的支持部、支承研磨對象物的工作台、使前述支持部與前述工作台沿著研磨面之形狀相對移動的第1驅動部，以及以裝設於前述研磨具的研磨部件之一端朝向移動方向的方式使前述支持部與前述第1驅動部同步旋轉的第2驅動部。
Description
本揭露之一實施型態係關於研磨裝置及研磨方法以及機械零件。
在半導體裝置、顯示裝置用之顯示面板等各式各樣的電子零件之製造工序中，可進行在真空中的處理。對於構成於此種在真空中的處理中使用之真空容器的零件彼此接觸的部分，為了確保容器內部的密封性，會於接觸的零件之一者或兩者設置有溝槽，並於該溝槽設置有O形環等密封部件。專利文獻1揭露有使用U字車刀形（spring-necked turning tool）切削工具將工件切削的切削加工方法。
『專利文獻』
《專利文獻1》：日本專利公開第H06-126520號公報
設置於密封部件的溝槽，通常係藉由使用端銑刀等旋轉式切削工具等對密封面切削加工來形成。於切削出期望之形狀之溝槽後的密封面，有時會稍微殘留凹凸或切削屑，為了將此等消除而需要研磨加工。密封面之研磨加工多由作業員以手工作業進行，但至研磨完成需要長時間，研磨面之表面粗糙度會因作業員的經驗或技術而產生差異，有密封面之品質不穩定這樣的問題。
本揭露之一實施型態有鑑於上述問題，以提供可將研磨加工所需之時間縮短化、使密封面之品質穩定化的研磨裝置及研磨方法為目的之一。
並且，本揭露之一實施型態以提供密封面之品質經穩定化的機械零件為目的之一。
根據本揭露之一實施型態的研磨裝置，其具有：支持研磨具的支持部、支承研磨對象物的工作台、使前述支持部與前述工作台沿著研磨面之形狀相對移動的第1驅動部，以及以裝設於前述研磨具的研磨部件之一端朝向移動方向的方式使前述支持部與前述第1驅動部同步旋轉的第2驅動部。
根據本揭露之一實施型態的研磨方法，其係研磨硬質氧皮鋁上之研磨面的研磨方法，其具有：透過第1研磨部件以第1推壓強度研磨前述研磨面的第1階段，以及於前述第1階段之後透過第2研磨部件以第2推壓強度研磨前述研磨面的第2階段，其中前述第1推壓強度低於前述第2推壓強度。
根據本揭露之一實施型態的機械零件，其具有硬質氧皮鋁表面，於前述硬質氧皮鋁表面之一部分具有研磨面，前述研磨面之波紋度為0.2 μm以下，且前述研磨面之表面粗糙度為0.4 μm以下。
根據本揭露之一實施型態，藉由以機械將研磨工序自動化，可將研磨加工所需之時間縮短化，使密封面之品質穩定化。
以下一邊參照圖式等一邊說明本揭露之實施型態。惟本發明能夠以多種相異的態樣實施，並非受以下示例之實施型態之記載內容所限定解釋者。圖式為使說明更為明確，相比於實際態樣，針對各部的幅寬、厚度、形狀等有示意表現的情形，但終究只係一例，並非限定本揭露之解釋者。
圖式為使說明更為明確，相比於實際態樣，針對各部的幅寬、厚度、形狀等有示意表現的情形，但終究只係一例，並非限定本發明之解釋者。並且，在本說明書與圖式中，有時會對具備與已針對既有之圖式說明者相同之功能的元件標註相同符號，省略重複的說明。並且，在本說明書與圖式中，有時候會對相同部分或具有同樣功能的部分標註相同的符號或類似的符號（僅於數字之後標註A、B等的符號），省略其重複之說明。
在本說明書中，在某部件或區域定為位於其他部件或區域之「上（或下）」的情況下，除非特別限定，否則其不僅包含位於其他部件或區域之正上（或正下）的情形，還包含位於其他部件或區域之上方（或下方）的情形，亦即亦包含在其他部件或區域之上方（或下方）於其間包含有另一構成元件的情形。
並且，在本說明書中，「α包含A、B或C」、「α包含A、B及C之任一者」、「α包含選自由A、B及C而成的群組之一者」等的表現，除非特別明示，否則不排除α包含A乃至C之多種組合的情形。再者，此等表現亦不排除α包含其他元件的情形。
以下參照圖式說明本揭露之一實施型態相關的研磨裝置10。
圖1係用以說明本揭露之一實施型態相關的研磨裝置10之構造之一例的圖。如圖1所示，研磨裝置10包含：支持部101、工作台103、第1驅動部105及第2驅動部107。
支持部101支持研磨具201。關於研磨具201將於後敘述。支持部101裝設於第1驅動部105。
工作台103支承研磨對象物203。研磨對象物203係機械零件之一部分。研磨對象物203不特別受限，但舉例而言亦可為構成在真空裝置中使用之真空儀器的零件。在此情況下，研磨對象物203具備真空容器之密封面。密封面亦可實施例如硬質氧皮鋁處理。研磨具201可對研磨對象物203之硬質氧皮鋁膜研磨。在本實施型態中，形成於研磨對象物203的皮膜並非受限於硬質氧皮鋁。舉例而言，研磨對象物203之表面的硬度為Hv350～450左右。
第1驅動部105使支持部101與工作台103沿著研磨對象物203之研磨面的形狀相對移動。換言之，第1驅動部105具有以研磨具201能夠沿著研磨面之形狀移動的方式使支持部101及工作台103之一者或兩者之位置移動的機構。第1驅動部105包含：第1移動部109、第1導引部111、第2導引部113、第2移動部115及第3導引部117。
第1移動部109使支持部101沿著z方向移動。第1導引部111以沿z方向延伸的方式設置於研磨裝置10之本體119。第1導引部111導引第1移動部109往z方向移動。舉例而言，第1導引部111亦可為沿z方向延伸的軌道，第1移動部109亦可沿著第1導引部111沿z方向滑動。第1移動部109及第1導引部111構成使支持部101移動的第1移動機構112。
第2導引部113導引工作台103往x方向移動。第2導引部113亦可為具有沿著x方向之一對邊與沿著y方向之一對邊的矩形板體。工作台103以能夠沿x方向滑動的方式由第2導引部113所支持。舉例而言，工作台103亦可以夾住第2導引部113之沿著x方向的一對邊之邊緣的方式設置，沿著第2導引部113之沿著x方向的一對邊之邊緣滑動。
第2移動部115使支持工作台103的第2導引部113沿著y方向移動。第3導引部117以沿y方向延伸的方式設置於研磨裝置10之本體119。第3導引部117導引第2導引部113往y方向移動。舉例而言，第3導引部117亦可為沿y方向延伸的軌道，第2導引部113亦可沿著第3導引部117沿y方向滑動。
第2導引部113、第2移動部115及第3導引部117亦可構成使工作台103移動的第2移動機構118。
雖已說明第1驅動部105之構造之一例，但在本實施型態中，第1驅動部105之構造並非受限於上述。舉例而言，第1驅動部105亦可更包含使支持部101沿x方向及／或y方向移動的移動機構。並且，第1驅動部105亦可更包含使工作台103沿z方向移動的移動機構。
第2驅動部107使支持研磨具201的支持部101旋轉。並且，第2驅動部107可以裝設於研磨具201的研磨部件之一端常態朝向研磨具201之移動方向的方式使支持部101與第1驅動部105同步旋轉，所述研磨具201之移動方向係沿著研磨對象物203之研磨面者。
圖雖未繪示，但研磨裝置10具備多個電動機。透過此等電動機，第1驅動部105及第2驅動部107使支持部101及工作台103移動、旋轉。
圖2係研磨裝置10之功能方塊圖之一例。如圖2所示，研磨裝置10包含輸入操作部121及控制部122。
輸入操作部121係操作面板、操作按鈕、觸控面板等裝置，將因應輸入之操作的訊號輸出至控制部122。從事研磨作業的作業員可中介輸入操作部121控制研磨裝置10之第1驅動部105及第2驅動部107的動作。舉例而言，作業員可中介輸入操作部121，設定或變更由研磨裝置10執行的研磨工序之開始及停止、支持部101之旋轉速度、支持部101及工作台103之移動速度及移動方向。
控制部122包含CPU等運算處理電路及記憶部。控制部122透過CPU來執行儲存於記憶部的控制程式，控制第1驅動部105及第2驅動部107的動作，透過研磨裝置10來實現研磨功能。
圖3、圖4及圖5係繪示本實施型態相關的由研磨裝置10之支持部101所支持的研磨具201之一例的概略圖。
由本實施型態相關的研磨裝置10執行的研磨對象物203之研磨工序包含：透過第1研磨部件以第1推壓強度對研磨面研磨的第1階段，以及於第1階段之後透過第2研磨部件以第2推壓強度對研磨面研磨的第2階段。第1研磨部件與第2研磨部件係彼此相異之材質的研磨部件。並且，第1推壓強度與第2推壓強度彼此相異。於此，所謂推壓強度，意謂在研磨工序中於研磨部件與研磨對象物203之研磨面接觸時施加於研磨治具的負荷。
圖3係繪示於在研磨工序中的第1階段中使用的研磨具201A之一例的概略圖。研磨具201A包含：治具303及中介研磨部件支承部307裝設於治具303的第1研磨部件305A。第1研磨部件305A亦可為由例如陶瓷纖維、尼龍等所形成的刷具。換言之，在研磨工序中的第1階段係利用刷具的研磨工序。
圖6係治具303的概略分解圖之一例。如圖3及圖6所示，治具303包含：研磨部件支承部307、固定部309、支架311、蓋件313。
固定部309固定於研磨裝置10之支持部101。支架311接合至固定部309。於支架311之內部設置有空心的收納部312，於收納部312插入有螺旋彈簧315。在第1階段中使用的研磨具201A之螺旋彈簧315之彈簧常數為1 N/mm以上且5 N/mm以下。透過插入至治具303的螺旋彈簧315來形成浮動機構。
研磨部件支承部307插入至固定部309之收納部312而固定。研磨部件支承部307以中介墊圈316使螺旋彈簧315壓縮的方式插入至收納部312。此時，研磨部件支承部307以不使螺旋彈簧315完全密合的方式壓縮。於研磨部件支承部307設置有空心部308。於空心部308以能夠裝卸的方式裝設有第1研磨部件305A。
於支架311設置有一對孔洞317。於孔洞317分別插入有鋼珠319。蓋件313以堵住插入有鋼珠319之孔洞317的方式配置於孔洞317上，透過2個擋圈321來固定蓋件313以使之不偏離。
圖4係繪示於在研磨工序中的第2階段中使用的研磨具201B之一例的概略圖。研磨具201B除了裝設於治具303的第2研磨部件305B之材質與第1研磨部件305A之材質相異，以及治具303內部之螺旋彈簧315具有與插入至圖3及圖6所示之研磨具201A之治具303內部的螺旋彈簧315相異的彈簧常數以外，具有與圖3及圖6所示之研磨具201A略為相同的構造。
在圖4所示之研磨具201B中，第2研磨部件305B係塗布了例如氧化鋁、氧化鈦、鋯石等磨粒的海綿研磨劑。換言之，在研磨工序中的第2階段係利用海綿的研磨工序。研磨部件305之形狀亦可為例如圓柱狀。
插入至研磨具201B之治具303的螺旋彈簧315之彈簧常數，與插入至在第1階段中使用的研磨具201A之治具303的螺旋彈簧315之彈簧常數相異。插入至研磨具201B之治具303之內部的螺旋彈簧315之彈簧常數超過1 N/mm且為10 N/mm以下。插入至研磨具201B之治具303之內部的螺旋彈簧315之彈簧常數，較插入至研磨具201A之治具303之內部的螺旋彈簧315之彈簧常數還高。
從事由研磨裝置10執行之研磨工序的作業員於使用了研磨具201A的第1階段結束後，亦可自研磨裝置10之支持部101取下研磨具201A並將研磨具201B裝設於支持部101。並且，作業員亦可將研磨具201A之治具303分解，自已在第1階段中使用之研磨具201A取出具有1 N/mm以上且5 N/mm以下之彈簧常數的螺旋彈簧315，替換為在第2階段中使用之具有超過1 N/mm且為10 N/mm以下之彈簧常數的螺旋彈簧315，藉此製作研磨具201B。在此情況下，作業員亦可在替換治具303之螺旋彈簧315的同時，將裝設於研磨具201A的第1研磨部件305A取下並以能夠裝卸的方式裝設第2研磨部件305B。
圖5係繪示於在研磨工序中的第2階段中使用的研磨具201C之另一例的概略圖。裝設於研磨具201C之治具303的第2研磨部件305C係與圖4所示之第2研磨部件305B相異的第2研磨部件之另一例。研磨具201C除了裝設於治具303的第2研磨部件305C之形狀與第2研磨部件305B之形狀相異以外，具有與圖4所示之研磨具201B略為相同的構造。
研磨具201C之第2研磨部件305C的材質與研磨具201B之第2研磨部件305B的材質相同。另一方面，第2研磨部件305C之形狀與第2研磨部件305B相異，亦可為例如半球狀。
從事由研磨裝置10執行之研磨工序的作業員於使用了研磨具201A的第1階段結束後，亦可自研磨裝置10之支持部101取下研磨具201A並將研磨具201C裝設於支持部101。並且，作業員亦可將研磨具201A之治具303分解，自已在第1階段中使用之研磨具201A取出具有1 N/mm以上且5 N/mm以下之彈簧常數的螺旋彈簧315，替換為在第2階段中使用之具有超過1 N/mm且為10 N/mm以下之彈簧常數的螺旋彈簧315，同時將裝設於研磨具201A的第1研磨部件305A取下並以能夠裝卸的方式裝設第2研磨部件305C，藉此製作研磨具201C。
圖4所示之研磨具201B及圖5所示之研磨具201C皆可在由研磨裝置10執行的研磨工序之第2階段中使用。圖4所示之研磨具201B良佳為使用於研磨對象物203之研磨面為圓形的情形。另一方面，研磨具201C良佳為使用於研磨對象物203之研磨面為非圓形的情形。
圖7係自上方觀看研磨對象物203之一例的俯視圖。研磨對象物203，舉例而言，係構成真空容器的零件，係由鋁合金、不鏽鋼等所形成。研磨對象物203具有密封面701。密封面701係經硬質氧皮鋁處理，硬質氧皮鋁皮膜的膜厚亦可為約30 μm～約100 μm。密封面701包含多個研磨面。於此，所謂研磨面，意謂密封面701上之由研磨具201研磨的面。研磨面包含圓形之研磨面703a～703j及非圓形之研磨面705a～705c。
研磨圓形之研磨面703a～703j時，以在第2階段中使用圖4所示之研磨具201B為佳。在第2階段中，研磨裝置10之第2驅動部107使支持研磨具201B的支持部101以指定之旋轉速度旋轉。換言之，研磨具201B之第2研磨部件305B一邊以指定之旋轉速度旋轉，一邊研磨圓形之研磨面703a～703j。
研磨非圓形之研磨面705a～705c時，以在第2階段中使用圖5所示之研磨具201C為佳。研磨裝置10之第2驅動部107沿著非圓形之研磨面705a～705c之形狀，以裝設於研磨具201C的第2研磨部件305C之指定之一端常態朝向研磨具201C移動之方向的方式使支持部101旋轉。舉例而言，第2研磨部件305C之指定之一端係半球狀之第2研磨部件305C之外表面（球冠）的一部分。
圖8係用以說明於研磨非圓形之研磨面時裝設於研磨具201C的第2研磨部件305C之移動路徑的概略圖。在圖8中，繪示圖7所示之非圓形之研磨面705b作為非圓形之研磨面。並且，在圖8中，研磨具201C之移動方向係以虛線的箭號表示。如圖8所示，在第2階段中，第2驅動部107沿著研磨面705b之形狀，以第2研磨部件305C之指定之一端801a常態朝向研磨具201C之移動方向的方式使支持部101旋轉。
經過由研磨裝置10執行的包含第1階段及第2階段之研磨工序的研磨對象物203之研磨面之表面粗糙度，以波紋度為0.2 μm以下、波紋度之標準差為0.2 μm以下、表面粗糙度為0.4 μm以下、表面粗糙度之標準差為0.3 μm以下為佳。研磨對象物203之研磨面之表面粗糙度以0.2 μm以下為較佳。於此，設置於研磨面之間隔的相異起伏之中，將起伏較大者稱為「波紋度」。「波紋度」與起伏較小的「粗糙度」之區分，可使用由JIS B0633所定義的基準長度（截止值）。
在本實施型態中，在由研磨裝置10執行的研磨工序中，包含：透過第1研磨部件305A以第1推壓強度對研磨面研磨的第1階段，以及於第1階段之後透過第2研磨部件305B或第2研磨部件305C以第2推壓強度對研磨面研磨的第2階段。由於插入至裝設有第1研磨部件305A的研磨具201A之治具303的螺旋彈簧315之彈簧常數與插入至裝設有第2研磨部件305B、305C的研磨具201B、201C之治具303的螺旋彈簧315之彈簧常數彼此相異，故可在係為利用刷具之研磨工序的第1階段與係為利用包含磨粒之海綿之研磨工序的第2階段，改變施加於研磨具201A與研磨具201B、201C的推壓強度。具體而言，可使第2推壓強度較第1推壓強度還高。
藉此，可透過機械將研磨工序自動化，同時將研磨加工所需之時間縮短化，使密封面之品質穩定化。並且，可將研磨面之波紋度及表面粗糙度做成較透過作業員之手工作業研磨的研磨面之波紋度、表面粗糙度還小，可提升密封面的氣密性。
並且，藉由第2驅動部107以第2研磨部件305C之指定之一端常態朝向研磨具201C之移動方向的方式使支持部101旋轉，即使係研磨面為非圓形的情形，亦可透過機械將研磨工序自動化。
『實施例』
〈實施例1〉
［研磨裝置及研磨對象物］
作為研磨對象物，準備尺寸：直徑360 mm×t40 mm的鋁合金A6061，於表面施行硬質氧皮鋁處理，形成厚度80 μm的硬質氧皮鋁皮膜。將於表面形成有硬質氧皮鋁皮膜的鋁合金A6061作為研磨對象物使用，透過本實施型態相關的研磨裝置，研磨形成有硬質氧皮鋁皮膜的表面。研磨對象物之研磨面做成與圖7所示的研磨對象物203之研磨面相同。作為研磨裝置，使用發那科公司製之ROBODRILL，將XEBEC公司製之浮動支架（FH-ST12-SL10）作為研磨具之治具使用。
［研磨具］
在由研磨裝置執行的研磨工序之第1階段中，使用藉由將MISUMI公司製之螺旋彈簧（WL10-35，彈簧常數：1 N/mm）插入至治具之內部並將刷具長度已調整至12 mm的XBEC公司製之刷具（A11-EB06M）裝設於治具來製作的研磨具（以下稱為第1研磨具）。並且，在由研磨裝置執行的研磨工序之第2階段中研磨圓形之研磨面時，使用藉由將MISUMI公司製之螺旋彈簧（WT10-35，彈簧常數：2 N/mm）插入至治具之內部、將3M公司製之海綿研磨材（超細）切割成直徑為21 mm、厚度為5 mm的圓柱狀並裝設於治具來製作的研磨具（以下稱為第2研磨具A）。並且，在由研磨裝置執行的研磨工序之第2階段中研磨非圓形之研磨面時，使用藉由將MISUMI公司製之螺旋彈簧（WT10-35，彈簧常數：2 N/mm）插入至治具之內部、將3M公司製之海綿研磨材（超細）切割成幅寬為6 mm、長度為40 mm、於末端加工成直徑為5 mm的半球狀並裝設於治具來製作的研磨具（以下稱為第2研磨具B）。
［圓形之研磨面的研磨工序］
（第1階段）
在研磨工序之第1階段中，對於研磨對象物的圓形之研磨面10處（參照圖7所示之圓形之研磨面703a～703j）分別使之以第1研磨具之旋轉速度5000 rpm、進給速度2000 mm/min在半徑7.5 mm之位置自Z：2.0 mm螺旋狀移動至Z：−1.0 mm，以半徑7.5 mm之圓弧磨5圈後，偏移1.75 mm並以螺線路徑磨5圈。之後，對於研磨對象物的圓形之研磨面10處分別使之以變更為8000 rpm的第1研磨具之旋轉速度、進給速度2000 mm/min在半徑7.5 mm之位置自Z：2.0螺旋狀移動至Z：−1.0，以半徑7.5 mm之圓弧磨5圈後，偏移1.75 mm並以螺線路徑磨5圈。
（第2階段）
在研磨工序之第2階段中，對於研磨對象物的圓形之研磨面10處分別以第2研磨具A之旋轉速度30 rpm將第2研磨具A螺旋狀下降至Z：−3.0 mm，實施停止研磨10秒鐘，將上述定為1組，並予以實施2組。
［非圓形研磨面之研磨工序］
（第1階段）
在研磨工序之第1階段中，對於研磨對象物的非圓形之研磨面3處（參照圖7所示之研磨面705a～705c）分別設定成第1研磨具之旋轉速度5000 rpm、進給速度2000 mm/min，將第1研磨具螺旋狀下降至Z：−1.0 mm，分別對研磨面705a及研磨面705b研磨10圈，對研磨面705c研磨5圈，將上述定為1組，對於研磨面705a、研磨面705b及研磨面705c分別予以實施2組。之後，將第1研磨具之旋轉速度變更為8000 rpm，將第1研磨具螺旋狀下降至Z：−0.5 mm，對研磨面705a及研磨面705b分別研磨20圈，對研磨面705c研磨10圈，將上述定為1組，對於研磨面705a、研磨面705b及研磨面705c分別予以實施2組。
（第2階段）
在研磨工序之第2階段中，對於研磨對象物的非圓形之研磨面3處（參照圖7所示之研磨面705a～705c）分別在第2研磨具B之半徑（R）部中設定成進給速度2000/min，在直線部中設定成進給速度4000/min，將第2研磨具B螺旋狀下降至Z：−1.0 mm，對研磨面705a及研磨面705b分別研磨20圈，對研磨面705c研磨10圈，將上述定為1組，並予以實施6組。
〈比較例1〉
作為比較例1，以由作業員所致之手工作業對於與在上述實施例1中使用之研磨對象物相同之研磨對象物中的圓形之研磨面703a～703j與非圓形之研磨面705a～705c研磨。利用手工作業的研磨工序如下。
首先，使用與上述實施例1相同的研磨對象物作為研磨對象物。比照實施例1，研磨對象物之研磨面做成與圖7所示之研磨對象物203之研磨面相同。其次，將露出研磨對象物之圓形之研磨面10處（參照圖7所示之研磨面703a～703j）及非圓形研磨面之3處（參照圖7所示之研磨面705a～705c）的遮蔽貼片貼於研磨對象物之密封面701。於遮蔽貼片上進一步貼附補強用的靠模件。之後，將SULCLUT（協同油脂股份有限公司製）塗於各研磨面703a～703j、705a～705c後，使用3M公司製之海綿研磨劑（細）以手工作業對於各研磨面703a～703j、705a～705c研磨1.5小時。其次，使用3M公司製之海綿研磨劑（超細）以手工作業對於各研磨面703a～703j、705a～705c研磨1.5小時。之後，以塗有NEICLEAN 2的清潔巾擦拭各研磨面703a～703j、705a～705c，將遮蔽貼片自研磨面701剝離。
實施於上已述之實施例1所記載的研磨工序後的研磨面之表面粗糙度（Ra）與作業時間揭示於以下之表1。並且，實施比較例1之研磨工序後的研磨面之表面粗糙度（Ra）與作業時間揭示於以下之表2。
『表1』
| 研磨面 | ||
| 表面粗糙度(Ra) | 703a | 0.250 μm |
| 703b | 0.215 μm | |
| 703c | 0.219 μm | |
| 703d | 0.230 μm | |
| 703e | 0.222 μm | |
| 703f | 0.220 μm | |
| 703g | 0.199 μm | |
| 703h | 0.184 μm | |
| 703i | 0.211 μm | |
| 703j | 0.180 μm | |
| 705a | 0.131 μm | |
| 705b | 0.209 μm | |
| 705c | 0.233 μm | |
| 表面粗糙度(Ra)平均 | － | 0.208 μm |
| 表面粗糙度(Ra)標準差 | － | 0.030 μm |
| 作業時間 | － | 40分鐘 |
『表2』
| 研磨面 | ||
| 表面粗糙度(Ra) | 703a | 0.221 μm |
| 703b | 0.241 μm | |
| 703c | 0.283 μm | |
| 703d | 0.211 μm | |
| 703e | 0.264 μm | |
| 703f | 0.168 μm | |
| 703g | 0.200 μm | |
| 703h | 0.341 μm | |
| 703i | 0.252 μm | |
| 703j | 0.228 μm | |
| 705a | 0.347 μm | |
| 705b | 0.384 μm | |
| 705c | 0.357 μm | |
| 表面粗糙度(Ra)平均 | － | 0.269 μm |
| 表面粗糙度(Ra)標準差 | － | 0.068 μm |
| 作業時間 | － | 180分鐘 |
比較以上之實施例1與比較例1，可知根據本實施型態相關之研磨裝置的研磨較利用手工作業的研磨還要大幅縮短研磨工序所耗之時間，同時可獲得較利用手工作業的研磨還優良的結果或略為同等的結果。並且可知，實施例1研磨位置相關的表面粗糙度之差異較比較例1還小，可使密封面之品質穩定。
〈實施例2〉
透過與實施例1略為相同的研磨工序對於與在上述實施例1中使用之研磨對象物相同之研磨對象物中的圓形之研磨面703a、703e、703j與非圓形之研磨面705a～705c研磨。惟與上述實施例1相異，在使用第2研磨具A或第2研磨具B的第2階段中，將已在上述實施例1中說明的第2階段定為1循環，於每1循環結束時替換海綿，分別進行3循環。
以下所示之表3揭示經過利用實施例2之研磨工序的圓形之研磨面703a、703e、703j之波紋度及表面粗糙度，表4揭示經過利用實施例2之研磨工序的非圓形之研磨面705a～705c之波紋度及表面粗糙度。此外，用以區分波紋度與表面粗糙度的截止值定為200 μm。
『表3』
| 研磨面 | 波紋度 (Wa[μm]) | 波紋度之標準差(Wq[μm]) | 表面粗糙度 （算術平均粗糙度） (Sa[μm]) | 表面粗糙度之標準差(Sq[μm]) |
| 703a | 0.062 | 0.079 | 0.193 | 0.262 |
| 703e | 0.061 | 0.074 | 0.155 | 0.208 |
| 703j | 0.071 | 0.083 | 0.115 | 0.150 |
| 平均 | 0.066 | 0.079 | 0.155 | 0.207 |
『表4』
| 研磨面 | 波紋度 (Wa[μm]) | 波紋度之標準差(Wq[μm]) | 表面粗糙度 （算術平均粗糙度） (Sa[μm]) | 表面粗糙度之標準差(Sq[μm]) |
| 705a | 0.068 | 0.084 | 0.135 | 0.170 |
| 705b | 0.149 | 0.182 | 0.112 | 0.156 |
| 705c | 0.107 | 0.130 | 0.153 | 0.195 |
| 平均 | 0.108 | 0.132 | 0.133 | 0.173 |
如表3及表4所示，藉由透過本實施型態相關的研磨裝置實施研磨工序，在圓形之研磨面及非圓形研磨面之兩者中，研磨面之波紋度成為0.2 μm以下，波紋度之標準差成為0.2 μm以下。並且，在圓形之研磨面及非圓形研磨面之兩者中，研磨面之表面粗糙度成為0.2 μm以下，表面粗糙度之標準差成為0.3 μm以下。尤其，在圓形之研磨面及非圓形研磨面之兩者中，研磨面之表面粗糙度成為0.2 μm以下。再者，在圓形研磨面中，可將波紋度做成0.1 μm以下。
〈比較例2〉
作為比較例2，以由作業員所致之手工作業對於與在上述實施例1中使用之研磨對象物相同之研磨對象物中的圓形之研磨面703a、703e、703j與非圓形之研磨面705a～705c研磨。研磨係以如下所述的程序來進行。
首先，將露出研磨對象物之圓形之研磨面703a、703e、703j與非圓形之研磨面705a～705c的遮蔽貼片貼於研磨對象物之密封面701。於遮蔽貼片上進一步貼附補強用的靠模件。之後，將SULCLUT（協同油脂股份有限公司製）塗於各研磨面703a、703e、703j、705a～705c後，使用3M公司製之海綿研磨劑（細）以手工作業對於各研磨面703a、703e、703j、705a～705c研磨1.5小時。其次，使用3M公司製之海綿研磨劑（超細）以手工作業對於各研磨面703a、703e、703j、705a～705c研磨1.5小時。之後，以塗有NEICLEAN 2的清潔巾擦拭各研磨面703a、703e、703j、705a～705c，將遮蔽貼片自研磨面701剝離。
以下所示之表5揭示經過利用於上已述之手工作業之研磨工序的圓形之研磨面703a、703e、703j之波紋度及表面粗糙度，表6揭示經過利用於上已述之手工作業之研磨工序的非圓形之研磨面705a～705c之波紋度及表面粗糙度。此外，用以區分波紋度與表面粗糙度的截止值定為200 μm。
『表5』
| 研磨面 | 波紋度 (Wa[μm]) | 波紋度之標準差(Wq[μm]) | 表面粗糙度 （算術平均粗糙度） (Sa[μm]) | 表面粗糙度之標準差(Sq[μm]) |
| 703a | 0.310 | 0.365 | 0.109 | 0.143 |
| 703e | 0.100 | 0.124 | 0.224 | 0.288 |
| 703j | 0.198 | 0.243 | 0.100 | 0.130 |
| 平均 | 0.203 | 0.244 | 0.145 | 0.187 |
『表6』
| 研磨面 | 波紋度 (Wa[μm]) | 波紋度之標準差(Wq[μm]) | 表面粗糙度 （算術平均粗糙度） (Sa[μm]) | 表面粗糙度之標準差(Sq[μm]) |
| 705a | 0.146 | 0.186 | 0.182 | 0.255 |
| 705b | 0.100 | 0.122 | 0.126 | 0.175 |
| 705c | 0.10 | 0.124 | 0.247 | 0.385 |
| 平均 | 0.116 | 0.144 | 0.185 | 0.272 |
如表5及表6所示，於在比較例2中的圓形之研磨面及非圓形研磨面之兩者中，研磨面之波紋度變得較上述實施例2還大。並且，在比較例2中的非圓形研磨面之表面粗糙度及表面粗糙度之標準差變得較上述實施例2還大。在比較例2中的圓形之研磨面之表面粗糙度及表面粗糙度之標準差雖變得較上述實施例2還略小，但每個研磨位置之表面粗糙度及表面粗糙度之標準差的差異，變得較上述實施例2之圓形之研磨面之每個研磨位置之表面粗糙度及表面粗糙度之標準差的差異還大。
比較以上之實施例2與比較例2，可知根據本實施型態相關之研磨裝置的研磨可獲得較利用手工作業的研磨還優良的結果或略為同等的結果。
［變形例］
上面雖已說明本揭露之實施型態之一例，但本揭露之實施型態不受限於上述之實施型態。以下說明由本揭露之研磨裝置執行的研磨工序之變形例。
使用刷具作為研磨部件的第1階段之研磨工序，亦可包含實施粗加工的前處理及實施最後加工的後處理。在此情況下，良佳為在前處理與後處理中將具有彼此相異之彈簧常數的彈簧插入至研磨具之治具，改變施加於在前處理中使用之研磨具的推壓強度與施加於在後處理中使用之研磨具的推壓強度。更詳言之，施加於在前處理中使用之研磨具的推壓強度以較施加於在後處理中使用之研磨具的推壓強度還高為佳。換言之，插入至在前處理中使用之研磨具之治具的彈簧之彈簧常數以較插入至在後處理中使用之研磨具之治具的彈簧之彈簧常數還高。
作為本揭露之一實施型態的於上已述之實施型態及變形例，只要不相互矛盾，即可適當組合而實施。並且，依據實施型態所示之構造，本發明所屬技術領域中具有通常知識者進行適當構成元件的追加、刪除或者設計變更者，或進行工序之追加、省略或者條件變更者，只要具備本揭露之要旨，亦即為本發明之範圍所包含。
即使係與由於上已述之實施型態之態樣所促成之作用效果相異的其他作用效果，關於自本說明書之記載顯而易見者或對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言得輕易預測者，理當理解為由本發明所促成者。
10:研磨裝置
101:支持部
103:工作台
105:第1驅動部
107:第2驅動部
109:第1移動部
111:第1導引部
112:第1移動機構
113:第2導引部
115:第2移動部
117:第3導引部
118:第2移動機構
119:本體
121:輸入操作部
122:控制部
201（201A～201C）:研磨具
203:研磨對象物
303:治具
305（305A～305C）:研磨部件
307:研磨部件支承部
308:空心部
309:固定部
311:支架
312:收納部
313:蓋件
315:螺旋彈簧
316:墊圈
317:孔洞
319:鋼珠
321:擋圈
701:密封面
703a～703j:圓形之研磨面
705a～705c:非圓形之研磨面
801a:一端
〈圖1〉係用以說明本揭露之一實施型態相關的研磨裝置之構造之一例的圖。
〈圖2〉係一實施型態相關的研磨裝置之功能方塊圖。
〈圖3〉係繪示在一實施型態相關的研磨裝置中使用的研磨具之一例的概略圖。
〈圖4〉係繪示在一實施型態相關的研磨裝置中使用的研磨具之一例的概略圖。
〈圖5〉係繪示在一實施型態相關的研磨裝置中使用的研磨具之一例的概略圖。
〈圖6〉係在一實施型態相關的研磨裝置中使用的研磨具之治具的概略分解圖。
〈圖7〉係自上方觀看研磨對象物之一例的俯視圖。
〈圖8〉係用以說明在對研磨對象物之非圓形之研磨面研磨時的第2研磨部件之移動路徑的概略圖。
10:研磨裝置
101:支持部
103:工作台
105:第1驅動部
107:第2驅動部
109:第1移動部
111:第1導引部
112:第1移動機構
113:第2導引部
115:第2移動部
117:第3導引部
118:第2移動機構
119:本體
201:研磨具
203:研磨對象物
Claims (9)
- 一種研磨裝置，其具有：支持研磨具的支持部、支承研磨對象物的工作台、使前述支持部與前述工作台沿著研磨面之形狀相對移動的第1驅動部，以及以裝設於前述研磨具的研磨部件之一端朝向移動方向的方式使前述支持部與前述第1驅動部同步旋轉的第2驅動部。
- 如請求項1所述的研磨裝置，其中前述第1驅動部使前述支持部與前述工作台沿著前述研磨面之形狀非圓形相對移動。
- 一種硬質氧皮鋁表面之研磨方法，其係研磨硬質氧皮鋁上之研磨面的研磨方法，其具有：透過第1研磨部件以第1推壓強度研磨前述研磨面的第1階段，以及於前述第1階段之後透過第2研磨部件以第2推壓強度研磨前述研磨面的第2階段，其中前述第1推壓強度低於前述第2推壓強度。
- 如請求項3所述的硬質氧皮鋁表面之研磨方法，其中前述第2階段包含：將前述第2研磨部件推壓於前述研磨面並使前述第2研磨部件與前述研磨面相對移動，以前述第2研磨部件之一端朝向移動方向的方式使前述第2研磨部件旋轉。
- 如請求項3或4所述的硬質氧皮鋁表面之研磨方法，其中前述第1研磨部件係刷具，前述第2研磨部件係海綿。
- 如請求項5所述的硬質氧皮鋁表面之研磨方法，其中以治具支承前述第1研磨部件及前述第2研磨部件，藉由前述治具之彈簧常數來控制前述第1推壓強度與前述第2推壓強度。
- 一種機械零件，其具有硬質氧皮鋁表面，於前述硬質氧皮鋁表面之一部分具有研磨面，前述研磨面之波紋度為0.2 μm以下，且前述研磨面之表面粗糙度為0.4 μm以下。
- 如請求項7所述的機械零件，其中前述研磨面之波紋度的標準差為0.2 μm以下，表面粗糙度的標準差為0.3 μm以下。
- 如請求項7或8所述的機械零件，其中前述研磨面之波紋度為0.1 μm以下。
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| JP2023151593A (ja) | 2023-10-16 |
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