TW471991B - Removable electrode - Google Patents

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471991 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 A7 B7 五、發明説明（i ) 〔發明背景〕 〔發明所屬技锻領域〕 本發明係關於一種電解修整研磨用電極’更詳細地 說，即關於可於短時間内交換電極面的可移除電極。 〔相關技術之說明〕 近年，隨著科學技術的發展，對於超精密加工的要求 也不斷地飛躍地提升。故’為滿足此要求，本案提出人等 開發出一種電解加工修整研磨法（EleCtr〇1yti(： process Dressing: ELID研磨法）作為鏡面研磨技術方案 並發表於世（理研專題討論「鏡面研磨的最新技術動向」， 平成3年3月5曰舉辦）。 此EL I β研磨法係如第1圖所示之模式圖，為一種研磨 法，其為使用導電性磨輪1代替習知之電極研磨用之電 極’然後與此磨輪隔著間隙相對向地設置電極2，將導電 性液體3流過磨輪與電極間的間隙，對磨輪1與電極2之 間施加電壓，以電解修整磨輪，同時藉磨輪進行工件研磨。 亦即，以金屬黏結磨輪1為陽極，與磨輪表面隔著間隙設 置的電極2為陰極，研磨作業與磨輪的電解修整同時進 行，故能穩定地維持研磨性能。另外，圖上之4為工件（被 研磨材）、5為EUD電源、6為供電體、7為導電性液體的 喷嘴。

此EL ID研磨法不會產生因磨粒細小，而於電解修整時 發生磨粒粒子塞住磨輪溝縫間之問題，故，此研磨加工可 使磨粒細小，完成如鏡面般精緻的極優加工面。且，ELID 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 312367 〈請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

471991 A7 ___ B7 五、發明説明（2 ) 研磨法從高效率研磨到鏡面研磨，都可維持磨輪的研磨利. 度’於短時間内完成習知技術不可能荩成之高精密度奉 面’故可期待適用於各種研磨加工上β 前述ELID研磨法，基於電鍍原理，於與陽極之金屬黏 结磨輪1相對設置的陰極2表面上，與磨輪結合材的電解 溶出之所謂陽極反應產生相反現象，使磨輪結合材的金屬 成分堆積其上。 此陰電極表面上之堆積物，点理上係因由近於純金屬 所組成，雖不致於喪失導電性，但長期EUD研磨加工下 來，會造成：（1)此堆積物會堵塞陰極與磨輪間的間隙， 且表面凹凸，使磨輪的電解修整不穩定；（2)無法,穩定提 供足夠的研磨液體之問題。故，以往每隔數日（約丨〜7 天），必須停止設備，加寬電極磨輪的間隙，或將電極從設 備取下，用磨砂紙清除附著於表面上的堆積物。此結果產 生（3)增加設備維修時間，連續作業受限制，降低運轉率 之問題；又’⑷不斷重複此維修工作，電極表面形狀會 產生變化，必須更換整個電極，結果，需花更多時間在更 換電極及再調整整體設備上，效率 蚁丰更加惡化。故連續無人 運轉時’ EL ID研磨法無法維持i效 τ，、蚁果，此乃完全自動化時 所必須克服之缺點。 〔發明概述〕 本發明係為解決前述問題所研發者。亦即，本發明之 目的係提供一種電解修整研磨 体认认 用電極，可於短時間清除堆 積於陰電極表面上之堆積物 ’ -------—_ 月尹黾極表面，且不斷重禎 Μ氏張尺度賴家標準（CNS〉Α4規格（ 312367 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 'τ ΐτ 經濟部智恶財產局員工消費合作社印製 2 4/iWi r η 經濟部智惡財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 " 一~ ~~-- 使用電極形狀也不會變形’故可穩定地長 研磨之無人運轉。 艰仃 本發明所提供之可移除電極，係為一種電解修整研磨 之電極’其係與導電性磨輪之加工面隔著間隙相對向， 將導電性液體流進其間同時施加電壓，以電解修整磨輪同 時研磨工件’其特徵在具有與磨輪之加工面隔著一定間隙 之對向面（12a )的電極支撐元件（12);沿著該電極支撐 兀件=對向面可裝卸地設置導電性簿（14);及接觸於該導 電性箔，以施加電壓之導電性端子（1 6 )。 根據本發明之前述構成，電極支撐元件（12)設置有 對向面（12a)，且，只要沿前此對向面裝配導電性箔（丨4)， 即可讓導電性猪與導電性磨輪之加工面隔著間隙相對向。 於此狀態下’可透過導電性端子（16)對導電性羯施加電 壓，讓導電性液體流入與導電性磨輪之間，即可進行電解 修整磨輪同時消磨工件之電解修整研磨（eud研磨）。 又’導電性箔（14 )係可裝卸地裝配於電極支撐元件 之對向面，即使電極表面堆積有堆積物，只需更換導電性 白P 了 故月b在短時間内清淨電極.表面。又，重複更換導 電性箱不會使電極形狀變形’故可穩定地長時間進行EL ID 研磨之無人運轉。 根據本發明較佳實施型態，前述導電性箔（丨4 )可單 層或疊層地裝配於前述對向面（丨23)。 在單層情況中，將導電性箔（14)從電極支撐元件（12) 撕下’再貼上另一新導電性箔’即可更彳奐導電性箔，清淨 P A _ * m \ l …丨 .1 I " "' ' » Μ 反 ^ 4 A Ns c 举 標 冢 釐 公 3 312367 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 訂 線-- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '一 五、發明説明 電極表面。另’若為多層之情況 砉而$Μ堆積有堆積物之 面導電性箱取下’使下面之導電性荡 工面1¾龙卩日 等，第性磨輪之加 面h者間隙對向’即可進行EUD研磨。 前述導電性结U4)最好是形成帶狀 # A r Λ r, 丨千月b石著刖述 τ句面（12 a )間歇性或連續性移動。 :=，可將堆積：堆積物之導電落部分間 =性地更換為沒有堆積物的新部分，故可穩定地長時間 進仃ELID研磨之無人運轉。 而且，前述電極支撐元件（12)係以絕緣材料構成， 且最好有可引導導電性搭沿著前述對向孩 導槽U3)。 （⑴)移動的 藉此構成，可藉導槽（13)使導電性箱（14)與導電 性磨輪之加工面隔著一定間隙對向，且能將有堆積物的部 分更換成新的郜分。 本發明之其他目的及有利特徵，從參考附加圖面所做 之以下說明即可清楚知道。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖為EL ID研磨裝置之模視圖。 第2A圖至第2D圖為本發明之直筒型磨輪用之移除電 極之構造圖。 第3A圖至第3C圖為本發明之杯型磨輪用之移除電極 構造圖。 〔較佳實施例之說明〕 以下參考圖面說明本發明較佳實施型態。且，各圖共 312367 II - ϋ I— I n n I I^- n I i i ί T I— ! I! n .I 1___ .V-3 (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} A7 ^-------一 —__B7 五、發明説明（5^~—' 间部分均標註同―符號，並省略其重複說明。 、第2A圖至第2D圖，為本發明直筒 飞 極之構造圖。此圖之第2A圖為第丨實施二輪用第可 第2實施型態，第％圖為第3實施型態，第：為 實施型態。且，第2圖之各圖中，本發明4=.第4 A番站放社 + 5x 7:1 I可移除電極1 ( 為電解修整研磨用之電極 袖命从、 勒1 (此例為直筒 磨輪）之加工面la隔著間隙對向，將電電性液體^ 其間並施加電壓，以電解修整磨時换 與第1圖所示之習知電極2相同。磨件。此機能 第2A圖之第！實施型態中，本發明之移除電極1〇且 備·電極支撐元件12、導電性们4及導f性端子Μ。” 電極支撐元件12具有:與直筒型磨輪1之加工面隔著 -定間隙之對向面12a。此一定間_如約為〇._至 〇.3隨左右。又，電極支撐元件12最好是絕緣性 例 如塑膠）所構成。 導電性猪14係沿著電極支撐元件12之對向面m可 裝卸地裝配。此導電性们4為銅、黃鋼、銘、金、不錄鋼 等製成的落片，導電㈣14的厚度得為任意厚度，但最好 是在10um至50um左右。 於此例中，導電性端？ Γ6是用螺絲、等固定於電極支樓 元件12上，使其與導電性箔14接觸，此導電性端子ι6 經由未圖示之電源，施加負電壓。且，於此例中，上下各 設1個導電性端子16，每個都施加同一電壓，使其電壓均 等化’但亦可選擇其一為導電性端子16。 本紙倀尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 312367 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ---裳ί

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五、發明説明x 6 f 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 又’與此圖不同的是’例如，可使導電性端子貫穿電 極支撐70件1 2，使其與導電，性箔14接觸。又，電極支撐 凡件12之部分或全部由導電性材料構成，使該部分與導電 性箔14接觸，則可省略導電性端子。 又，第2A圖之第1實施型態中，單層之導電性箔j 4 係用可黏撕之黏著劑黏贴於電極支撐元件丨2之對向面12 .a上。 根據前述本發明之構成，係在電極支撐元件12設置有 白面12 a故v、需沿著此對向面1 2 a貼上導電性箔14， P可使導電性H 14與導電性磨輪之加工面la隔著適當的 1隙（例如約〇. lmm至〇, 3mm)相對向。在此狀態下，透 過導電性端子16對導電㈣14施加電壓，並將導電性液 體机入其與導電性磨輪i之間，即可進行電解修整磨輪同 時用磨輪研磨工件。 _又’導電性箱14係用黏著劑可裝卸地裝配於電極支撐 疋件12之對向面12a，電極表面堆積有堆積物時，只需 將導電性落14從電極支撐元件12取下，貼上另—個新導 電性IS 14,即可更換導電性猪，且於短時間内清淨電極表 面。又’重複更換導電㈣14，也不會使電極形狀變形， 故，可穩定地長時間進行ELID研磨之無人運轉。 第2B圖之第2實施型態中’電極支撑元件μ係為薄 (例如約2至5顏）金屬板所構成，並用黏著劑將單層導 電箔可黏撕地裝配於其内面（對向面1 ,„ a )。又，在此例 中’係用磨輪蓋17圍蓋住磨輪i，並用螺 ___- __ 嘴栓等將電極支撐 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 312367 --------衣--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 6 471991 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 7 元件1 2可裝卸地固定於其内侧，其他構造則與第1實施型 態相同。 藉此構造，與第1實施型態同樣地，可使導電性箔J 4 與導電性磨輪之加工面1 a隔著適當間隙（例如約〇 . lmin 至0. 3mm)相對向，以電解修整磨輪，同時研磨工件。 又’電極支撐元件12係可裝卸地裝配於磨輪蓋I?内 側，故可將電極支撐元件丨2從蓋子卸下，將導電性箔i 4 換貼上新的導電箔14，更換導電性箔手續非常簡單。 第2C圖之第3實施型態中，導電性箔丨4係疊層地黏 著於電極支撐元件12之對向面12a。其他構造則與第i 實施型態相同。 藉此構造，只需將因ELID研磨而堆積有堆積物之導電 性泊14取.下，令其下面之導電性箔14與導電性磨輪}之 加工面1 a隔著間隙相對向，即可進行此丨D研磨。惟若在， 此情況中使用較厚導電落（例約3〇至5〇um)，則與加工面 :a之間隙會稍有變化，但對EUi)研磨的影響很微小，故 可在直接此條件下，或用自動控制EL ID電源之電壓，穩定 地長時間進行EUD研磨之無人運轉。 〜 第2D圖之第4實施型態中，導電性箔係形成帶狀。又， 電極支撐7L件12係由絕緣性材料（例如橡膠）所構成，並 在1對盤架15間間歇性或連續性地移動。且，電極支禮元 具有引導帶狀之導電性14沿著對向面12a移動之 導槽13。此導;^ 丄 9 3係由圓弧狀槽所構成，以引導帶狀之 ---—向之兩端沿著對向面12 a移動^ 1他 7 312367 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁 m^i n n I —in 11 n - - - -Ί- » I I *TJn U3. ，\s·· 線丨 471991 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 A7 ___ _B7 五、發明説明（） 8 構造與第1實施型態相同。 根據則述構造’導槽1 3可使導電性箔14與導電性磨 輪之加工面隔著一定距離相對向，且可間歇性或連續性移 動，故可將導電性箔14堆積有堆積物之部分間歇性或連續 性地更換為新的的部分，故可穩定地長時間進行EUD研磨 之無人運轉。 第3A圖至第3C圖為本發明之杯型磨輪用栘除電極之 構造圖。於此圖中，第3A圖為第5實施型態，第3β圖為 第6實施型態，第3C圖為第7實施型態。具，於弟3Α至 C圖中本發明之可移除電極1〇為電解修整研磨用電極， 與導電性磨輪u此處為.杯型磨輪）之加工面la隔著間隙 相對向，將導電性液體流入其間並施加電壓，以電解修整 磨輪1同時研磨工件，此功能與第1圖所示之習知電極2 一樣。 第3A圖之第5實施型態中，本發明之可移除電極 具備：電極支撐元件12、導電性箔14及導電性端子16。 電極支撐元件12具有與直筒型磨輪丨之加工面保持— 定間隙之對向面I2a。此―定間隙例如約G.lnm至〇.3nm 左右又f S支樓元件12最好是絕緣性材料⑼& _ 所構成。 ） 導電性箱14沿著電極支撐元件12之對向面心可裝 卸地裝配。此導電性落14係為鋼、黃銅』、金 等之猪片。導電性猪U可為任意厚度，最好是約在^如鋼 1 Oum至50um左右。 本紙張尺度適财11¾轉（CNS ) A4規格UlQx2^^y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) :取--- 訂------- 8 312367 4/丄州 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ 為使導電性端子16與導電性落14接觸，於此例係用 螺絲等固疋於電極支撐元件12。此導電性端子16藉由未 圖示之電源施加負電壓。且，在此财，係令上下各設一 個導電性端子16,每個都施加同一電壓，使其電壓均等。 但亦可選擇其一為導電性端子16。 又與此圖不同者為，例如’亦可使導電性端子貫穿 電極支撐兀件12，使其與導電性箔14接觸。又，亦可令 電極支撐兀件12之部分或全部由導電性金屬所構成，使該 邛分與導電性箔14接觸，以省略導電性端子。 又，第3A圖之第5實施型態中，單層之導電性箔14 係用可黏撕之黏著劑黏貼於電極支撐元件〗2之對向面i 2 a ° 根據前述本發明之構成，電極支撐元件丨2設置有對向 面12 a ’故只需沿著此對向面丨2 ^黏貼導電性箔14，就 可使導電性箔14與導電性磨輪之加工面}a隔著適當間隙 (例如約0.1mm至〇.3πηη)相對向。在此狀態下，透過導 電性端子16對導電性箔14施加電壓，並將導電性液體流 入與導電性磨輪1之間，即可電解修整磨輪同時用磨輪研 磨工件。 又’單層之導電性箔14係由黏著劑可黏撕地裝配於電 極支撐元件12之對向面12a，故電極表面堆積有堆積物 時’亦可將導電性箔14從電極支撐元件12取下，貼上另 一個新的導電性箔14，以更換新導電性箔，於短時間内清 淨電極表面。又’重複更換導電性箔14也不會使電極形狀 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 312367 (请先閱讀背面之注意事項再填舄本頁)

4/1991 10 -----— 五、發明説明（ 產生變形，故，可穩定地長時間 轉。 ^間進仃ELID研磨之無人運 第3B圖之第6實施型態，導雷松 + _ 导冤性泊14疊層地黏著於 電極支撐元件12之對向面12 a。甘灿姐A 態相同。 其他構造與第5實施型 此構造只需將堆積有ELID研磨所姦座夕格级& , 羔通恭， 愚所產生之堆積物之表 面導電性箔14取下，讓下面之導雷 導電陡泊14與導電性磨輪 1之加工W a隔著間隙相對.就可繼續進行㈣研磨。 另外’此處若使用厚導電性箱（例如30至50um)，盘加 工面之間隙會有賴微變化，但對EUD研磨的影響很微小， 二：可在此條件下，或用自動控制EUD電源的電壓，長時 間女定地進行ELID研磨之無人運轉。 第3C圖之第7實施型態，導電性箱14係由形成帶狀。 又’電極支撐元件12為絕緣材料（例如塑膠）製成，並在 Ϊ對盤架15間間歇性或連續性地移動。其他構造盎第 施型態相同。 藉由前述之構造，可使導電性溶14與導電性磨輪工 之加工面1 3隔著一定間隙相對向，且在1對盤架15間間 歇性或連績性地移動，故可間歇性或連續性地將導電性箱 14之有堆積物之部分更換為新的部分，故可穩定地長時間 進行ELH)研磨之無人運轉β 如前述，本發明可移除電極之優異效果在於，有堆積 物堆積於陰電極表面時，可於短時間内清淨電極表面，且 ,重複使用也不會使電極^變形，故可長時間安定地心 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210X297公釐） 312367 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁}

1 a加工面 3導電性液體 5 ELID電源 7導電性液體的喷嘴· 12電極支撐元件 13導槽 15架 17磨輪蓋 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 471991 五、發明説明、u EL ID研磨之無人運轉。 再者’本發明並不揭限於前 要不韶屮太恭R 、前述實施'型態或實施例，只 要不超出本發明之要旨範圍内， 本發明之可移除電極並不限定於第！圖所,、改變。例如， 磨用，還適用於電解修整研磨用之所有電：,電解修整研 〔符號說明] 1導電性磨輪 2電極 4工件 6供電體 10可移除電極 1 2a對向面 14導電性箔 1 6導電性端子 本紙银尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） 312367 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 471991 .0500 8 99 ABCD 六、申請專利範圍 1. —種可移除電極，係為電解修整磨削用之電極’其與導 電性磨輪之加工面隔著間隙相對向，將導電性液體流入 其間’施加電壓，進行電解修整磨輪，同時研磨工件， 其特徵在該電極係由：具有與磨輪加工面隔著一定 間隙之對向面（12 a )的支撐零件（12);沿著該電極支 撐零件之對向面可裝卸地配置之導電性箔（14);及與該 導電性裝箔接觸並施加電壓之導電性端子（丨6 )所組 成。 2. 如申請專利範圍第丨項之可移除電極，其中，前述導電 生( 14 )可為單層或疊層地黏貼於前述對向面（12 a )。 3·如申請專利範圍第1項之可移除電極，#中，前述導電 性落（⑷係形成帶狀，且間歇性或連續性地沿著 對向面（12 a )移動。 4·如申請㈣範圍第3項之可移除電極’丨中’前述電極 支撐零件（12)係為絕緣材料所構成，且具有可 電性箱沿著前述對向面（12a )移動之導槽（。 H· ί n ί m ^^1 ί 1=· « I ^1· *n τηι 1 一 口、4 n - i§e fufl- n 1 ^^1 1 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 本紙張尺度適财國國家標準（CNS)A4規格⑽X 297公髮） 12 312367