TW471996B - Method and apparatus for conditioning grinding stones - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4H936 A7 B7 五、發明説明（1 ) 技術範疇 本發明一般係關於工作件平坦表面的磨平和精輝整飾 方法和裝置，；指工作件整飾用平坦研磨、搪光、研光和 拋光材料之諷連方法和裝置。 背景技藝和技術間題 I """ 磁碟興動器工業所用工作件（例如碟片）之製造，先 在基材產生硬質¥滑表面，在上面定著磁性材料。磁碟的 製造典型上涉及筚等礫片基材的研光或搪光，至高度平坦 性，盡羞整飾光滑。有些基材，諸如·銘，施加較硬的中間 層，諸如非晶性Nip塗膜。基材碟片再_光至更高度光滑 \ 性。磁性媒質典型上再噴濺於基材表面上，擦光除去微凹 凸，並以硬算塗膜和潤滑劑加以靭化。 磁碟驅動器操作是利用讀寫頭越過磁碟表面。因爲讀 寫頭極爲接近越過磁碟，故重要的是磁碟要有極爲平坦、 光滑、或控制下的微粗化表面。如果磁碟表面過度粗糙或 不匀，讀寫頭會觸及磁碟或「碰撞」，造成磁碟驅動器的 永久損壞，以致喪失資料。當磁碟驅動器發展到更大記憶 ^暈，讀寫頭飛馳更近記憶磁碟。因此，磁碟上的瑕疵和 細小波紋隨記憶磁碟的發展而問_更大。 塗佈硬材的研光、搪光和拋光工作件或磁碟，爲技術 上所公知。此等製法一般包含將工作件放到架上，把燊和 工作丨牛放在二板藺，各具有適當的研磨組成物或附設表 面，並相對於研磨奉面連動架（因此連土作件）。 研磨表面可由各種材料形成，如技藝上所知，且市上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----—--,--1---------訂-------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4mm A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 有售。典型上，研光或溏光表面是由樹脂粘結的碳化矽磨 石所形成，例如0本Kunebo oe Witokken所製磨有.。.轉越 工作件表面除去料的除去率和變化率，視各種因數而定， 包含研磨表面的組成物和條件。 在此等製程中，此等研磨表面的微結構會磨耗，終於 從表面上負荷粉碎，造成更Μ效率。因此，爲提高此等表 面的效果和壽命/需調理磨損表面，例如除去一部份表面 材料，和留在上面的任何殖量屑碎，因而露出新的研磨表 面。 茲參見圖1，研光、搪光或抛光表面之一已知調理方 法，是以附有磨粒（圖上未录）的一或以上調理板或架10， 將表面粗化。按照此公知方法，顆粒20典型上爲圓筒形， 例如將顆粒硬焊或粘著於架10之一表面而附著其上。 一般而言，上、卞磨拆表面是在機上，同時把調理架 10放在上、下磨面間，進行調理。抛光表面的調理，是把 許多調理架10放置磨側朝下，以調理下拋光面，而把等量 調理架10埯置磨側朝上，以調理上拋光面。上板表面有磨 側朝向下板表面的調理架10參考平商的功用，而下板表面 有磨側上板表面的調理架10參考平面的功用。 此項公知調理法具有若干缺點，尤其是對搪光石和抛 光墊等較軟質的磨板材料。例如在調理過程中，個別顆粒 - * /' 20典型上對磨面施以局部壓力，產生複數運動齒紋，而將 表面變形。此外，由顆粒20造成的此等齒紋軌道典型上爲 重疊；然而，因爲搪光石、拋光墊等被整飾材料的彈性行 -2 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4mm A7 B7 五、發明.説明（3 ) 爲，使石和墊典型上可恢復顆粒間的兩積（即軌道不重疊 的面積）。因此，顆粒的重聲磨耗形成搪光或拋光材料表 面上的「波紋」，從而在工作件表面上產生微k紋。此外， 由於圖1內調理架10 (即覆蓋架實質部份的顆粒）的幾何 形態，顆粒在架外徑上造成的磨耗即與內側顆粒所造成磨 耗不均勻。易言之，在架ίο繞磨劑k載板轉動和軌跡時， 內側顆粒覆蓋石或拋光墊的面積較少。 因此，亟薷拋光材料表面的新調理方法和裝覃，以克 服前案技術的限制p 發明概要 本發明提供平祖磨材表面的調理方法和裝置，可以克 服前案的許多缺點。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 按照本發明一要旨，搪光石或拋光墊等磨材是以調理 裝置加以調理，調理絷置有二實質上平坦:表面，磨材的連 續環安裝在裝置的至少一表面。因爲架具有磨材連續备， 而非若干粒磨材，較少磨好前緣和後緣存在。，因此，糖光 石和抛光墊內的複數齒紋和磨耗軌道，即使不消除，也可 減少r再者，具有環形磨材環的調理裝霄★以跨越全面實 膂上均勻連率，從磨墊或磨石除去材料和碎屑。 按晖本發明另一要旨，調理裝置繞實寫上垂直於拋先 材料平面的垂直軸線If動。 按照本發明次一要旨，調理裝置軌跡在於繞拋光材料 的Λ形方向。 , 按照本發明又一具體例，石或墊材是繞垂直軸線轉 一 3 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 掘娜 A7 B7 五、發明説明（4 ) 動。 按照本發明再一真體例，磨材連續環是硬煌、粘著、 或磨材直接定著在調理環上的環形突緣而形成。 圓式簡單說明 本發明參照附圖說明如下，相同號碼指相同元件，其 中： 圖1爲技藝上i _所知調理環之透視圖； 圖2爲本發明可操作ή光裝置之透_立面圓； 圖3爲圓2拋光裝置之頂部透視立面圖； 圖4爲附著複數磨石之(俺)和與磨石揆觸之架的平面 圖； 圖5爲調理環的平面圓。 較佳具體例之群細說明 本發明係關於拋光材料与改進調理方法。雖然本發明 可用來調理各種不同工作件表面整飾用的各種研光、搪光 和拋光材料，惟於此所述較佳具體例係關於調理搪#石用 的調理裝置，典型上用來研光和拋光塗鎳之鋁碟等工作 件。然而，須知本發明不限於任何特定磨材調理裝置。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 參見圖2和圖3，袠示典型的双面搪光機200。搪光機 200的_型在於從例如鋁碟、鍍鎳鋁碟等工作件（圖上未 示）除去材料*和/或拋光其表面。按照較佳具體例，機 器2〇〇、適宜包辋基座210、上板22〇、下板23〇，以及程式 規劃和控制抛光機吊之控制板240，下板230適於包括太 陽齒輪25Q和環齒輪260，各板22〇、230宜含有固定附設 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7

4UmB 五、發明説明（5 ) . 在至少一表面的拋光材料？8〇(晁圓3)。 現參見圖3，爲搪光工作件，典型上把工作件放在一 或以上工作件架29〇，後者再故在上板22〇和下板230之 間·。於搪光過程中，上板22〇降到工作件架290上，因而 把架29〇夾在上板22〇和下板23〇間，使上板260和下板270 上面的搪光石材，與架29〇上工作件接觸。當上枳22〇、 下铒230和工作件>皮此相對移動時，即發生i作件搪光。 在搪光.製程中，與型上有與界面活性葡1和潤滑劑（圖上未 示）混合的脫離子水等冷卻劑存在，’有助於從工作件表面 除去碎屑，並在搪光製程中維持工作件冷卻。 茲參見圓3和圚4，板2?0、23〇各附著曄材2S0。磨 材28 0典型上包括複數一般梨形磨石扇形段285。然而， 須知任何特殊表面磨石或搪光石均可用做抛光材料，例如 可爲單件搪光石。 再參見圖4,各石扇形段係固定安裝於板220、23 0， 使磨材？8〇固設其上，在發生正常操作應力時，可防止其 運動。爲使各工作件最適搪光或磨耗，右的平坦性需在各 段285全面和全部扇形段盡量均匀。另外，典型上需除去 研磨表面的磨耗頂層，以露出更具研磨性的新層。石段285 表面以及因此全部研磨袠面280即告磨平，或利用擧惋調 理裝置調理扇形段加以均句。 茲參見圖4和圖5,說明調理裝置及其操作。利用調 理環300相對於抛荠材料運動和接觸，即可適當調理磨材 28 0。尤其是調理環3 00的造型是轉動和/或運行跨越磨材 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Λ4規格（210X297公釐） I- n ] I m I an I I n n n >^1 d I T n n HI n I -----气 才 、?-J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 麵9e 五、發明説明（6 ) 2 8〇,使環300的iff磨部除抛光材料上可能存在的碎屑外， 可除去一部份拋光村料。 繼續參息圖3至圖5，偶數調理環3b〇利用太陽齒輪 25〇和環齒輪26〇,轉其個別Φ心軸線轉動和繞板220、230 的中心軸線琿行。具體而言，位於環300外緣的複數齒輪 齒310，造型與太陽齒輪250及環齒輪260嚙合，從而驅動 調理環。尤其是太齒齒輪250適於按箭頭A所示方向轉動， 而_齒輪2 6 〇則以箭頭B所示相反方向轉動。凡精於此道 之士均知，當環齒輪26〇、太陽齒輪，250，或其組合轉動 時、調理環300即以箭頭C所示方向適賞轉動。此外，調 理環3〇〇可繞拋光材料28〇運行，亦即如果環齒輪260和太 陽齒輪250以不同速度，即以不同ipm轉動，調理環300 即以更快行進齒輪的方向轉動。尤其最如果齒輪260以比 _輪250爲快的速度轉動，調理環3〇〇即以箭頭d所示方 向運行。同理，若齒輪？6〇以比齒輪25〇更快速率轉動， 調理P 3 00會以箭頭D相反方向運行。如果齒輪以同樣速 率轉動，調理環3 00會轉動，但不會繞抛光表面230運行。 箭頭A-D所示方向僅供說明。凡精於此道之士均知齒輪 25〇、26〇岢以相反方向轉動？如前所述，此等轉動速率和 方向即表示調理瓌V00的轉勸和運行方向。 按照較佳調理策略，調理绫3 00先放置面朝下，接反 時鐘方向，以每分鐘約2至8轉，更好是每分鐘約5轉，繞 拋光材料28〇運行。此外，調理環按反時鐘方向，以約15 至約25 rpm，吏好是約2〇 rpm，繞其軸線轉動。按照本發 —— 6—— 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ2.97公釐） —-—：—：,—------訂-------.丨-11 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局—工消費合作社印製 4?1§：96 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 明此要旨，下挥230上的抛米材料280 ’可藉調理環3〇〇 放在拋光材料28〇表面而調理，未受到上板22〜〇的年何壓 力，或上板220可降到調理雩3 〇〇上，在調理中對環3〇0 增加壓力。總之，無拋光村料28〇的下抿230，典型上以 反時鐘方向運動。此歩驟修飾拋光材料280上的參考平 面。 下板230上抛光材料28〇調理_後，二對立環即反轉面 朝上。上板22〇降低，以上板22〇驛時鐘方向轉動重複製 程，而下板23 〇反時鐘方向轉動，二者速率約10至約4〇 rpm。下板23〇的參考甲面使面朝上之辨以同樣形狀修飾 上板220。 因爲磨板內徑與磨板外徑以不同:連率觸及調理環 3 00，即可調節二調理環3 00和被的逮率和轉動方向，達成 相配板的所需形狀，尤其是詷理環3 00上的板22〇、23〇 之施力，環3〇〇的運行速度，和拋光材料2S0的轉速，即 可調節太陽齒輪250和環齒輪260，碑調理製程的效果和 效率達最大。此外，液體冷卻劑，例如含有界面活性劑和 潤滑劑之脫離子水，典型上在調理過程存在。冷卻劑沖洗 碎曆，年修飾當中保持磨材表面鉍所需溫度，有助於維持 所需_理均勻性。 仍然參見圖4和圓5，表示調理環300的更詳細圓。在 技藝上已知，調理環300可由各種不同剛性材料製成，包 ； I I 含各瘇不同金屬、塑膠和陶瓷材料，擇照本發明較隹具體 例如，調理環300係由不銹鋼製成，样其外徑包含環形突 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇父297公釐） m· In n^— HI nn m ( In· 1^1 nn n m In~ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 緣3 20，有磨材$3〇附著於突緣3 20的露出表面，此磨粒連 續環即可不消除，也可以減少前案的問題（抛光表面上的 刮痕和波紋），因爲許多前緣和後緣消失了。 ^在本發明較佳具體例中，磨材330可爲用來調理抛光 材料的任何硬質切削材料，諸如默石粒、聚結晶性晶片、 結晶性晶片等。此外，.磨粒可利用許多方法固定於諏理環 3 〇0的表面。按照*本發明較佳具體例，環形磨粒_可粘著 於調理環3 00表面，或磨劑磾焊或鍍著於表面。元件硬嫜、 切削或調理於調理環的更詳細討論，可參見1996年7月15 日所提出的美國專利申請案〇?/683,57 1號「利用硬焊鑽右 技術調理拋光墊之設備」，以及I"6年8月28日麁出的美 國亨利申請案〇8/7〇4,〇88號「利用硬焊立體氮化咖技術調 理拋光墊之設備」，列入寥考。 按照本發明一具體例，磨材約〇.25至約2吋*以約0.54 时-爲佳9 在圖4所示又一較佳具體例中，只要機器設計上容 許，磨料突緣的內徑較磨段280的寬度爲大9因此，一部 份連續環形磨粒環，在調理中不會觸及拋光材料。此舉容 許板的扇形段可以對板上隆部和波紋有較不靈破傾向的線 性元件擦拭。因此，释跨越板段，環元件即可定置於平面 內，切過幾近平面的途徑。 須知前述爲本發明較铐具體例，而本發明不限於圓示 或上述特定型式。於此揭示的元件在設計、配置和類型方 面，以及使用本發明的步驟，可有各種修飾，而不悖本發 明在所附申請專利範圍內表達的範圍。 一 8 — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 4獅9 6 正 f/( Ο A8 B8 C8 D8 9〇年5月11日修正I 煩請委 :是否：内容 六、申請專利範圍 I一種磨石之調理裝置，用來調理安裝在搪光機（其 造型在於搪光磁碟表面）上第一板的磨料表面，包括： 剛性調理環，包括第一平坦表面、第二平坦表面， 和外緣； 齒輪齒，在該調理環的該外緣上；和 環形環磨粒，附著於該調理環的該第一和第二平坦 表面至少其一的外徑，該環形環的內徑比該磨料表面寬度 為大’使在調理中，該環形環有一部份不接觸到該磨料表 面； 其中在該調理環上的該齒輪齒造型，在於配合該搪 光機上之第一驅動齒輪和第二驅動齒輪，使該第一和第二 驅動齒輪造成該調理環繞該磨料表面轉動和運行，因而調 理該磨料者。 2.如申請專利範圍第1項之裝置，又包括突緣，在該 調理環的該第一和第二平坦表面至少其一的外徑，其中該 磨粒即附著於該突緣之表面者。 3 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該磨粒包括鑽 石粒者。 4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該磨粒包括立 體氮化硼粒者。 5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該調理環在該 磨料上的轉動速率，取決於該第一和第二驅動齒輪之轉動 速率者。 —9 — 衣紙張尺度適用中困國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公* ) --------- --------裝 • ϋ ϋ ϋ I n t§ n 訂---：-------線 (請先w讀背面之注ft填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A8 B8 C8

   六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局貝工消t合作社印製 6.如申請專利範圍第1項之裝置，其中該調理環在該 磨料上的運行速率，取決於該第—和第二驅動齒輪之轉動 速率者。 7. 如申請專利範圍第1項之裝置，又包括第二板，把 該調理環壓緊於該第一板，以增進該磨料表面對該第一板 之調理者β 8. 如申請專利範圍第i項之裝置，其中該第一板是以 可變速度轉動，以増進該磨料表面對該第一板之調理者。 9. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一板之轉 動為可逆者。 10. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該調理環之 轉動和運行為可逆者。 π·—種調理裝置，用來調理安裝在搪光磁碟表面的 搪光板之搪光石，其中該搪光機又包括第一驅動齒輪和第 二驅動齒輪，該裝置包括： 剛性調理環，包括第一平坦表面、第二平坦表面， 和外緣； 齒輪齒，在該調理環的該外緣上；和 突緣，位在該調理環的該第一和第二平坦表面至少 其一的外徑，該突緣包括附著之複數磨粒，該突緣內徑比 位在該第一和第二驅動齒輪間之該搪光石寬度為大，使在 調理中，該突緣有一部份不接觸到該搪光石；而 其中該調理環上的該齒輪齒造型，在於配合該搪光 -10- 本纸張尺度適用中國國家標準<CNS>A4規格（210 X 297公* ) 1!!1-裝！ 訂i丨！ I-線 (請先閱讀背面之注f3*·-/4寫本頁) 經濟部智慈財產局貝工消t合作社印製 A8 B8 C8 _____D8_ 六、申請專利範圍 機上第一驅動齒輪和第二驅動齒輪，使該第一和第二驅動 齒輪造成該調理環繞該搪光石的表面轉動和運行，因而調 理該石者。 12. 如申請專利範圍第U項之裝置，其中該磨粒包括 鑽石粒者。 13. 如申請專利範圍第丨1項之裝置，其中該磨粒包括 立體氮化硼粒者。 14. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中該調理環在 該搪光機上的轉動速率，取決於該第一和第二驅動齒輪之 轉動速率者。 15. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中該調理環在 該搪光機上的運行速率，取決於該第一和第二驅動齒輪之 轉動速率者。 16. —種磨石之調理方法，用來調理安裝在其造型在 於搪光磁碟表面之搪光機的板上之磨料表面，包括下列歩 驟： 把至少一調理環（包括附著於該調理環表面之環形 磨粒環），放在該磨亮表面，使該磨粒與該板上的該磨料 表面接觸，故該環形環內徑比該磨料的寬度為大，使在調 理中，該環形環有一部份不接觭該磨料，而且 造成該調理環繞該磨料表面轉動和運行，使該調理 環調理該板上之該磨料表面者。 17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該搪光機包 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X297公« > 丨—丨1!·裝·！ —丨II —訂·!----I線 (請先閱讀背面之注填寫本頁) 姻娜 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 六、申請專利範囷 括磨料上板和磨料下板，而其中該方法又包括步驟為，將 該上板運動至與該調理環接觸，而對調理環施力，該力有 助於調理該板上之磨料者。 18. —種磨石之調理方法，供調其造型為搪光磁碟表 面之搪光機下板和上板所安裝搪光材料之研磨表面，包括 如下步驟： 提供至少一調理環，包括在該調理環外緣之齒輪 齒，以及在該調理環至少一表面上之環形磨粒環； 把該調理環放在該下板上，使該調理環上的該磨 粒，與該下板上面的該搪光材料之該研磨表面接觸，且使 該齒輪齒與該搪光機上的第一驅動齒輪和第二驅動齒輪嚙 合，因此該環形環內徑位於該第一和第二驅動齒輪間的該 磨料寬度為大，使在調理中該環形環有一部份不接觸該磨 料； 令該調理環在該下板上面的該搪光材料之研磨表面 轉動和運行，以調理該下板上的該搪光材料之研磨表面； 當該上板降到該調理環上時，拍撃該調理環，使該 調理環上的該磨粒與該上板上面的該搪光材料之研磨表面 接觸；以及 藉該上板降到該調理環上，令該調理在該上板上面 的該搪光材料之研磨表面轉動和運行，而調理該上板上面 的該搪光材料之研磨表面者。 19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該調理環在 —12 — (請先閱说背面之注意事承/填寫本頁) ί 言 r ί 本纸張尺度適用中囲國家標準（CNS>A4規格（21〇χ 297公«> AmSB A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 該搪光材料的研磨表面之轉動和運行速率，取決於該第一 和第二驅動齒輪之轉動速率者。 20.如申請專利範圍第18項之方法，其中該搪光材料 的研磨表面在該下板上面的調理步驟，包括把該上板降低 到該調理環上，以此對該調理環施加壓力者。 1·— ·ϋ n ·1_ «^1 ϋ i_i ·ϋ ·! «β-i I > _1 I aamw n >1 ·ϋ 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事先/填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210x297公釐）