500794 A7 — B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 祖11申請案 本申請案係1 9 9 8年8月2 6日申請之美國專利申 請案序號09/1 39，642之後續部份。 發明之領域 本發明係有關於一種裝置與方法，供使用一粘彈性媒 質在一工件上進行硏磨加工之用，且特別的，係有關於一 種裝置與方法，用以施加一相對循環運動在工件與硏磨劑 之間，以於每一循環期間提供一間隙在該媒質與工件之間 ’該間隙包括具有少於該粘彈性媒質之粘度的一流體，且 其中，該媒質之變形係在5 0與9 9%之間。 發明之背景 技術領域 本發明係有關於機製切削之技術領域，且特別係別有 關於非傳統機製過程與設備之領域，應用硏磨流動之技術 及組成物，以機製、硏磨、去毛口、使成圓角、定水平及 拋光工件。該種過程典型的被應用在加工鑄件、鍛造部份 、機製部份、及類似物。最經常爲金屬部份及類似物。本 發明係特別有關於該種作業，其中，該流動係由在工件與 硏磨媒質之間的相對運動（較佳爲軌道運動）所獲致。 習知技術 硏磨流動機製已獲得多種應用所接受爲所選擇之機製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) L— Γ £ !| 訂·！ Λ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - 500794 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) 與完工技術。該種技術特別的適用於例如加工在工件中之 內部路徑，供輕硏磨、去毛口、使成圓角、定水平及拋光 複雜表面之用，特別是表面細部需要加工之三維表面，及 重複的加工多數具有複雜型式與形狀之工件。 在其之最簡單型式中，硏磨流需要將含有一硏磨劑之 粘彈性媒質通過被加工之表面上。粘彈性媒質係作用爲該 硏磨劑之載具，且當硏磨劑被承載橫越表面時傳輸加工力 至該硏磨劑，使該媒質流可順應工件之表面。 在許多情況中，均採用媒質之粘彈性特質的優點，排 吸塡入媒質之硏磨劑經由通路、橫越表面、及流動於一工 件及一合適之構件之間，以局限該流並強制該媒質與該工 件之表面結合。 在許多情況中，當粘彈性硏磨媒質係亦爲液流性時（ 即爲，以施加應力增加視粘度）可獲致特別的優點（液流 性材料之行爲基本上係相反於搖溶性之行爲）。經由施加 適合之應力（典型爲剪應力或壓縮應力）至該媒質，可於 作業中，實質上的獲致橫越將被加工之工件表面之該媒質 的柱塞式流動。當與媒質之粘滯流動比較，實質上有較高 之加工由該種柱塞式流動施加至該表面。 可於美國專利號3，521，412，3，634， 9 7 3 ( McCarty )及美國專利號 3，819，343 ( Rhoades )中，發現有關於軌道硏磨流拋光及硏磨之基本 習知技術的更詳細說明。 在硏磨流機製中的一特別吸引人之特色，係應用液流 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-I • Γ · -ϋ ^ ϋ 1 1 ί βΜΤ ϋ 1 1 ϋ 1 I · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（3 ) 粘彈性硏磨媒質與一軌道驅動機構之組合，其中，媒質與 一工件均被在一起局限於一壓力室內，該壓力室具有大致 上順應於將被加工之工件表面的倒轉形狀之、、位移器構件 〃，且其中，工件相對於該室之位移器構件的軌道運動， 導致所含有之媒質可有效地加工該工件。該種作業具有將 媒質順應於該工件之表面的能力之優點，故可相當成功且 有效地加工高度複雜表面形狀。此示於美國專利號 5， 125， 191 中（Rhoades )。 本發明係特別的相關於該種硏磨機製，雖然所揭示之 考慮及於此所述在專業環境中，可具有更廣泛及更普遍化 之應用能力。 習知技術之問題 以硏磨流動機製技術之軌道加工已被有效地應用。但 該種作業被數個因素限制於某些情況中。 首先且重要的，習知加工之作業模式係依賴橫越該工 件表面之該媒質的流體或塑流。該作用係依賴''壓擠"該 媒質通過在工件與配合位移器或心軸之間的一限制間隙。 該種流可高速的完成拋光表面之優異加工’但在更吃力之 牽涉到自該工件移除大量原料之作業中，該作業典型的相 當緩慢。故本技藝中需要獲致可更高速且更具生產力的合 適加工之技術。 第二，進行軌道加工之該室必須封閉或密封以將該媒 質局限於該室內，以確保獲致合適應變速率’並將之施加 ------1-丨 —_丨| --- ---訂----I I---線^^- (請先閱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（210 X 297公釐） -6 - 500794 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4 ) 至該媒質以提供所需要之加工之用，如此，增加該設備之 複雜性，及更換工件所需要之時間與努力。這些需求，實質 上也實質上增加了處理及設備之成本，且於某些情況中， 成爲決定生產速率之限制因素。 本發明之目的 本發明之一目的係提供一種改良的硏磨機製方法與裝 置，其中，於處理期間，一間隙被維持在該粘彈性媒質與 部份的工件之間。 本發明之另一目的係提供一種改良的硏磨機製方法與 裝置，其中，應用一可順應每一工件之形狀與構造之粘彈 性硏磨媒質。 本發明之另一目的係提供一種改良的硏磨機製方法與 裝置，其中，應用一粘彈性硏磨媒質，其經由彈性變形在 每一工件上卓越地執行硏磨加工。 本發明之再另一目的係提供一種改良的硏磨機製方法 與裝置，其中，無需一密封加工室而可應用一粘彈性硏磨 媒質。 本發明之又另一目的係簡化供硏磨機製用之在該系統 內所應用之心軸與位移器構件之需求，且於某些情況中， 完全排除該種需求。 本發明之又另一目的係提供一種改良的硏磨機製方法 與裝置，其中，應用一粘彈性硏磨媒質以進行輕硏磨、去 毛口、使成圓角、定水平及拋光複雜表面，特別是表面細 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I— — Iris — · I I I I I I I ^ ·111111! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 —丨 _— ..——B7 五、發明說明（5 ) 部需要加工之三維表面，及重複的加工多數具有複雜形式 與形狀之工件。 這些及又其他之目的，可於下述之本發明的揭示與說 明中更爲淸楚，且可於本發明中達成。 發明之槪要說明 本發明提供輕硏磨、去毛口、使成圓角、定水平及拋 光複雜之表面’特別是表面細部需要加工之三維表面，及 重複的加工多數具有複雜形式與形狀之工件。一般而言， 本發明之裝置包括一室，該室可封閉或開啓以供裝配一工 件之用。較佳的，新媒質被饋入間隙內，該室較佳的包含 多數之入口，以供饋入粘彈性硏磨媒質於其內。提供一驅 動器以施加相對運動於工件及粘彈性媒質之間，且接觸該 粘彈性媒質，以使在媒質與部份的工件之間產生一間隙。 該間隙塡入比該媒質較少粘度之一流體，例如爲空氣。該 間隙較佳的維持於鄰近該入口之區域中。於一較佳實施例 中，由驅動器施加之循環運動，導致該媒質變形5 0至 9 9 %，且較佳的大約8 0至9 5 %。變形恢復率大致上 係循環旋轉之速率的作用，其較佳爲一軌道旋轉。 本發明係依據不具有密封加工室之硏磨機製之實際運 用，經由應用一粘彈性硏磨媒質，該媒質於軌道加工運動 之施加應變下可卓越地做爲一彈性固體，及施加軌道或其 他相對運動以產生應變速率，該應變速率可造成該媒質卓 越地彈性變形，且經常地接近但不超過所應用之應變速率 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- I ---—r — i — ill — ί! t· — ! — !· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500794 A7 B7 五、發明說明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之壓縮應力極限（該壓縮應力極限大致上相對應於供延性 金屬用之 ''端壓値〃，例如由A S Τ Μ E 9 — 8 9 a所決 定的，且密切相關於供該金屬用之屈曲極限、滾磨極限或 破裂極限）。 較佳之粘彈性硏磨媒質係塡入粘度增加剛化劑與高負 載之所選擇的硏磨劑、及相當少量之增塑劑之一液流聚（ 硼一矽氧烷）。較佳之聚（硼—矽氧烷）具有自大約7 = 5 X 1 0 3釐泊至大約7 = 5 X 1 0 5釐泊之靜粘度。該方 程式媒質之靜粘度應在大約7二2 X 1 0 6釐泊至大約7 = 8 X 1 0 4釐泊之範圍內。 在本發明中應用於施加應變下的高靜粘度及甚至更高 之視粘度，該系統可在接近於壓縮應力極限之水平操作， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而提供快速切割硏磨動作及一在硏磨表面上之快速拋光動 作。該動作係該媒質之彈性變形與該工件表面平移於該媒 質之半硬性表面之組合；彈性變形係由該運動所施加之壓 縮或剪應力之應變的高水平所確保。有充分之流體或塑流 以提供順應該媒質至該工件之表面，以將硏磨碎屑自該表 面置入該媒質內並自該媒質/工件分界面移開，並提供在 媒質內之硏磨劑的移動以確保移除磨損之硏磨劑及提供新 的硏磨劑至該加工分界面。必須注意，流率係相當低且使 用過之媒質內之彈性鬆驰率必須足夠快，以施加供每一循 環用之大約1至1 0 %的鬆驰。因而，供較佳實施例之裝 置用的係自大約1 〇秒至大約1秒的萬分之一。 相對運動驅動器需要以相當小之振幅的循環相對運動 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 ___B7 五、發明說明（7 ) (典型爲一軌道運動）及相當高之頻率來操作，以在媒質 上製造相對應的高應變速率。典型之參數係爲大約 0 · 0 1 0至大約0 · 5 0 0英吋之運動（例如，軌道運 動）振幅，較佳爲大約〇 · 〇 4 0至0 · 2 5 0英吋，及 大約5至1 OOHz之頻率，較佳爲大約1 2至2 5Hz 〇 該系統係在一開啓或封閉之室內操作，較佳爲封閉的 ，於施加應變速率下，至少大約5 0 %，特別的大約5 0 至9 9%，及較佳的大約8 0至9 5%之作業條件下之該 媒質的撓曲係由彈性變形與彈性恢復所產生，且少於5 0 %，特別的大約1至5 0%，及較佳的大約5至2 0%之 該媒質的撓曲係由流體或塑流所產生。 亦提供特別適合本系統之需求之一較佳媒質。其比習 知技術中的硏磨流動機製所應用之媒質，在一聚（硼-矽 氧烷）載體，母型中應用更高之粘度及更高之硏磨劑負載 〇 與美國專利號5，1 2 5，1 9 1之流體或塑性壓擠 流比較，本發明之彈性變形之加工速率係相當快速且微細 的，且在許多情況中，允許以單一媒質之單一作業，移除 相當數量之原料且獲致高度拋光之表面。當需要大爲減少 粗糙度時，可簡單的應用一''粗削〃媒質，且接下來以一 具有較微細硏磨粒子之'v完工〃媒質進行第二作業。即使 是爲了獲致最微細之表面、表面細部及解像度，也很少會 需要使用多於二種媒質。不需要密封進行該作業之 ''室〃 (請先閱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（210 X 297公釐） -10- 500794 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 ) ，且一位移器可選用的供非常多形式之工件使用。此外， 因爲該媒質之彈性本質，如果需要，該位移器之構造要求 比習知技術簡單許多。 本發明之其他優點可由下述之聯合所附圖形所作之較 佳實施例的詳細說明而更爲淸楚。 圖形之簡要說明 圖1係通過該裝置及一配合之工件的形式化槪略橫剖 面，顯示本發明之元件與配置； 圖2係顯示在該驅動與媒質之間的軌道相對運動，提 供間隙於該工件之選定區域之間，及 圖3 a - d陳述於圖1之該裝置的一*軌道循環。 主要元件對照表 1 工件 2 治具 3 a 軌道運動 3 b 線性震盪 4 媒質 5 位移器 6 容器 7 導管 8 間隙 9 媒質來源 I I— — f — !! — · (請先閱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（21〇 X 297公釐） -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（9 ) g細說明 本發明係在工件表面上執行加工，以進行光硏磨、去 毛口、使成圓角、定水平及拋光複雜之表面，特別是三維 表面，其中，該表面細部需要該種加工，以及在一個別之 加工中進行加工多數之具有複雜型式及形態的工件。 參照圖1，以一橫剖面槪略地顯示本發明之裝置。於 圖1中，一工件（1 )裝配在一治具（2)上，該治具（ 2 )係一相對運動驅動機構之加工元件且未顯示其之細部 。如圖所示，治具（2 )被以一軌道運動（3 a )驅動， 於該治具上亦添加一線性往復運動（3 b )。該線性運動 (3 b )作用以前進及縮回該治具與工件，以進入或離開 與加工粘性媒質（4 )之結合，且亦可被應用於加工該工 件期間，添加一往復驅動分量至工件（1 )與媒質（4 ) 之間的相對運動中。軌道運動（3 a )提供在工件（1 ) 與媒質（4 )之間的主要相對運動。 一位移器（5 )較佳的成形爲與該工件（1 )之形態 互補，具有3至6mm之量的變位，以在位移器（5 )及 工件（1 )之部份之間界定一間隙（8 )，該媒質（4 ) 之加工增量係澱積於該間隙內。間隙（8 )顯示於圖2中 ，其中，其係由一部份之工件（1 )與媒質（4)所界定 ，此將於後詳述。工件（1 )、媒質（4 )、及位移器（ 5 )均被容納於一容器（6 )內。該位移器（5 )及工件 (1 )與位移器（5 )之間的間隙，係被操作以確保該媒 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- —----j------------------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500794 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明說明（10 ) 質可反應該相對運動驅動機構，且因而，該硏磨在工件（ 1 )表面上之加工率於全體之工件（1 )表面上係實質上 爲一致的，因此，至少將被硏磨之工件的選定表面可於壓 力下接觸硏磨媒質，該壓力係足以將該硏磨媒質順應於將 被硏磨之工件的表面，形成在工件與媒質之間的加工界面 〇 導管或入口（7)被自一媒質來源（9)通過進入室 (6)內，且通過位移器（5)進入在位移器（5)與工 件（1 )之部份的變位間隙（8 )內。 於示於圖1之實施例中，軌道驅動分量（3 a )及垂 直驅動分量（3 b )，係作用以結合該工件（1 )及媒質 (4 )於一加工運動中，且產生一間隙（8 )於媒質（4 )與工件（1 )之間，而施加一相對重複運動於位移器及 其配合之工件之間，在該室內之媒質之應變速率係足以使 得於作業條件下，至少5 0 %之該媒質的撓曲係由彈性變 形及彈性地恢復所發生，及少於5 0 %之該媒質的撓曲係 由流體或塑流所發生，因此，當操作該重複運動驅動引動 器，且該工件之選定表面係順應接觸該硏磨媒質時，由於 在硏磨媒質及工件之選定表面之間的相對移動，造成工件 之選定表面被該硏磨媒質硏磨之結果。 該重複運動驅動引動器施加相對移動在該硏磨媒質與 工件之接觸表面之間。該運動可以爲軌道移動、震盪移動 、往復移動、線性移動、迴轉移動、及這些運動中之二或 更多之組合。較佳爲軌道運動，不論是獨自應用或該組合 — —i !h!! — --^ Aw (請先閱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（210 X 297公釐） -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（11 ) 運動中之一種移動。 在某些情況中，完全不需要位移器或心軸。於其他情 況，也許會需要有該位移器或心軸，但與習知技術（美國 專利號碼5，125，191，Rhoades )所需要之高度 順應位移器或心軸比較，該需求係已高度簡化。於本發明 中，如果使用時，該心軸應大致上組態爲與該工件互補之 形狀，且在位移器與工件之間偏位形成一自大約3至6 m m的間隙。一般之習於本技藝者可輕易辨認的，可經由 不困難且通常之技術，允許一位移器可輕易且不昂貴地提 供自大約3至6 m m之間變化的間隙。 當應用時，移位器係較佳的由一彈性、可變形材料所 形成。較佳的，係可合理的抵抗該媒質之硏磨動作。典型 的，該種位移器需要使用一鑄造聚醯胺材料。 較佳的，本發明中係具有高粘性水平之媒質及高作業 速率之相對運動驅動機構，該媒質於作業期間之壓縮與流 動，使得在每一循環中均可維持由相對運動所形成之間隙 ，且在工件（1 )與媒質（4)之間的接觸，實質上係切 線於該被驅動之工件（1 )移動在該間隙內之通路。於圖 1中，間隙（8 )係被顯示一致地橫越該橫剖面，該圖可 顯示當該軌道運動（3 a )係以9 0°接觸圖1之平面， 且線性震盪（3 b )係在向、上〃位置中的條件，此亦示 於圖3中。 自媒質供應源（9 )經由導管（7 )進入間隙（8 ) 內之媒質流，係較佳地實質上爲持續地進入該間隙（8 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公蓳） •14- I If — — — — — — i — — — — — — ^-1111111 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（12 ) 內，於此，其經由一流體或塑流而位移一增量的媒質於間 隙（8 )內，實質上地持續更新在間隙（8 )所界定之界 面處之加工媒質。自分隔間隙（8 )位移之媒質，攜走熱 度及自該工件（1 )表面移除之切削與拋光之殘屑。媒質 之位移亦可確保新的、未磨損之硏磨粒子被帶入該分界面 。一重複運動驅動引動器機構被連接於至少一治具及容器 ，以施加一相對的重複運動於治具及其所配合之工件之間 ，且在該容器內之媒質的應變速率，係足以使得在作業條 件下，至少5 0 %之該媒質的撓曲係由彈性變形及彈性地 恢復所發生，及少於5 0 %之該媒質的撓曲係由流體或塑 流所發生，因此，當該重複動作驅動引動器被操作’且該 工件之選定表面係順應地接觸該硏磨媒質時，由於在硏磨 媒質及工件之選定表面之間的相對移動，造成工件之選定 表面被硏磨媒質所硏磨之結果。該治具可以防止在該治具 與工件之間發生相對移動之方式來保持該工件。 較佳的，該入口可流體連通於該室與媒質之外部貯器 之間，由此，當該治具係位於該室內之定位時，硏磨媒質 可被選擇以射入該室或自該室抽出。更佳的，一第二入口 流體連通於該室與該媒質之外部貯器，因此，當該治具係 位於該室內加工時，硏磨媒質可以連續循環流之形式’持 續地射入該室或自該室抽出。 重複運動驅動機構施加相對移動於該硏磨媒質與工件 之接觸表面之間。該運動可以爲軌道移動、震盪移動、往 復移動、線性移動、迴轉移動、及這些運動中之二或更多 I —i — It— — — — — — - — — — In — — — — — — (請先閱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（210 X 297公釐） -15- 500794 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（13 ) 之組合。不論是獨自應用或該組合運動中之一種移動，軌 道運動係爲較佳的。 因爲在工件（1 )表面與媒質（4 )之間的接觸，係 實質上切線於該工件表面，故媒質之彈性變形係於相同方 向中。因而，在該位移器表面上之硏磨加工係相當的有限 。此外，彈性變形之切線定向造成橫越該表面之硏磨〜摩 擦〃，其限制了工件（1 )之表面中的深劃痕與擦傷發展 。在一較佳實施例中，彈性變形之切線分量係大約爲徑向 分量之十倍。 本發明係依據硏磨機器之實際應用，不具有應用一粘 彈性硏磨媒質之密封加工室，於加工運動所施加之應變中 主要的作爲一彈性固體，且施加軌道或其他相對加工運動 以產生應變速率，該應變速率將該媒質帶入一主要之彈性 變形，且經常係接近但不超過於所應用之應變速率的壓縮 應力極限（該壓縮應力極限一般係相對應於供延性金屬用 之 ''端壓値〃，例如由A S Τ Μ E 9 — 8 9 a所決定的， 且密切的相關於供該金屬用之屈曲極限、滾磨（barreling )極限或破裂極限）。 爲使了解下述之本發明之方法與該裝置之作業，、、輕 硏磨〃係定義爲在一工件上進行之用以修正★成形誤差〃 之機製作業。〜去毛口 〃係定義爲被執行以除去、、裂縫〃 之作業。> 成圓角〃係定義爲經由、修圓〃 一邊緣，而進 行軟化或鈍化工件之銳緣的作業。★定水平〃係定義爲經 由機製作業減少一工件表面之波度，在本發明之特定作業 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- I J ---- - - - ---i — — — — — — ----III (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500794 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14 )
中， 亦 被 作 用 以 減 少 波 狀起伏 // 範 圍內 之 、、層〃 〇 、、 拋 光夕 係 定 義 爲 減 少 工 件 表 面 之、、 粗 糙 度/r > 當相關於本 發 明討 δ冊 時 VV 拋 光 // 亦 定 義 爲包含 了 在、' 粗 糙度" 範圍 內 之、、 層 // 〇 所 應 用 之 VV 成 形 誤 差 // \\ 裂 縫 // \\ 波度" \\ 粗 糙度 // 及 \\ 層 // 之 定 義 具 被 界定在 A S Μ Ε Β 4 6 ·] L 1995) ’SURFACE TEXTURE ( SURFACE ROUGHNESS，WAVINESS, AND LAY ) ’1 9 9 6，
American Society of Mechanical Engineers, New York o 、'成形誤差〃係一工件之★真實表面〃自該工件之'' 公稱表面〃之偏差，其所設計及顯現之幾何形狀之尺寸誤 差係大於 ''表面結構〃內所包含之特徵。該種誤差係由於 在製造工件時之地形誤差或裂縫，或在製造用以製造工件 之工具與設備時的地形誤差或裂縫所造成。 ''裂縫〃、 ''波度〃、 ''粗糙度〃、及''層〃，總集 成爲構成〜表面結構〃之特質。％裂縫〃係工件表面之” 地形〃之非故意的、未預期的、及不希望有的中斷。裂縫 均典型的具有個別之特徵，例如，毛邊毛刺、擦傷及刮痕 、在鑄造中之豎澆口溶化、軋製邊緣、及類似之特徵。 ”粗糙度〃代表在高頻率（或短波長）之表面結構中 之地形不規則性，於最微細解像力下評定該工件之表面。 >粗糙度〃係典型的爲製造工件之工具與方法之極限範圍 ，且可包含被使用以該方法形成該工件之材料特徵。 ''波度〃、代表在較長波長之>表面結構〃中（或比一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公愛) 7Z " --i. — Ill I ! I !! --I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（15 ) 工件之表面的 > 粗糙度〃之較低頻率）的地形不規則形。 ''波度〃 一般被認爲係聯合了控制之極限及特殊方法之穩 定性，由此，被製成波度之工件可能例如係由於在生產期 間的機器或工件震動或偏曲、工具搖動以及類似情況所造 成。 >層〃係一 > 表面結構〃之一圖案的主要方向，或> 表面構造粗糙度〃之一組成部份，且在一特別工件上之'' 波度〃可具有不同圖案及不同之層。 相關於該工件之設計的所需要特質與特徵，''表面結 構〃參數均爲某些特別規格之相關的順應性測量。由此， 在 ''粗糙度〃與''波度〃之間不需要邊界，且該種參數形 成供工件用之相關於規格之連續測量。由相同之表徵，在 >表面結構〃及v'成形誤差〃之間的差異，僅關聯於工件 之地形的幾何規格以及工件之設計所需要之準確度、公差 、及精確度。這些參數之相關性一般係不關聯於本發明， 由於本發明係有關於加工該工件以改良其表面之這些參數 之特徵。 於本發明中，提供一種硏磨加工一工件之方法，設有 一被塡入一固體粒子硏磨劑之粘彈性媒質’其廣義的包括 下列步驟： 裝配一工件於適用以在工件與粘彈性媒質之間施加相 對運動之一重複運動驅動機構上’其中’該相對運動可以 爲往復線性運動、軌道運動、迴轉運動、旋轉運動、或這 些運動中之二或更多之組合。該相對運動之震幅及/或頻 — I I! !! β !!11 (請先閱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（210 X 297公釐） -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（16 ) 率係可於運行時間中變化； 工件然後被放置以順應地接觸一可流動粘彈性硏磨媒 質。較佳的，粘彈性硏磨媒質具有自大約7? = 2 X 1 0 4釐 泊至大約7? = 8 X 1 Q 6釐泊之靜粘度。亦較佳的，粘彈性 硏磨媒質係塡入一粒子固體硏磨劑之液流果膠聚合物，且 特別較佳的，該液流果膠聚合物係一聚（硼-矽氧烷）； 及 在工件與粘彈性硏磨媒質之間的相對運動所提供之應 變速率係足以使得在作業條件下，至少5 0 %之該媒質的 撓曲係由彈性變形及彈性地恢復所發生，且少於5 0 %之 該媒質的撓曲係由流體或塑流所發生。較佳的，在該工件 與粘彈性硏磨媒質之間的相對運動，所提供之應變速率係 足以使得在作業條件下，自5 0 %至大約9 9 %之該媒質 的撓曲係由彈性變形及彈性地恢復所發生，且自1至5 0 %之該媒質的撓曲係由流體或塑流所發生。最佳的，在工 件與粘彈性硏磨媒質之間的相對運動所提供之應變速率係 足以使得在作業條件下，自8 0 %至大約9 5 %之該媒質 的撓曲係由彈性變形及彈性地恢復所發生，且自5至2 0 %之該媒質的撓曲係由流體或塑流所發生。 以其他術語說明，本發明提供一種硏磨加工一成型工 件之方法，具有以一固體粒子硏磨劑塡入之粘彈性媒質， 包括了參照圖2與圖3 a — d之下列步驟： 該作業起始於將一成型工件裝配在一循環重複運動驅 動機構。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- — lull· — — — — — i — — — — — — -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7_ 五、發明說明（17 ) 該工件然後被以順應地接觸之方式與粘彈性硏磨媒質 結合，其中，該媒質在作業之溫度與應變速率下，具有至 少大約爲7? = 2 X 1 0 6釐泊之靜粘度，及自大約1 0至大 約1 0 0 0 0 s e c - 1之彈性鬆驰率。與所有聚合物相 同的，粘彈性硏磨媒質具有之鬆弛率係變形與溫度之施加 率的一非線性函數。 在工件與媒質之間的重複循環相對運動，係以一振幅 及頻率進行，足以使得： 粘彈性媒質反應由流體或塑流之部份產生之相對運動 而變形，以在粘彈性媒質及該工件之區域之間形成一間續 間隙，其並未平行於在一部份之相對運動的每一循環期間 的該相對運動之方向，該間隙塡入較該粘彈性媒質爲較小 粘度之流體，且當該間隙被工件與粘彈性媒質之相對接近 而封閉時，該流體可自該間隙位移；及 粘彈性媒質反應每一循環之相對運動期間之由彈性變 形及彈性恢復之部份產生之相對運動而變形，由此，粘彈 性媒質及該工件之區域並未平行於每一循環期間進行硏磨 加工接觸的相對運動之方向； 至少實質上平行於相對運動之方向的在粘彈性媒質與 工件的區域之間的該相對運動之平行速度，係大於粘彈性 媒質之鬆弛率，由此，至少實質上平行於該相對運動之方 向的粘彈性媒質與工件之該區域，係均於每一該循環之硏 磨加工接觸中；及 被施加至粘彈性媒質之應變速率，係少於所需要之到 ΙΙΙΙΙΓΙ — — — — i I I I I I I ^ 1111111« <請先閱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（210 X 297公釐） -20- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7___ 五、發明說明（18 ) 達該媒質之壓縮應力極限。 相對運動係持續一段時間，以使充分的由粘彈性媒質 與工件之間的相對運動進行硏磨加工所需要之水平。 本發明亦應用一裝置以供硏磨加工一工件之用，其具 有塡入一粒子硏磨劑之一粘彈性媒質。 該裝置包含用以將一工件裝配在一重複運動驅動機構 上之構件；可應用任何習知技術中之許多的機構陣列，其 被提供使可以可靠且均句的製造出本發明之方法所陳述之 所需要的功力與應變速率。相對運動可以爲往復線性運動 、軌道運動、迴轉運動、旋轉運動、或這些運動之組合。 相對運動之震幅及/或頻率可於運行時間中變化。 於該裝置中應用一粘彈性硏磨媒質。該粘彈性硏磨媒 質具有自大約ezQx 1 〇4釐泊至大約τ? = 8χ 1 06釐 泊之一靜粘度。較佳之粘彈性硏磨媒質係塡入一粒子固體 硏磨劑之一液流果膠聚合物，特別是一聚（硼-矽氧烷） 〇 該裝置必須包含供結合該工件順應地接觸該粘彈性硏 磨媒質之用的構件。典型地，將應用一供媒質進入之開啓 容器，於其中，工件可被前進至與該媒質接觸。於本發明 應用之媒質不需要加壓或禁閉。 重複運動驅動機構需要施加相對運動於工件與粘彈性 硏磨媒質之間，且所提供之應變速率係足以使得在作業條 件下，至少5 0 %之該媒質的撓曲係由彈性變形及彈性恢 復所發生，且少於5 0%之該媒質的撓曲係由流體或塑膠 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - -----Γ I I I I I Ii I I ---—訂------- !線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 __B7 五、發明說明（19 ) 流所發生。較佳的，所應用之應變速率係足以使得在作業 條件下，自5 0 %至大約9 0 %之該媒質的撓曲係由彈性 變形及彈性地恢復所發生，且自1至大約5 0 %之該媒質 的撓曲係由流體或塑流所發生。在多數情況中，應變速率 會被應用使得足以在作業條件下，自8 0%至大約9 5% 之該媒質的撓曲係由彈性變形與彈性地恢復所發生，且5 至大約2 0 %之該媒質的撓曲係由流體或塑流所發生。 於本發明中，所應用之硏磨粒子裝載之粘彈性媒質， 係以超過習知技術之硏磨流動機製通常應用之應變速率來 應用，其結果，可獲致多種新且高度有益之特質。經由以 非常高之應變速率操作，可在工件上產生非常微細硏磨、 拋光、及去毛口效果，相似或超過在典型硏磨流動機製過 程中所觀察到之效果。 這些效果可快速的達成，此則與更有用型式之硏磨流 動機製不同，其典型的需要實質上之處理時間來獲致所指 定之結果。於許多情況中，所需要之加工時間係典型的硏 磨流動機製作業所需時間之一半或更少。 於本發明中之工件的高品質加工，經常係可以單一作 業製造，在迄今之硏磨流機製中，需要應用例如爲多種不 同硏磨微粒尺寸之多種媒質來進行多種作業。於其他情況 中，當需要多種作業時，該作業在時間、勞工、材料、及 資本設備上仍遠爲更經濟。 於本發明中之加工本質，可允許應用更達爲簡化之工 具及設備，且這些設備與工具係典型的被實際應用在習知 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公釐) ^ "- — 里！ f I I — II I! t ! II I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500794 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2〇 ) 技術中硏磨流動機製中。雖然於高應變速率下之作業需要 要求所應用之設備，但該種系統之設計的更爲簡化，可允 許節省經常爲相當大之成本。 本發明可被使用在任何材料之工件上，該工件可由硏 磨劑加工以進行光硏磨、去毛口、使成圓角、定水平、及 拋光該工件表面。本發明最經常被應用於金屬工件，包含 例如鋼（包含中碳鋼、工具鋼、不銹鋼及類似物）、鋁、 鋁鎂合金、鈹銅合金、鈦、及多種其他金屬。本發明較少 被應用於陶瓷、蠘布、及其他之可機製的複合物、玻璃、 半導體材料、及類似物。本發明之作業亦可被應用以拋光 (及成形）硬塑膠材料，例如爲聚合物，包含了聚（甲基 -甲基丙烯）與聚（碳酸鹽），以及強化聚合複合物，例 如爲玻璃纖維疊片及類似物。一種有趣之應用係拋光（及 成形）供光學系統用之聚（碳酸鹽）透鏡或玻璃透鏡、及 類似物。 在本發明中之將被加工之工件，可具有鑄造、鍛壓、 機製或銑磨、鍛鍊、拋光（bobbed )之表面、或由非傳 統機製技術所形成，例如爲電子放電機製、化學或電化銑 磨。其他工件可由例如爲粉末金屬治金技術形成，包含了 三維印刷、及類似之技術。 依據本發明之硏磨加工已顯現其本身可有效的應用在 多種之應用中，以做爲完工技術之一種選擇。該種技術係 特別的適用於例如爲光硏磨、去毛口、使成圓角、定水平 及拋光複雜之表面，特別是三維表面，其中，該表面細部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- -------------- I--— — It ^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500794 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（21) 需要該種加工，以及在一個別之加工中進行加工多數之具 有複雜型式與形態之工件。 在多數情況中’將以本發明之方法加工之工件，係於 或接近於純形態，僅需要極少或不需要再修正尺寸。大致 ，上較不希望依賴本發明之作業自工件移除大的原料以使 獲致所需要的尺寸公差，雖然如果可接受額外之處理時間 時，該種作業亦可執行此種移除。該原料被移除之程度係 直接地與處理之時間成比例，且如果需要，可自工作移除 大量之原料，但當執行大範圍機製時，尺寸公差之控制需 要使用工具及心軸來確保加工在合適之區域，且未過度的 執行至工件表面之其他區段。該種技術在硏磨流動機製習 知技術中爲已知的，且亦可於本發明中採用，而以已知之 方式作用，但時間、勞工、及設備成本均大爲增加，因此 ’較佳的避免此一需求。依此，較佳的，儘可能以一接近 於純形態之工件開始加工且避免使用工具與心軸。 本發明之典型作業之一特徵在於由媒質所加工之表面 係更廣大地加工在突出相態上，而非加工在非突出特色上 。此可引致減少突出表面不規則性之通常所需要之效果， 且將之加工至周圍表面區域之水平。如果該加工持續足夠 長，全體表面可向下加工至該表面之最低相態的水平。因 而可獲致在多種情況中所需求之定水平效果（但於某些其 他情況則不需要）。依此，管理硏磨及拋光效果之程度係 很重要的，因此，可符合特別工件之特殊目的之用。 當於本發明中處理彎曲部份時，該曲線通常可合理的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24- I L--I 一---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 500794 A7 ___^ B7 五、發明說明（22) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 進入平順漸增形態，而沒有突然之變化或、、硬〃點於該曲 線中。在工件之視覺外觀很重要時，且當銳緣、隅角、及 硬曲線均爲工件之不利特徵時，本發明之這些相位均特別 的有利，由此，可防止供發展出應力裂痕及類似物之用的 軌跡。 亦可經由減少或消除波度、隆起、凹陷、及其他瑕疵 ’而強化工件之平面相態的平坦度。 該定水平之平坦且開闊的表面，可由本方法中之大量 (硏磨）減少成形誤差，及小量（拋光）減少表面粗糙度 及波度相態所獲致。例如爲工件中之波度、隆起及凹陷之 表面突起係爲數百micrometer (或數十mils )，均相關 於周圍表面區域而被減少，而同時地亦以數個或甚至少於 1 micrometer測量之數量未減少表面粗糙度。因而，以相 同作業同時獲致硏磨與拋光。 硏磨係操作以移除表面形態、工具及鑄模形態與標記 、成型誤差、毛口、刮痕及類似之瑕疵。依據本發明之硏 磨亦可移除重鑄表面層。移除重鑄表面層，可消除在某些 且事實上在許多情況中之事後進行熱處理之需求。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於典型情況中，工件之微完工可於單一作業中以多達 1 5 : 1之粗糙度的減少來改良，且具有一合適之硏磨粗 砂以供初始條件之用（在獲致該一水平之改良後，進一步 之拋光並不會實質上改良該完工產品）。如果較少精細表 面係可接受的，則僅需要較少之處理時間，而強化使用之 製造速率。如果需要進一步拋光，即爲進一步減少表面粗 -25· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 500794 A7 B7 五、發明說明（23 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)
糙度，本發明應用一更微細硏磨劑之進一步作業，可提供 多達一額外的5 : 1或甚至1 5 ·· 1之減少粗糙度（必須 注意，可以在一開始時便使用更微細之硏磨媒質，但已證 實處理時間需要較久，且拋光作業之生產力一般係不令人 滿意的。在以適用條件之合適硏磨微粒尺寸來進行二或更 多之分離作業，可遠爲有效且經濟地獲致大於2 0 ; 1之 量的表面完工之減少）。當依據ASME B46 · 1 ( 1995) ， SURFACE TEXTURE ( SURFACE ROUGHNESS, WAVINESS, AND LAY ) ，1 9 9 6，
Amerciun Society of Mechanical Engineers，New York 進 fl 測量時，最終表面粗糙度可少至0 · 2 u m (或大約 0 · 1 micro-inches ) R。但該種微細拋光表面在本發明 之許多應用中均非典型的需要，因而可充分的注意到，與 工件需求一致之較粗的表面拋光，係可更輕易且快速地獲 致。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於機製期間一般會形成粗邊及雜亂邊緣。一般可合適 的應用本發明來移除粗邊及雜亂或捲起之邊緣。粗邊移除 係本發明之作業的重要部份。因爲該種顯著的突起形態均 典型的在最早作業階段中移除，因此，如果應用本發明之 方法的主要目的係去毛口，可非常快速的獲致此一結果。 除了移除粗邊及雜亂或捲起邊緣之外，於本發明之作 業期間，所有邊緣均逐漸的成圓角。初期之處理係以相當 快之速率進行，且於表面修圓之後逐漸減慢。如果不要將 邊緣成爲圓角，可合適的應用一該邊緣與鄰近該邊緣之表 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 500794 A7 B7 五、發明說明（24 ) 面的保護罩（應用已知之磁磚硏磨機製習知技術）。 (請先閲讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本發明之一重要效果係加工硬化該工件表面之實質水 平的發展。其效果係典型的可與由珠擊法或其他可比較技 術獲致之效果相比較。在多數情況中，該加工硬化係一需 要的特色，但習於本技藝者可輕易了解，當合適時，事後 進行之熱處理可除去該種表面效果。 對於習於本技藝者而言，當與硏磨流動機製之更有用 型式的需求比較時，本發明所應用之設備係令人驚異的簡 單與不昂貴。 較佳之粘彈性硏磨媒質係一液流果膠聚（硼-矽氧烷 )，塡入增粘鋼化劑及高負載之所選擇的硏磨料，以及相 當微量之增塑劑。該媒質具有自大約7?二2 X 1 0 4釐泊至 大約8 X 1 0 6釐泊之靜粘度；該聚（硼一矽氧烷）聚合物 典型的具有大約τ? = 5χ 1 Q3釐泊至大約7?二5 X 1 〇5 釐泊之靜粘度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與美國專利號5，125，191之基礎的流體或塑 膠擠製流比較，本發明之彈性變形的加工速率係較快速且 較精細，允許移除大的原料且獲致高度拋光表面，於某些 情況中，可以一單一媒質在一單一作業中完成。於作業進 行的該室並不需要密封，且可選用一位移器以供多種型式 之工件使用，或僅供更複雜形態之需求之用。此外，因爲 媒質之彈性特質’如果有需要，該位移器之順應需求係遠 低於習知技術之需要程度。 該室未被密封，因此，該設備及其之使用均較少要求 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（25 ) 且較不複雜。此外，當前述間隙塡入流體係爲空氣時，該 開啓之室允許該間隙與做爲空氣來源之大氣之間連通。當 間隙塡入流體係空氣以外之材料時，可方便地應用塡入該 間隙之液體，當位移時，上昇至在該室內之媒質的上部水 平，並具有一通往大氣中之開口，允許該流體流不具有實 質上之反壓力。 硏磨媒質或工件，或二者，均由一重複運動機構在該 工件與媒質之間形成相對運動。相對運動可以爲往復線性 運動、軌道運動、迴轉運動、旋轉運動、或二或更多之該 種運動之組合結果。該相對運動可於進行時間中變化振幅 及/或頻率。 相對運動驅動機構可驅動該媒質容量或工件；於某些 情況，其可被應用以驅動二者。對於驅動機構之重點要求 係足夠的能量，以使於作業條件下可提供連續之功率，及 合適之相對運動的振幅與頻率，以及可選用的在作業期間 巨大地變化振幅及/或頻率之能力。 相對運動驅動需要可以相當小振幅及相當高頻率之循 環相對運動（典型爲一軌道運動）來操作，以在媒質上製 造相對應地高應變速率。一運動振幅（例如，軌道半徑） 之典型參數係大約0 · 2 5至大約1 2 · 5mm (大約 0 · 0 1 0至大約0 · 5 0 0英吋），較佳爲大約1至大 約6 · 5 m m (大約〇 · 〇 4 0至大約〇 · 2 5 0英吋） ’且一頻率之典型參數係自大約5至1〇 0Hz，較佳爲 1 2至2 5 Η z。由功能之觀點，需要較小振幅及較高之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ^"28^ IL---— —— — — — — II ^ ·11111111 (請先閲讀背面之注音？事項再填寫本頁) 500794 A7 B7 五、發明說明（26 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 頻率，但有可能升高該驅動機構之成本，且可能超過該媒 質之壓縮應力極限。特別較佳的，在一平面中組合一軌道 運動（典型的具有小或無從動元件之旋轉）與一連續或斷 續之線性震盪在垂直於（或接近於垂直）該軌道平面之一 軸線中。於該種情況中之線性震盪典型的係於與軌道分量 不同之頻率。 於其他情況中，較佳的，於加工循環期間，在垂直於 (或接近於垂直）該軌道平面之一軸線中，連續或階段性 的將工件強制前進進入該媒質內。 當工件之組態需要時，可應用多種非圓形軌道及複雜 之軌道/迴轉運動，如前述之文件及習於本技藝者所已知 之該種構件，作用以至少可確保在工件之表面上方獲致實 質上爲均勻之分佈，且於全體作業循環中均可維持。於某 些情況，其以其他方式進行硏磨加工，提供橫越工件表面 之該媒質的更複雜通路，進一步可防止形成表面層，且協 助移除該表面接收之層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在高的靜粘度及甚至更高之施加應用於本發明中的應 力下之表現粘度，該系統可於接近壓縮應力極限的水平中 操作，其可提供快速硏磨動作及在已硏磨表面上之拋光動 作。該動作可使該媒質彈性變形，且使工件表面平移於該 媒質之半剛性表面上方；經由施加之運動，經由高水平之 施加的壓縮或剪力應變，可確保彈性變形。具有充分之流 體或塑流，以提供該媒質順應工件之表面，並使來自該表 面之硏磨粒子捲入該媒質且自該媒質/工件之分界面離開 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（27) ，且於該媒質內提供硏磨移動，而確保移除磨損之硏磨劑 並提供新的硏磨劑至該加工分界面。 該系統之作業會導致作業期間之媒質加熱。較佳的， 採取合適之步驟以限制在媒質內之溫度昇高，以防止溫度 高於大約1 4 0 °F，較佳防止溫度高於1 3 0卞。在多數 情況中，較佳的應用一媒質之再循環流而流入且流出該室 ，因此，在間隙內之媒質增量被移出且以新的媒質取代， 而冷卻媒質。額外之淨流，可確保媒質之實質上均勻的分 佈，且連續的加工接觸將被加工之工件的全部表面。 在該室內操作之該系統，於施加應變速率下，使得在 作業條件下至少大約5 0 %，特別的大約5 0至9 9 %， 且較佳爲大約8 0至9 5 %之該媒質的撓曲係由彈性變形 及彈性恢復所發生，且少於5 0 %，特別的大約1至5 0 %，且較佳的大約5至2 0%之該媒質之撓曲係由流體或 塑流所產生。 工件必須由一治具或工件所結合，以將之放置且固持 於與硏磨媒質順應的接觸。如果工件係相對運動驅動機構 之從動元件（此經常爲最方便且較佳之配置），瓷磚治具 或工具較佳爲該驅動機構之一部份。 雖然並非爲本發明之需求，提供一機構將工件前進至 媒質室內且與媒質順應地接觸，係經常有效的。自該室內 之一外部裝配站，該工件係裝配在該治具或工件上。該種 配置可大爲協助使用本發明，因爲可更快的裝配與結合該 工件，對機器操作者而言係較簡單且較合乎要求，或在某 --；-----------------訂---I----- (請先閱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（210 X 297公釐） -30- 500794 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（28 ) 些情況中，允許由該種機構自動化作業而允許無操作者之 作業（至少供某些階段及某些零件數量之用）。可選擇的 ，或協力合作的，該室本身可適用於在其之作業位置中， 前進朝向及自與工件之分界面縮回。 該室需要且較佳的設有一孔或多孔之孔，以提供該媒 質流入且流出該室。如下之說明，較佳的，至少提供二孔 ，一入口及一出口，經由媒質排吸機構之連通，提供進入 且離開該室之媒質的循環流。最佳的，設有多數之入口與 出口。 合適之用以排吸該種硏磨媒質之配置與設備，係爲習 知技術已知的，且不形成本發明之一部份。任何可合適於 提供該種循環流之機構均可應用於本發明。 在具有複雜幾何形狀之工作的作業中，可提供與工件 之形狀順應之心軸或位移器，其設有合適之變位，以提供 鬆弛地界定該媒質於其內的間隙（8 )。該種辦法係與應 用在美國專利號5，1 2 5，1 9 1之位移器組態爲可比 較的，但於本發明中，位移器係以相當不同之方式操作。 因爲在本方法之作業中之卓越的彈性變形，一位移器 係主要用以限制彈性變形及限制媒質被作業所變形之質量 ，並磁滯延遲該質量之彈性恢復。此外，在平行於重複運 動之通路的區域內，及在工件型式內具有深的空穴特徵之 區域內’ 一位移器係作用以導引媒質流入且流出與工件表 面接觸之分界面，以確保在工件表面上之一致與均勻之加 工。如前所述，位移器或心軸之順應係比習知專利中較合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公璧） -31 - — LlllrillllI — — — — — — II ^ - - - - - ---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 500794 A7 B7 五、發明說明（29 ) 乎需要，且大致上足以順應該形狀，以提供灼3至大約6 m m之變位間隙（8 )。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 硏磨媒質與工件之一或二者，均由一重複動作機構所 操作，以製造在工件與媒質之間的相對運動。相對運動可 以爲往復線性運動、軌道運動、迴轉運動、旋轉運動、或 二或更多該種動作之組合結果。相對運動於進行期間均可 變化振幅及/或頻率。 由相對運動施加至媒質的應變速率，應在限度以內儘 可能的高。 爲使獲致本發明之主要利益，應變速率應至少足夠的 高，因此，至少大約5 0 %之硏磨媒質的材料變形，係由 彈性變形與彈性恢復所發生，且媒質之流體或塑流，成爲 該媒質反應相對運動之相當小的比例。 大致上，只要該作業未抵達或超過壓縮應力極限，應 變速率愈高，本發明之作業更有效率，該效率包括了加工 速率（因而獲致所需之加工時間及產品之產量）及該系統 之能量需求。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在工件與媒質之間的相對運動不超過壓縮應力極限是 很重要的，其結果可獲致作業之一致性。壓縮應力極限之 因素包含了供該媒質用之特殊聚合物載具、媒質組成之固 有或靜粘度、於本發明之作業期間之施加應變與增加溫度 造成之粘度改變、及硏磨劑與固體稀釋劑之負載。在任何 之特定媒質公式中，壓縮應力極限應高於將被應用之有用 應變速率，且需要被測量以確保不會在作業中超過合適之 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 __B7 五、發明說明（3G ) 極限。 在較佳之聚（硼-矽氧烷）基媒質中，超過壓縮應力 極限造成該媒質之動態視粘度大量增加，使得聚合物產生 破裂及造粒，製造出不能進行彈性變形及流體或塑流之硏 磨粒子的易脆聚合物粉末，直到應力鬆弛及材料合倂爲止 。實質上，具有聚合物粉末會由設備之作業所散佈及自該 裝置損失之風險。該種效應亦經由聯鎖分割、減少該媒質 之使用壽命寺而劣化該聚合物。在其他媒質中，該效應也 許不會如此嚴重，且也許可限制聯鎖分割及聚合物劣化， 但其結果對於實際應用本發明係有相等的損害。 當在媒質之壓縮應力極限之下操作，且於提供實質且 優異之該媒質的彈性變形之一應變速率下時，在工件表面 上之硏磨微粒的動作係不同於更典型習知型式之硏磨流動 機製的動作。 最顯著的，衝擊在工件與媒質之間的分界面處之壓縮 效應，係被操作以向著工件表面而限制及 > 緩衝〃或 > 減 震〃該硏磨粒子之力。在該一機構內之表面不會發生深割 、溝孔、或刮痕，且可應用實質上較大之硏磨粒子來獲得 甚至相當微細之拋光表面。 在工件與媒質之間由壓縮衝擊所執行之加工的限制， 係經由彈性恢復將施加使得該媒質壓縮之能量的回復及復 原所抵銷，使得在典型的不同於該動作之壓縮分量的方向 中，執行一額外之加工於工件表面上。 於較佳情況中，在工件與媒質之間的相對運動係至少 --V---L---------------訂---------線 (請先閱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（210 X 297公釐） -33- 500794 A7 B7 五、發明說明（31 ) 部份爲軌道運動，因此，動作之方向係連續且不斷的改變 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 。其結果，硏磨粒子橫越該表面之通路的方向亦不斷的改 變（壓縮方向與恢復方向二者均然）。在方向中連續的變 化之效果係作用以防止在加工表面中形成一層，及自原始 條件中的表面移除部份或全體之層。 這些在加工該表面所產生之特色的組合係相當快速卻 又逐步進行的，且具有由該硏磨劑之過度作用所引致之微 小或局部之表面裂紋，例如爲表面之深刮痕或溝孔。 必須注意，在本發明之作業中需要某些硏磨媒質之流 體或塑流。雖然例如在典型之硏磨流動機製中（供在工件 上執行加工之卓越機構）不需要此流體或塑流，但於本發 明中的某些相位中，其佔有相當重要之地位。 首先且主要的，媒質之流體與塑流可確保該媒質至工 件表面之順應性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，被置於平行在工件與媒質之間的相對運動之方 向或平面的表面區域，流體或塑流可確保具有一足夠將該 媒質壓向將被加工之表面的局部壓力。也許沒有該運動之 分量被導入在該區域中之媒質內，且僅有彈性變形不能操 作以維持在工件與媒質之間的分界面處的最佳加工接觸。 該種媒質流入該室內以瘡保該種局部壓力。 加工室中之媒質流亦被作用以確保新的硏磨粒子被帶 往該媒質表面與工件之分界面處，磨損之硏磨粒子均被自 分界面攜離，且自工件磨掉之加工碎屑亦被攜離分界面。 媒質流亦爲溫度控制之重要部份，自該系統抽出熱媒 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） -34 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（32) 質，因此’媒質可被冷卻並再被導入一循環流內。 於本發明中所使用之處理時間會依據工件材料之本質 ’所需要或指定之表面結構選用之程度、及選擇以供作業 用之硏磨劑而變化。只要相對運動驅動機構適用於作業之 需求，處理時間係與將被加工之工件的表面區域尺寸無所 關聯。 在典型環境中，一般之表面結構中的1 〇倍處理，特 別是該作業中之典型的主要焦點之表面粗糙度，可經由合 適的選擇條件與媒質，且於較軟工件上以大約二至大約五 分鐘的處理時間來獲致，該較軟工件例如爲鋁及其之合金 。對於更困難，即爲較硬之例如爲鋼鐵及類似物之材料， 處理時間會相對應的較長，有時1 0或甚至2 0分鐘或更 多。 當處理規格不需要在表面結構中2 0倍處理或更佳時 ，減少操作時間可被應用以強化本發明之生產力。 在媒質中之溫度會上昇，由於在作業中執行之加工， 當然會製造相當數量之熱。於作業期間必須冷卻該媒質。 較佳爲如下所述之媒質的再循環，可於本發明之裝置的外 側冷卻，雖然如果需要可提供其他的冷卻於處理室內。較 佳的，較佳之聚（硼-矽氧烷）基媒質的溫度’可維持低 於大約1 4 0 °F，再更佳的低於大約1 3 0 °F ° 在處理進行中，接觸工件表面之硏磨劑會磨損。在加 工進行中，於材料自工件表面移除時’可將聚積於媒質內 之很多數量的機製碎屑移除，稀釋硏磨微粒且增加該媒質 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -35- --:---,/---------------訂 --------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500794 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（33 ) 之局部粘性。爲防止該種效應千擾或更改處理循環，新的 媒質被饋入在工件與媒質之間的分界面處，以沖走舊媒質 並供應新的媒質。舊媒質自該裝置抽出並冷卻，然後，循 環進入新的媒質供應源。如果應用該種再循環，在媒質衰 弱且需要換置之前，可進行相當數量之重組循環。 可注意到的，該媒質在工件表面上之動作，係與相對 於相對運動之方向或平面的平面不同定向。 垂直或正交於相對運動之方向或平面而定向之表面， 幾乎完全地由媒質之彈性變形與恢復所加工。平行於相對 運動之方向與平面之表面，係由小許多程度之彈性變形與 恢復所加工，因爲該運動不會施加任何實質上之壓縮力於 該區域內之該媒質與工件表面之間的分界面之方向中。在 該區域之動作係更類似於在該區域中之軌道硏磨流機製。 在相對運動方向或平面之其他角度處之表面的加工之本質 與特徵，均介於這些顯示出之極端特徵之間。 在許多情況中，這些也許對作業並無作用。於其他情 況中，可合適的將壓力下之媒質饋入表面之部份分界面內 ，該部份分界面未遭受壓縮應變，以確保適用以維持該媒 質至該表面的順應性之局部壓力，以確保媒質之流動，且 移除舊的磨損硏磨劑，並以新的或較少磨損硏磨劑增量。 於某些情況中，可能且也許需要，典型的在垂直於至 少不同於該相對運動之方向的一方向中，一或更多次的將 工件自該分界面脈動移開及進入該分界面內’以確保與媒 質之順應接觸。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -36- 丨 丨！ i — 丨丨丨 _ 訂 -----|_丨_ (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 500794 A7 B7 五、發明說明（34 ) 另一變化係改變其處理循環之相對運動的本質、方向 或平面，以改變該部份及其之表面相對於相對運動之方向 或平面之定向。經由在處理循環中的不同時間應用不同之 運動或不同之相關於運動之工件定向，可控制在所有加工 表面上執行之加工。在最通常之情況中，該控制係進行以 確保該硏磨加工在工件之所有表面上均爲相等的，雖然在 某些情況中，該運動可被應用以獲致在不同工件相位上之 差動加工。 如果應用二或更多之不同形式之相對運動組成之複合 運動，經常可完全抵銷執行在工件上之加工的定向。 在某些情況中，彈性變形之作用係充分的導向使得需 要一相對運動驅動之逆向方向來合理地確保均勻的加工該 表面。例如，當應用一軌道驅動於提供前端表面與尾部表 面相態之複雜表面上時，會發生前述狀況。軌道運動造成 在工件與媒質之間的接觸實質上爲切線的，且於該種情況 ’工件表面之前端比尾端相態接收更多之加工。爲抵銷此 一差動效應，其典型的足以在二方向中逆向該驅動機構至 將被加工之工件。該種方向效應一般不會發生在簡單形狀 中。 多種之粘彈性材料對習於硏磨流動機構之習知技術中 係爲已知的。實質上的均可適合本發明之需求。該種習知 技術中應用之該種材料之主要種類，係聚合物凝膠，特別 是水凝膠，及聚（硼-矽氧烷）。 離子鍵係經常被應用於多種聚合物之離子交聯。該種 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） IL---r----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
37- 500794 A7 B7 五、發明說明（35 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 聚合物均經常爲可適合被使用於本發明中之可水溶形態。 當該種聚合物離子交聯時，典型的形成吸水水凝膠，具有 有效之粘度水平，可將被添加於本發明之程序中的高密度 微粒進行高耐久懸浮。 在離子交聯水凝膠中，離子鍵係比聚合物構架之共價 鍵爲弱，且離子鍵在暴露至高剪應力及高應變速率下時較 佳的被破壞且斷裂。當斷裂之鍵相當穩定時所製造之離子 種類，及於此應用之聚合物系統之內容中之離子種類，僅 於重建斷裂交聯時反應，且因而，在高剪應力被移除時， 重建高粘度水凝膠結構。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在一可選擇實施例中，形成凝膠之水溶聚合物均成形 爲水凝膠，具有或不具有膠凝助聚劑，例如爲周期表中之 GROUP I I I至V I I I之水溶鹽。水凝膠係依據在聚合 物分子之間形成分子間的鍵。該種鍵仔比離子鍵弱，且在 本發明中，協助在拋光噴流施加之高剪應力下削薄該媒質 ，且提供用以保護該聚合物之共價鍵且將斷鏈減至最少之 犧牲鍵。這些水凝膠亦作用以增加高的靜粘性，不論分子 鍵係形成在凝膠組織或在使用後再形，在防止硏磨粒子之 沈澱係高度需要的。 亦可能具有非水聚合物公式，其中，該聚合物係由其 他形式之分子鍵所交聯或膠化。該種習知之公式，對拋光 及機製對水易損之材料係特別卓越，例如爲含鐵金屬及類 似材料。 一較佳之由分子鍵所交聯及/或鏈延伸之非水聚合物 本^氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -38 : " 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500794 A7 B7 五、發明說明（36 ) ，係聚（硼-矽氧烷）之族。這些聚合物由電子對所交聯 ，該電子對係分配於在聚合物鏈之第三B原子與在鄰近聚 合物分子之鏈中的〇原子之間。本發明之特定本質可非常 直接且微細地控制包含聚（硼-矽氧烷）之分子重量，被 包含在聚合物鏈中之B原子水平、及類似物。 依據使用聚（硼-矽氧烷）之拋光媒質的公式，係本 發明所較佳使用的，因爲該媒質之非水本質、控制粘度之 劑量程度、及平衡粘度與彈性變形特徵之能力以適合將要 進行之拋光與機製作業。因爲本系統之液流特徵，這些材 料亦爲特別較佳的。 分子鍵及鏈延伸鍵，特別的包含了該B : 0鍵，均弱 於共價鍵，且應用可輕易形成分子鍵之聚合物於本發明之 非水處理中。在媒質與工件表面之間的衝擊力牽涉到的高 剪應力及高彈性變形條件下，分子鍵會破裂，並吸收一部 份施加於聚合物上之能量，且保存製成聚合物構架之共價 鍵。 獨自之水凝膠鍵係不足夠以提供高剪力作業中的吸收 ，且較佳的必須依賴與其他非共價犧牲凝膠鍵之組合。水 凝膠分子鍵係非常弱之鍵。 在高剪應力移除後，分子鍵可輕易的再形成，重建交 聯結構及該系統所需要之凝膠狀高粘度。 於本發明中’交聯鍵（即爲分子鍵）係在作業中的高 剪力與高彈性變形下首先斷裂的，且犧牲以保護共價鍵不 會劣化’否則會如習知材料與過程中相同的以永久、不可 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公爱) --- --1---〆---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500794 A7 B7 五、發明說明（37) 逆方式造成聚合物鏈之瓦解，而使聚合物劣化。 本發明應用之較佳聚（硼-矽氧烷）具有自大約π = (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 X 1 0 3釐泊至大約；？ = 5 X 1 0 5釐泊之範圍中的粘度 〇 較佳聚（硼-矽氧烷）之容積彈性模數Β，係以與溫 度Τ成反比，與變形7之速率正比的變化。 依據將被加工之表面的硬度與粗糙度以及將要獲致之 完工表面，硏磨粒子尺寸應爲最小尺寸以符合所需要之加 工速率。一般而言，較小之微粒或硏磨劑之 > 噴粒〃尺寸 ，可獲致較平滑之表面。該硏磨劑最經常具有之粒子尺寸 係自低達大約1 micrometer至高達1400 — 1 600 micrometer (大約 1 6m e s h )或甚至 2 0 0 0 micrometer。更通常的，硏磨顆粒大小係在自大約2至大約 4 0 0 micrometer之範圍內，且最通常的係在大約2 0至大 約3 0 Omicrometer之範圍內。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據將被拋光之工件材料之硬度，硏磨劑之硬度應爲 符合材料成本及工件之極限的最高値。切割作業亦典型的 應用在成本效益內所可獲致之最硬且最利之切割硏磨劑。 一般之規則爲，硏磨劑越硬，拋光作業會更快且更有效率 。在某些情況中，會因成本效益來限制硏磨劑之硬度，因 爲典型的，材料越硬則越昂貴。此外，應用較軟之硏磨劑 限制材料移除速率，其在有限環境下係有需要的，以使可 協助控制。 在本發明中選擇硏磨材料並不嚴苛，且任何一般應用 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 500794 A7 B7 五、發明說明（38 ) 之材料均可有效使用。合適之材料範例包含了（僅做爲例 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) )_土、砂石、石榴石、碳化砂、碳化硼、鑽石、及類似 物。在較高粘度中可使用碳化鎢，雖然其之密度可能會造 成維持有效地分佈在媒質內之問題。拋光媒質之再使用可 允許經濟地使用較硬但更昂貴之硏磨劑，造成強化拋光與 機製作業之效率的結果，以當需要時增加拋光速率。例如 ，在已使用石榴石之拋光作業中可以碳化矽取代。 一般而言，所應用之公式中的硏磨劑濃度係於自大約 3 0至大約9 0重量％之水平，較佳爲大約6 5至大約 8 5重量％。已發現於較佳範圍內之作業，或在某些情況 中低於該最佳範圍，係相當有效的。 在微粒濃度（即爲硏磨劑加上來自工件所聚積之機製 碎屑）之實際上限，係發生在相當大之粒子對粒子接觸或 ''橋接〃情況之水平處。橋接係不希望發生的，因爲會引 致硏磨劑在工件表面上造成過度之溝孔與刮痕。 當超過該媒質公式之臨界微粒固體容積濃度時，橋接 會大爲增加；在達到臨界微粒固體容積濃度時，橋接之程 度與過度固體之程度成正比例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 臨界微粒固體容積濃度，係被界定爲該載具之容積正 好足以塡入微粒固體粒子之間的空隙及塡隙內之微粒固體 濃度；當固體高於比例，該公式會急需要載具（聚合物基 座及增塑劑），且在媒質之質量中發生空隙。 在許多媒質中’經常希望且甚至需要超過臨界微粒固 體容積濃度以達成某些希望達到之特質。最通常的，當進 -41 . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 500794 A7 B7 五、發明說明（39) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 行粗硏磨及機製作業時，及該設備與方法可容納例如在硏 光作碁中之橋接效應時，會應用該種技術。該種特徵係類 似於習知技術。該種效應在本發明中應予避免。不應超過 臨界微粒固體容積。本發明依據聚合物之重量而典型的應 用大約4 : 1重量％之硏磨微粒，其大致上相對應於依據 聚合物之容積的大約2 : 1容積比例，以確保充分之能力 將工件提供之相當數量之碎屑聚集在媒質內。 硏磨劑濃度並無直接下限，雖然必須注意硏磨劑含量 係媒質之粘度的主要決定因素，且當粘度太低時，不會發 生所需要之彈性變形。當應用低濃度硏磨劑時，必須應用 其他用以獲致所需要濃度之技術。此外，在工件上執行之 加工速率係相關於硏磨劑之濃度，且其妥適地確保該濃度 係足以獲致處理循環次數及生產力，以供在作業中所需的 在工件上加工之最佳效率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如前所述，硏磨微粒之主要尺寸（直徑）範圍係自2 至2 0 0 0 micrometer，較佳自大約2 0至2 0 0 micrometer。在需要微細表面完工之表面中，微粒尺寸在自 大約2 0至大約1 0 〇 micrometers係特別有利的。大致上 可妥適地應用最大微粒尺寸，以符合在作業中所希望獲致 之特定完工特徵與拋光及硏磨率。 在一給定之硏磨微粒尺寸中，已觀察到工件之表面完 工係快速地到達以手拋光或硏光技術之可獲致的相同或更 佳之水平，但僅需要遠較爲少之勞工與時間。當聯結使用 較小微粒尺寸之能力時，經常可以製造出無須手動表面完 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 500794 A7 B7_ 五、發明說明（40 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 工過程之表面完工程度，減少在製造中所需要之作業次數 及勞工與設備之數量。當被使用以斷裂或修圓銳利邊緣及 去除毛口時，該技術係快速、有效、且易於控制的。 在本發明之較佳媒質中可使用非彈性塡入物、增塑劑 、潤滑劑、稀釋劑、增厚劑、伸長劑、及類似物，其多數 已應用在習知技術之硏磨流動媒質中，但應限制其之使用 。本發明限制該種添加劑不多於媒質組成之大約2 5重量 %。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於本發明中，硏磨媒質之粘度應高於習知技術中之典 型硏磨流動機製。在一給定剪力速率中之彈性變形程度係 依粘度增加而增加，而相對應的減少流體或塑流之程度。 在適用於本發明之驅動機構中，較佳的應用具有自大約 =2 X 1 0 4釐泊至大約7? = 8 X 1 0 6釐泊之粘度的媒質 ，其相對應於多於大約2 · 5 s e c — 1之應變速率中的本 系統之操作條件下之至少大約5 0 %彈性變形之發展。應 用本發明之較佳聚（硼-矽氧烷）聚合物，其本身具有自 = 5 X 1 0 3釐泊至大約= 5 X 1 0 5釐泊之粘度，供 媒質用之目標粘度，可由負載自大約6 0至大約9 0，且 較佳爲大約7 5至8 5重量％之媒質所獲致。 本發明具有多種與習於本技藝者所已知之硏磨流動機 相容或相同之特質。但亦有重大且重要之差異。 在硏磨流動機製中，包含了軌道硏磨流動機製，其之 主要目的係獲致橫越該工件表面之媒質的固體或準固體流 塞式流動，且不論是塑流或活塞式流動係爲動作之主要模 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -43· 500794 A7 B7 五、發明說明（41 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 式。沒有或實質上無該媒質之彈性變形被製造或需要。其 之被施加至該媒質之應變速率均被限制至製造出所需要之 流動特徵竹旳水平，與本發明相反，本發明之應變速率係 足以在媒質中產生相當且卓越之彈性變形水平，而流動貝[j 有意的將之減至最少（但並未消除；某些流動在媒質/工 件表面分界面處係需要的，以確保硏磨微粒之循環與重組 。不同動作之模式的結果，使得在本發明之工件表面拋光 效果最佳化。 硏磨流動機製與軌道硏磨流動機製，產生相對應於該 媒質之流動圖形之一明顯的層。於本發明中，在工件之拋 光表面上僅有極少或沒有產生該層。在本發明中會產生之 流動的圖形均典型爲隨機的，或非常接近於此，因爲該媒 質並未被侷限且可自由的移動在由本系統之流體動力所指 示之任何方向中。 習於本技藝者可進一步了解的，本發明具有與硏光作 業共同之某些特徵。但是其仍具有重要之分別。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先且重要的，本發明較少依賴硏磨劑之粒子尺寸來 獲致完工之特定水平。在硏光的表面完工中，係粒子尺寸 與處理時間之直接功用。於本發明中，經由大約一給定硏 磨粒子尺寸之數量來進行表面完工。雖然該改良仍未完全 特徵化，且本發明不希望被任何理論假設所拘束，明顯的 ，改良之表面係相關於高速及硏磨媒質之彈性，該二者均 限制每一硏磨粒子接觸工件表面時之切割深度。於硏光中 ，相反的，硏磨粒子被直接且機械地驅動橫越工件表面’ -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 500794 A7 B7 _ 五、發明說明（42 ) 加大了特別粒子尺寸之切割深度。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 此外，本發明在工件表面上不具有加工圖形之層。硏 光作業典型的產生代表了驅動該硏磨微粒之工具運動圖形 之一表面層。確實的，在硏光中產生之層，經常被應用以 發展在工件表面上之裝飾圖形。於本發明中，雖然再次的 不希望被拘束，我們相信在硏磨媒質組合了彈性，該媒質 之塑流及缺乏任何橋接於工件及在系統內之任何其他元件 之間，圖形係隨機或準隨機的產生。微粒之橫越工件表面 的加工運動，可防止在表面上之任何顯著的層或圖形之發 展，且操作以移除如習知作業所引入之表面中的圖形或層 。當然，橋接係硏光作業中之一主要特色。 範例1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 應用示於圖1中之一 R a裝置來拋光多數之由工具鋼 鍛造且雕刻有一設計之壓模印模，該壓模印模具有2 5 micro-inches R a之表面粗糙度。該設計經由塡入環氧樹脂 而被罩住，且該模之剩餘表面首先使用塡入2 5 mm碳化 硼硏磨劑之一聚（硼-矽氧烷）基媒質拋光1 2分鐘，接 下來，以塡入2 um鑽石硏磨劑之聚（硼一矽氧烷）的第 二媒質程式進行1 6分鐘之拋光作業。未應用任何位移器 。該裝置應用具有25Hz之軌道率及〇·2英吋之離心 率之一軌道運動。該模之未罩住區域所測量出之完工表面 粗糖度爲 0 · 2micr-inches Ra 。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4^^ (210 X 297公釐) -45^ 500794 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（43 ) 範例2 示於圖1之裝置亦被應用以拋光多數之具有三維複雜 形態之鍛造鉬構件。該構件具有1 0 0至1 2 Omicr-inches Ra之表面粗糙度。該裝置配合一與該構件之形態互補之位 移器，且提供6mm之一間隙。應用1 7Hz頻率之 0 · 25英吋軌道，及應用聚（硼一矽氧烷）媒質80 me sh之硏磨劑，將該輪之表面拋光3 · 5分鐘，接下 來，應用17Hz頻率之〇 . 25英吋軌道，及應用聚（ 硼一矽氧烷）媒質與2 0 Ome s h之硏磨劑，第二次的 拋光2分鐘。該輪之表面在完工後測量出具有之表面粗糙 度在自2 0至2 5 micr-inches Ra之範圍內。 範例3 示於圖1之裝置亦可應用以拋光多數之具有複雜形態 之一鑄造鋁汽車車輪。該輪具有1 4 0至1 7 5 micr-inches Ra之表面粗糙度。該裝置配合一與該輪之形態互補之位移 器，且提供6mm之一間隙。應用1 7Hz頻率之 〇 . 25英吋軌道，及應用聚（硼一矽氧烷）媒質與80 me sh之硏磨劑，將該輪之表面拋光3 · 5分鐘，接下 來，應用17Hz頻率之〇 . 25英吋軌道，及應用聚（ 硼一矽氧烷）媒質與2 2 0 m e s h硏磨劑，第二次的拋 光1 · 5分鐘。該輪之表面在完工後測量出具有之表面粗 糙度係在2 0至2 5micr-inches Ra之範圍內。 本發明於此已相關於較佳操作環境與需求，以及在一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -46- I l·----•丨丨 — 丨！_ 訂·! !丨· (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 500794 A7 B7 五、發明說明（44) 特別背景中加以詳述。習於本技藝者可完全了解本發明之 應用，其之於此之導引而使用在其他之多種不同環境中’ 及可採用本發明於本發明之其他實際背景之特別的需求。 本發明之前述說明與揭示，係希望用以導引習於本技 藝者來顯示本發明之內涵，且並非界定或限制本發明之範 疇。本發明之範疇係由下列之申請專利範圍所界定與限制 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -47- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）