本發(fā)明涉及金剛石表面的研磨裝置，更詳細(xì)而言，涉及對各種金剛石制品的表面進(jìn)行研磨的裝置。

背景技術(shù)：

關(guān)于作為碳晶的金剛石的物性，不僅僅是其硬度極高，耐磨性優(yōu)異，并且，其光滑性、導(dǎo)熱性也優(yōu)異，此外，折射率也高。由于具備這樣的物性，所以金剛石使用于：例如，車刀、立銑刀、銼刀等切削用工具；沖頭、沖模等塑性加工模具；氣門挺桿、軸承等滑動部件；散熱器等散熱部件；電子底座、透鏡、窗等光學(xué)零件等，這些金剛石制品根據(jù)用途進(jìn)行加工，但是，通常多數(shù)情況下要求對其表面進(jìn)行研磨使其成為平滑的面。

雖然金剛石表面的研磨以往采用了：研磨機(jī)構(gòu)也使用金剛石制的磨粒、磨石的機(jī)械研磨方法，但是，研磨花費(fèi)時(shí)間，并且，由于產(chǎn)生共磨削，所以存在工具壽命短的問題，另外，還存在如下問題：對于被研磨的金剛石表面具有凹凸而非平面的立體的表面的研磨是不適合的。因此，目前提出有利用化學(xué)處理而不是機(jī)械研磨的研磨方法。該研磨方法如下：首先，使加工部分為高溫狀態(tài)，用高反應(yīng)性金屬或金屬氧化物摩擦金剛石表面，使其發(fā)生反應(yīng)而除去。

在專利文獻(xiàn)1中公開了一種研磨方法，該研磨方法如下：使用由容易與金剛石結(jié)晶中的碳發(fā)生反應(yīng)的金屬構(gòu)成的研磨部件，對該研磨部件施加超聲波，使該研磨部件進(jìn)行超聲波振動，同時(shí)進(jìn)行加熱，將其按壓到金剛石表面進(jìn)行研磨，作為容易與成為研磨部件的碳發(fā)生反應(yīng)的金屬，可以舉出：包含γ-Fe的不銹鋼、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉭(Ta)。

上述的加熱法中利用超聲波振動所帶來的摩擦熱具有如下缺點(diǎn)：必須通過振動數(shù)、按壓力來進(jìn)行溫度控制，該控制非常難，很難以一定的效率穩(wěn)定地進(jìn)行研磨；另外，由于使用摩擦熱，所以其能量效率低，為了使溫度上升，必須以一定的按壓力將研磨部件按壓在金剛石表面，有時(shí)構(gòu)成該研磨部件的金屬的硬度比金剛石低很多，使得研磨部件的磨損明顯，其壽命短。鑒于這一點(diǎn)，作為加熱方法，還提出了：使激光聚焦，進(jìn)行照射，以使金剛石表面成為焦點(diǎn)，而對金剛石表面進(jìn)行研磨的方法。圖6示出這種研磨裝置，在具有金剛石表面的被加工部件1的加工面1a附近，以加熱機(jī)構(gòu)2使激光2a聚集而進(jìn)行加熱，并且，將固定研磨部件3a按壓于被加工部件1的加工面，同時(shí)使被加工部件1旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行研磨。雖然改善了加熱效率，但是，由于研磨部件是固定的，所以依然殘留著磨損明顯、壽命短的缺點(diǎn)。

專利文獻(xiàn)2中所公開的方法如下：采用了利用激光照射的預(yù)加熱法，使構(gòu)成研磨部件的金屬與金剛石表面的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，來進(jìn)行研磨，然而該發(fā)明的目的是提供一種不僅研磨部件的壽命長、其控制也容易、能夠得到平滑度高的表面、并且還能夠容易地適用于具有凹凸的立體表面的研磨的金剛石表面的研磨方法，另外，還提供一種能夠通過使用由廉價(jià)的金屬單質(zhì)形成的研磨部件而不使用像金屬間化合物那樣利用特殊的制法得到的昂貴材料來進(jìn)行研磨的金剛石表面的研磨方法。因此，該發(fā)明提供一種如下的金剛石表面的研磨方法：如圖5的B、C所示，在利用研磨部件進(jìn)行研磨之前，通過激光等對該研磨部件3或被加工面(金剛石表面)1a進(jìn)行加熱，并且，所述研磨部件3使用下述的原料，即形狀為線狀3b或帶狀3c且至少表面由容易與碳發(fā)生反應(yīng)的金屬或滲碳性金屬形成的原料，將該研磨部件3卷繞于滑輪4a或滾筒4b這樣的研磨部件支撐器具4，使研磨表面連續(xù)地或者間歇地進(jìn)行位移，并且，借助研磨部件支撐器具4，按壓于金剛石表面，同時(shí)使被研磨部件1移動，從而進(jìn)行研磨。

該研磨方法由于使用了由前述的金屬原料形成的具有線狀或帶狀的形狀的研磨部件，并且使該研磨部件的接觸部位移來摩擦金剛石表面，所以磨損后的研磨部件被逐次更新，易反應(yīng)性金屬與金剛石表面的碳的反應(yīng)或者該碳的擴(kuò)散滲透沒有達(dá)到飽和狀態(tài)，或者不會有表面壓力因磨損而發(fā)生變化，而始終穩(wěn)定地進(jìn)行研磨。其結(jié)果，能夠發(fā)揮長期地持續(xù)地進(jìn)行穩(wěn)定的研磨的效果，但是，如圖5的A所示，由于是將卷繞于研磨部件支撐器具4的研磨部件3依次進(jìn)行輸送且卷繞，并且從外側(cè)朝向被加工面(金剛石表面)1a按壓來進(jìn)行研磨的方案，因此，在加工面的外側(cè)，具備輸送且卷繞上述研磨部件的輸送卷繞機(jī)構(gòu)6和按壓機(jī)構(gòu)7的大型的研磨裝置與卷繞有研磨部件3的滑輪或滾筒這樣的研磨部件支撐器具4相對置。因此，被研磨部件1的加工面1a必須在結(jié)構(gòu)上能夠被展放開，這也就無法用這種機(jī)構(gòu)的研磨裝置對像圓筒部件、或環(huán)部件的內(nèi)周面這樣的半封閉空間進(jìn)行研磨加工。

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-231022號公報(bào)“ダイヤモンドの研磨方法と裝置(金剛石的研磨方法和裝置)”平成17年9月2日公開

專利文獻(xiàn)2：日本特開2011-177883號公報(bào)“ダイヤモンド表面の研磨方法(金剛石表面的研磨方法)”平成23年9月15日公開

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的課題是提供一種金剛石研磨裝置，其使用所謂線狀、帶狀的長條形狀的研磨部件，將其卷繞于研磨部件支撐器具，并且一邊使研磨表面連續(xù)地或者間歇地進(jìn)行位移，一邊借助所述研磨支撐器具按壓于被研磨部件的表面，同時(shí)進(jìn)行研磨，其具備還能夠?qū)ο駡A筒部件或環(huán)部件的內(nèi)周面這樣的半封閉空間的表面進(jìn)行研磨加工的功能。

本發(fā)明的研磨裝置的特征在于，包括：長條形狀的研磨部件、輸送且卷繞該研磨部件的機(jī)構(gòu)、將所述研磨部件保持成能夠卷繞位移的研磨部件支撐器具、安裝有該研磨部件支撐器具的基座、以及將該基座朝向被研磨部件的加工面按壓的按壓機(jī)構(gòu)，所述基座具備沿著與按壓方向不同的方向延伸的延伸部，在該延伸部的前端部配置有所述研磨部件支撐器具。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式為：輸送且卷繞所述研磨部件的機(jī)構(gòu)安裝在所述基座上。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式為：所述研磨部件朝向被研磨部件的加工面按壓的方向是水平的。

本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式為：所述研磨部件具有由容易與碳發(fā)生反應(yīng)的金屬、滲碳性金屬或金屬氧化物形成的表面。再一個(gè)實(shí)施方式為：用于研磨金剛石或金剛石膜。再一個(gè)實(shí)施方式為：采用具有加熱機(jī)構(gòu)的構(gòu)成，所述加熱機(jī)構(gòu)對所述研磨部件和/或被研磨部件進(jìn)行加熱。

本發(fā)明所涉及的研磨裝置的基座采用如下構(gòu)成：其具備延伸部，所述延伸部沿著與針對于被加工面的按壓方向不同的方向延伸，在該延伸部的前端部配置有所述研磨部件支撐器具，因此，發(fā)揮如下的顯著效果：可以使配置有研磨部件支撐器具的加工位置和基座的主體部或按壓機(jī)構(gòu)的位置錯(cuò)開，避免了所述基座的主體部或按壓機(jī)構(gòu)與被研磨部件發(fā)生干涉，能夠?qū)ο駡A筒部件、環(huán)部件的內(nèi)周面這樣的半封閉空間進(jìn)行研磨加工。

本發(fā)明的研磨裝置采用了輸送且卷繞所述研磨部件的機(jī)構(gòu)安裝在所述基座上的構(gòu)成，由于研磨部件支撐器具和輸送且卷繞研磨部件的機(jī)構(gòu)安裝在同一基座上，因此，在作業(yè)中，架設(shè)在兩者之間的研磨部件的張力不會發(fā)生變化，針對加工面的按壓力是穩(wěn)定的。

本發(fā)明的研磨裝置的形態(tài)為所述研磨部件朝向被研磨部件的加工面按壓的方向是水平的，由于按壓加工面方向與重力方向正交，所以不會受到施加給裝置各部件的重力的影響，從而能夠?qū)庸っ孢M(jìn)行研磨。

本發(fā)明的研磨裝置采用了具有由容易與碳發(fā)生反應(yīng)的金屬、滲碳性金屬或金屬氧化物形成的表面的研磨部件，來作為所述研磨部件，在用于研磨金剛石或金剛石膜時(shí)，能夠通過化學(xué)處理來進(jìn)行有效的研磨，而不是通過機(jī)械加工來進(jìn)行研磨。

另外，本發(fā)明的研磨裝置還附加了對所述研磨部件和/或被研磨部件進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)，從而能夠促進(jìn)化學(xué)處理，縮短加工時(shí)間。

附圖說明

圖1是表示通過本發(fā)明所涉及的研磨裝置能夠?qū)Νh(huán)部件的內(nèi)周面進(jìn)行加工的方案的圖。

圖2是表示本發(fā)明所涉及的研磨裝置的2個(gè)實(shí)施方式的圖。

圖3是對在通過本發(fā)明所涉及的研磨裝置加工環(huán)部件的內(nèi)周面時(shí)沒有受到重力影響的方案進(jìn)行說明的圖。

圖4是表示附加了加熱裝置的本發(fā)明所涉及的研磨裝置的一個(gè)實(shí)施方式的圖。

圖5是對以往的輸送研磨部件的研磨裝置進(jìn)行說明的圖。

圖6是表示以往的化學(xué)研磨方式的研磨裝置的基本構(gòu)成的圖。

符號說明：

1 被研磨(加工)部件 1a 被加工面(金剛石表面)

2 加熱機(jī)構(gòu) 2a 激光

3 研磨部件 3a 固定研磨部件

3b 線狀研磨部件 3c 帶狀研磨部件

4 研磨部件支撐器具 4a 滑輪

4b 滾筒

5 基座 5a延伸部

6 輸送卷繞機(jī)構(gòu)

7 加壓機(jī)構(gòu)

具體實(shí)施方式

以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。

金剛石研磨裝置的形態(tài)如下：將長條形狀的研磨部件卷繞于研磨部件支撐器具，一邊使研磨表面連續(xù)地或者間歇地進(jìn)行位移，一邊借助上述研磨部件支撐器具將其按壓于被研磨部件的表面，同時(shí)進(jìn)行研磨；由于上述形態(tài)的金剛石研磨裝置具備：還能夠?qū)ο駡A筒部件、環(huán)部件的內(nèi)周面這樣的半封閉空間的表面進(jìn)行研磨加工的功能，因此，本發(fā)明所采用的基本特征點(diǎn)在于如下構(gòu)成：該金剛石研磨裝置中，將卷繞有研磨部件的研磨部件支撐器具安裝于基座的延伸部，其中該延伸部沿著與加壓機(jī)構(gòu)的按壓方向不同的方向延伸，以使得作為附屬部件的長條研磨部件的輸送卷繞機(jī)構(gòu)和朝向被研磨部件的加工面進(jìn)行按壓的按壓機(jī)構(gòu)的存在不會與被加工部件的結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉。本發(fā)明的基座采用如下構(gòu)成：其具備延伸部，該延伸部是沿著與針對于被加工面的按壓方向不同的方向延伸的，在該延伸部的前端部配置有上述研磨部件支撐器具，因此，可以將配置有研磨部件支撐器具的加工位置和基座的主體部、按壓機(jī)構(gòu)的位置錯(cuò)開，避免了上述基座的主體部或加壓機(jī)構(gòu)與被研磨部件發(fā)生干涉，能夠?qū)ο駡A筒部件、環(huán)部件的內(nèi)周面這樣的半封閉空間進(jìn)行研磨加工。

參照圖1，通過本發(fā)明的代表性的實(shí)施方式例，對研磨環(huán)部件的內(nèi)周面的方案進(jìn)行說明。該實(shí)施方式的裝置構(gòu)成為：在基座5上安裝有輸送且卷繞研磨部件3的輸送卷繞機(jī)構(gòu)6，并且，附設(shè)有用于將該基座5朝向被加工面1a按壓的加壓機(jī)構(gòu)7。而且，在上述基座5上具備延伸部5a，該延伸部5a沿著與按壓力的方向正交的方向延伸，該按壓力是在與上述加壓機(jī)構(gòu)7的附設(shè)位置相反一側(cè)的位置被施力的，在其前端部附近安裝有滑輪或滾筒這樣的研磨部件支撐器具4。此外，線狀、帶狀這樣的長條形狀的研磨部件3以卷繞上述研磨部件支撐器具4的方式架設(shè)于該研磨部件支撐器具4與上述輸送卷繞機(jī)構(gòu)6之間。本發(fā)明的研磨裝置的結(jié)構(gòu)為：在沿著與按壓力的方向正交的方向延伸的延伸部上安裝有研磨部件支撐器具4，其中該按壓力是在與加壓機(jī)構(gòu)的附設(shè)位置相反一側(cè)的位置被施力的，用卷繞于研磨部件支撐器具4的研磨部件3，來對被研磨部件1的表面進(jìn)行研磨，因此，能夠使作為大型裝置的輸送卷繞機(jī)構(gòu)6、加壓機(jī)構(gòu)7的位置與研磨加工部錯(cuò)開，能夠避免與被加工部件1發(fā)生干涉。因此，如圖1所示，即便被加工部件1為環(huán)狀，也能夠?qū)⒀心ゲ考纹骶?抵接于其內(nèi)周面，能夠進(jìn)行研磨加工。

本發(fā)明的研磨裝置不限于前面說明的實(shí)施方式例，可以進(jìn)行各種變形。圖1所示的例子中，采用了在基座5上安裝有輸送且卷繞研磨部件3的輸送卷繞機(jī)構(gòu)6的方案，但是，對于提供一種具備還能夠?qū)ο駡A筒部件、或環(huán)部件的內(nèi)周面這樣的半封閉空間的表面進(jìn)行研磨加工的功能的研磨裝置這樣的本發(fā)明的課題而言，上述的構(gòu)成并不一定是必要條件。如圖2的A所示，還可以是如下方案：在基座5上沿著與按壓方向不同的方向設(shè)置延伸部5a，在其前端的附近安裝研磨部件支撐器具4，輸送且卷繞研磨部件3的輸送卷繞機(jī)構(gòu)6沒有安裝于基座5。但是，像圖1那樣安裝于基座5的情況下，由于研磨部件支撐器具4和輸送卷繞機(jī)構(gòu)6的位置為固定的關(guān)系，因此，在作業(yè)中研磨部件所產(chǎn)生的張力因兩個(gè)部件的相對位移而發(fā)生變化，不會對研磨加工造成影響，因此，可以說是更加理想的方案。研磨加工中，由于施加于被研磨部件表面的該研磨部件的按壓力對研磨狀況、或加熱狀況造成較大影響，因此是重要的條件。

另外，基座的延伸部5a并不一定必須是：沿著在基座5處設(shè)置加壓機(jī)構(gòu)7的位置相反一側(cè)的位置進(jìn)行施力而得的按壓力的方向相正交的方向延伸，只要是沿著與加壓機(jī)構(gòu)的按壓方向不同的方向延伸的方案即可。總之，只要能夠使卷繞有研磨部件的研磨部件支撐器具的位置與作為大型裝置的輸送卷繞機(jī)構(gòu)6、加壓機(jī)構(gòu)7的位置錯(cuò)開即可，可以是圖2的B所示的方案。

使用圖3，對本發(fā)明的研磨裝置的進(jìn)一步優(yōu)選的方案進(jìn)行說明。該實(shí)施方式是通過加壓機(jī)構(gòu)7使按壓力的方向?yàn)樗椒较?，使其不會受到作用于裝置各部件的重力的影響。雖然也可以采用使用了錠子、或空氣壓力等的平衡裝置來除去重力的影響，但是，由于需要對通過增加零件數(shù)目或者研磨部件的磨損所導(dǎo)致的重量變化來進(jìn)行控制等原因，導(dǎo)致裝置的復(fù)雜化，因此不理想。被研磨部件1的加工面1a被確定于豎直方向，研磨部件3的按壓力作用于水平方向。因此，以簡單的結(jié)構(gòu)不依賴研磨部件的摩損量，就能夠?qū)⒆饔糜谪Q直方向的重力的影響排除在外，因此，不會對被研磨的加工面造成影響。如上所述，研磨加工中，施加于被研磨部件表面的該研磨部件的按壓力對研磨狀況、加熱狀況造成較大影響，因此，這也具有重要的意義。

此外，使用圖4，對附加了加熱機(jī)構(gòu)的本發(fā)明的研磨裝置的進(jìn)一步優(yōu)選的方案進(jìn)行說明。加熱機(jī)構(gòu)2是：利用激光振蕩器，使激光束2a聚焦在加工部而進(jìn)行加熱的。由于對加工部照射激光，所以能夠促進(jìn)被研磨原料的金剛石與作為研磨部件的原料的碳易反應(yīng)性的金屬、滲碳性金屬或金屬氧化物之間發(fā)生反應(yīng)，能夠縮短研磨時(shí)間。此外，如果在配置有研磨部件支撐器具4的基座的延伸部5a前端部同時(shí)設(shè)置加熱器來作為加熱機(jī)構(gòu)，則加熱效果能夠進(jìn)一步提高，從而能夠進(jìn)一步縮短研磨時(shí)間。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本說明書中，在本發(fā)明的研磨部件的表面具有容易與碳發(fā)生反應(yīng)的金屬或滲碳性的金屬，對進(jìn)行化學(xué)研磨的研磨裝置進(jìn)行了說明，但不限于此，只要是長條狀的研磨部件被連續(xù)地或者間歇地輸送且卷繞的方案，也能夠適用于使用了金剛石研磨紙、帶狀研磨部件或金剛石線等的機(jī)械研磨方式的研磨裝置。