本發(fā)明關(guān)于一種具有內(nèi)部供給流體結(jié)構(gòu)的砂輪。

背景技術(shù)：

研磨加工是一種利用砂輪接觸摩擦工件表面，以移除工件材料的加工技術(shù)，在砂輪接觸摩擦工件表面的過程中，會(huì)產(chǎn)生切屑及高溫，因此，研磨加工過程中對(duì)砂輪與工件表面的接觸位置提供切削液，來達(dá)到切削液帶走切屑并冷卻的效果。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一些砂輪結(jié)構(gòu)，例如：日本專利申請(qǐng)第1989-188277號(hào)專利公開一種陶瓷砂輪，其具有陶瓷多孔層、緩沖層、表面研磨層及二側(cè)面強(qiáng)化層，其中所述二側(cè)面強(qiáng)化層主要作用在于強(qiáng)化陶瓷多孔層的壽命以及可靠度，同時(shí)避免由外部供給的切削液進(jìn)入陶瓷多孔層中而導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)整體配重不均，此外，所述二側(cè)面強(qiáng)化層結(jié)合所述陶瓷多孔層的二側(cè)平坦面，并且所述二側(cè)面強(qiáng)化層與所述陶瓷多孔層的圓弧周面上結(jié)合緩沖層及表面研磨層，即所述緩沖層與所述表面研磨層迭合的結(jié)構(gòu)同時(shí)包覆于所述二側(cè)面強(qiáng)化層與所述陶瓷多孔層的圓弧面二者的圓弧周面上，而僅以所述表面研磨層對(duì)工件進(jìn)行研磨；臺(tái)灣專利公告第445194號(hào)專利案公開了一種半導(dǎo)體晶圓研磨用樹脂砂輪，所述樹脂砂輪為具有連續(xù)孔隙的構(gòu)造體，并于研磨過程時(shí)，一面澆灑切削液且一面押壓受有荷重的半導(dǎo)體晶圓。然而上述現(xiàn)有技術(shù)中，主要利用管路將切削液噴灑或澆注于靠近砂輪與工件表面的接觸位置，為了使切削液能確實(shí)地分布于砂輪與工件表面的正在進(jìn)行研磨的區(qū)域，管路出口的位置越接近砂輪與工件表面的接觸位置越好，然而，管路太靠近砂輪與工件表面的接觸位置將可能阻礙砂輪的運(yùn)作，并且，砂輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣流，而使切削液被排開，導(dǎo)致能進(jìn)入砂輪與工件表面的接觸位置的切削液十分有限，因而造成研磨產(chǎn)生的熱能無法實(shí)時(shí)被帶走，進(jìn)而導(dǎo)致砂輪或工件產(chǎn)生熱損傷。

因此，一些改善切削液供給方式的砂輪被提出，例如：日本專利申請(qǐng)第1989-159179號(hào)專利公開了一種多孔隙結(jié)構(gòu)的纖維砂輪，切削液由驅(qū)動(dòng)軸的供水孔導(dǎo)入砂輪中，并切削液可由所述砂輪表面噴灑而出，其確實(shí)地提供至砂輪與工件表面的接觸位置，而帶走砂輪表面研磨工件時(shí)產(chǎn)生的熱能及切屑，然而，由于所述纖維砂輪為多孔隙結(jié)構(gòu)，所以切削液將從各方向?yàn)⒊?，?dǎo)致無法有效地被供應(yīng)至所述纖維砂輪表面與工件接觸的區(qū)域；此外，日本專利申請(qǐng)第2010-284791號(hào)專利公開了一種由內(nèi)部供給切削液的砂輪結(jié)構(gòu)，其在砂輪中埋設(shè)以放射狀排列的多個(gè)水道，以供切削液沿所述等水道流至砂輪表面，然而，水道的埋設(shè)位置容易產(chǎn)生偏斜而無法均勻地等距、等角度地排列，致使砂輪的重心可能未與轉(zhuǎn)動(dòng)軸心重合，將導(dǎo)致砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)震動(dòng)等問題，再者，于安裝所述砂輪時(shí)，必須使砂輪的水道入口精準(zhǔn)對(duì)位于驅(qū)動(dòng)軸的供水口，其徒增安裝程序上的麻煩與耗時(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于公開一種具內(nèi)部供給流體結(jié)構(gòu)的砂輪，其可解決現(xiàn)有技術(shù)中，切削液無法有效地被供應(yīng)至砂輪表面與工件接觸位置、砂輪制造不易及安裝麻煩等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他目的，本發(fā)明公開一種具內(nèi)部供給流體結(jié)構(gòu)的砂輪，用于安裝在具有供液孔的驅(qū)動(dòng)軸上，包含透水層、多孔隙輪體、多孔隙研磨層、第一不透水層及第二不透水層，所述多孔隙輪體包括位于中間的心軸孔、平行于所述心軸孔的壁面的外圓周面、及垂直于所述外圓周面且相背的第一側(cè)與第二側(cè)，所述透水層結(jié)合在所述心軸孔的壁面上；所述多孔隙研磨層結(jié)合在所述外圓周面上；所述第一不透水層結(jié)合于所述第一側(cè)上且延伸覆蓋所述透水層及所述多孔隙研磨層；所述第二不透水層結(jié)合在所述第二側(cè)上且延伸覆蓋所述透水層及所述多孔隙研磨層，其中，由驅(qū)動(dòng)軸的供液孔導(dǎo)入的流體借離心力經(jīng)由所述透水層、所述多孔隙輪體至所述多孔隙研磨層。

上述的砂輪，其中所述第一不透水層及所述第二不透水層的材質(zhì)選自由樹脂、金屬、陶瓷及其組合所組成的群組。

上述的砂輪，其中所述第一不透水層及所述第二不透水層的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。

上述的砂輪，其中所述第一不透水層及所述第二不透水層還含有強(qiáng)氧化物。

上述的砂輪，其中以所述第一不透水層或所述第二不透水層的總重為基準(zhǔn)，所述強(qiáng)氧化物所占其重量百分比為0.1～5％。

上述的砂輪，其中所述強(qiáng)氧化物為過錳酸鉀或硝酸鉀。

上述的砂輪，其中所述第一不透水層及所述第二不透水層的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。

上述的砂輪，其中所述透水層為金屬網(wǎng)。

上述的砂輪，其中所述多孔隙輪體及所述多孔隙研磨層的材質(zhì)選自由樹脂、金屬、陶瓷及其組合所組成的群組。

上述的砂輪，其中所述多孔隙輪體及所述多孔隙研磨層的孔隙率為45～55％。

上述的砂輪，其中所述多孔隙輪體、所述多孔隙研磨層、所述第一不透水層與所述第二不透水層以燒結(jié)或黏膠的方式結(jié)合。

因此，上述的砂輪中，流體受到離心力作用而從所述透水層經(jīng)過所述多孔隙輪體流至所述多孔隙研磨層，因此可均勻地從所述多孔隙研磨層接觸所述工件的研磨面噴灑出；此外，所述第一不透水層與所述第二不透水層可阻擋流體而使流體被限制成只能由所述研磨面流出，進(jìn)而避免流體于流動(dòng)過程中流失而無法到達(dá)所述研磨面；此外，由于上述的砂輪中，不以特定的流道的結(jié)構(gòu)傳遞流體，因此于所述砂輪安裝至所述驅(qū)動(dòng)軸時(shí)，不用與所述驅(qū)動(dòng)軸的供液孔對(duì)位，簡(jiǎn)化安裝程序及縮短安裝時(shí)間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的具內(nèi)部供給流體結(jié)構(gòu)的砂輪的分解示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的具內(nèi)部供給流體結(jié)構(gòu)的砂輪的結(jié)合示意圖。

圖3為圖2中A-A端面的剖面示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中砂輪使用時(shí)的狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

為充分了解本發(fā)明的目的、特征及功效，在此借由下述具體實(shí)施例，并配合附圖，對(duì)本發(fā)明做一詳細(xì)說明，說明如下：

請(qǐng)參照?qǐng)D1至3，本發(fā)明實(shí)施例的具內(nèi)部供給流體結(jié)構(gòu)的砂輪1包含透水層10、多孔隙輪體20、多孔隙研磨層30、第一不透水層40及第二不透水層50，所述多孔隙輪體20包括位于中間的心軸孔21、平行于所述心軸孔21的壁面的外圓周面22、及垂直于所述外圓周面22且相背的第一側(cè)23與第二側(cè)24，所述透水層10結(jié)合于所述心軸孔21的壁面上；所述多孔隙研磨層30結(jié)合于所述外圓周面22上；所述第一不透水層40結(jié)合于所述第一側(cè)23上且延伸覆蓋所述透水層10及所述多孔隙研磨層30；所述第二不透水層50結(jié)合于所述第二側(cè)24上且延伸覆蓋所述透水層10及所述多孔隙研磨層30。上述的“流體”可以是切削液、冷卻液體(如：冷卻水)、冷卻氣體(如：惰性氣體)、或其組合；其中，所述流體優(yōu)選是切削液。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，所述砂輪1用于安裝在具有供液孔110的驅(qū)動(dòng)軸100上，所述驅(qū)動(dòng)軸100旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述砂輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由驅(qū)動(dòng)軸100的供液孔110導(dǎo)入的流體借離心力(圖中的箭頭方向)經(jīng)由所述透水層10、所述多孔隙輪體20至所述多孔隙研磨層30，以當(dāng)所述多孔隙研磨層30的研磨面31接觸摩擦工件表面的同時(shí)由所述多孔隙研磨層30流出流體，借此有效排除切屑及降低摩擦產(chǎn)生的熱能。

本實(shí)施例中，由于所述多孔隙輪體20與所述多孔隙研磨層30借由多孔隙的結(jié)構(gòu)使流體通過，流體受到離心力作用而從所述透水層10流至所述多孔隙研磨層30，因此可均勻地由所述研磨面31噴灑而出；此外，由于所述第一不透水層40與所述第二不透水層50結(jié)合于所述多孔隙輪體20的第一側(cè)23與第二側(cè)24并覆蓋至所述透水層10與所述多孔隙研磨層30，因而可阻擋流體由該處流出，因此流體只能由所述研磨面31排出，進(jìn)而避免流體于流動(dòng)過程中流失而無法到達(dá)所述研磨面31；此外，由于本實(shí)施例的砂輪1中，沒有以特定的流道的結(jié)構(gòu)傳遞流體，因此于所述砂輪1安裝至所述驅(qū)動(dòng)軸100時(shí)，不用與所述驅(qū)動(dòng)軸100的供液孔110對(duì)位。

本實(shí)施例中，所述第一不透水層40及所述第二不透水層50的材質(zhì)可選自由樹脂、金屬、陶瓷及其組合所組成的群組，并所述第一不透水層40及所述第二不透水層50可以還包含有強(qiáng)氧化物，作為示例說明，所述第一不透水層40及所述第二不透水層50的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂，所述強(qiáng)氧化物占有特定的比例，以所述第一不透水層或所述第二不透水層的總重為基準(zhǔn)，所述強(qiáng)氧化物所占的重量百分比為0.1～5％，并且，所述強(qiáng)氧化物可以是過錳酸鉀或是硝酸鉀等，以研磨特定材料(如鉆石膜)的工件。

所述第一不透水層40及所述第二不透水層50除了能限制流體只從所述研磨面31排出的功能外，由于所述第一不透水層40及所述第二不透水層50的阻隔，也可減少空氣進(jìn)入所述多孔隙輪體20中，進(jìn)而減少被流體攜帶至所述研磨面31與所述工件之間的空氣，以有助于表面加工質(zhì)量。并且，本發(fā)明實(shí)施例的砂輪于研磨時(shí)，所述第一不透水層40及所述第二不透水層50于研磨時(shí)也會(huì)接觸摩擦工件表面，由于所述第一不透水層40及所述第二不透水層50可含有0.1～5wt％的強(qiáng)氧化物，而使所述第一不透水層40及所述第二不透水層50作為氧化劑而與工件表面產(chǎn)生氧化還原作用，造成工件表面的硬度下降，進(jìn)而使得研磨阻抗變小及表面加工變質(zhì)層變薄，因而具有輔助研磨的效果。因此，本實(shí)施例中，所述第一不透水層40及所述第二不透水層50與工件表面產(chǎn)生化學(xué)作用而隨研磨過程中逐漸損耗，且不會(huì)阻礙研磨過程。

本實(shí)施例中，所述透水層10為金屬網(wǎng)，其由金屬線交織形成而布滿間隙，所述透水層10具有通孔11以用于套設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)軸100上，由所述驅(qū)動(dòng)軸100的供水孔110導(dǎo)入的流體通過所述透水層10而進(jìn)入所述多孔隙輪體20中。

所述多孔隙輪體20及所述多孔隙研磨層30的材質(zhì)選自由樹脂、金屬、陶瓷及其組合所組成的群組，舉例來說，所述多孔隙輪體20及所述多孔隙研磨層30的材質(zhì)可以為由樹脂、金屬、陶瓷的單一材料，或者，所述多孔隙輪體20及所述多孔隙研磨層30的材質(zhì)可為樹脂與陶瓷的復(fù)合材料、樹脂與金屬的復(fù)合材料或金屬與陶瓷的復(fù)合材料。此外，所述多孔隙輪體20及所述多孔隙研磨層30的材質(zhì)可相同或不同，所述多孔隙研磨層30中可具有磨料。

優(yōu)選地是，所述多孔隙輪體20及所述多孔隙研磨層30的孔隙率為45～55％，若孔隙率低于45％，會(huì)降低流體的出口流量；若孔隙率高于55％，將使所述多孔隙輪體20強(qiáng)度降低而容易破裂。

本實(shí)施例中，所述多孔隙輪體20、所述多孔隙研磨層30、所述第一不透水層40及所述第二不透水層50依各自分別選用的材質(zhì)也可借由燒結(jié)或黏合等方式結(jié)合在一起。

因此，上述本實(shí)施例的砂輪1實(shí)施于研磨過程時(shí)，由于所述砂輪1被驅(qū)動(dòng)軸100驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從驅(qū)動(dòng)軸100導(dǎo)入所述砂輪1中的流體受到離心力作用，而從所述透水層10經(jīng)過所述多孔隙輪體20流至所述多孔隙研磨層30，因此可均勻地由所述研磨面31噴灑而出；此外，所述第一不透水層40與所述第二不透水層50可阻擋流體而使流體被限制成只能由所述研磨面31排出，進(jìn)而避免流體于流動(dòng)過程中流失而無法到達(dá)所述研磨面31；此外，由于本實(shí)施例的砂輪1中，沒有以特定的流道的結(jié)構(gòu)傳遞流體，因此于所述砂輪1安裝至所述驅(qū)動(dòng)軸100時(shí)，不用與所述驅(qū)動(dòng)軸100的供液孔110對(duì)位，簡(jiǎn)化安裝程序及縮短安裝時(shí)間。

本發(fā)明在上文中已以優(yōu)選實(shí)施例公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，該實(shí)施例僅用于描繪本發(fā)明，而不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意的是，凡是與所述實(shí)施例等效的變化與置換，均應(yīng)理解為包含在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書所限定的范圍為準(zhǔn)。

符號(hào)說明

1 砂輪

10 透水層

11 通孔

20 多孔隙輪體

21 心軸孔

22 外圓周面

23 第一側(cè)

24 第二側(cè)

30 多孔隙研磨層

31 研磨面

40 第一不透水層

50 第二不透水層

100 驅(qū)動(dòng)軸

110 供液孔