專利名稱：階梯孔形成用鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在玻璃等硬脆性材料上進(jìn)行鉆孔加工用的金剛石鉆頭。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的在硬脆性材料上鉆孔的工具，有金剛石鉆頭，其通過使安裝在鋼制鉆桿前端的金剛石磨具部分旋轉(zhuǎn)并且接觸硬脆性材料進(jìn)行鉆孔。
近年來，半導(dǎo)體的高度集成化和電氣產(chǎn)品的精密化都有了很大的進(jìn)展，在制造這些半導(dǎo)體和電器產(chǎn)品時(shí)，在對(duì)玻璃或者半導(dǎo)體等硬脆性材料進(jìn)行磨削的過程中，如果在其加工面上存在微小的粉末(微粒)，就會(huì)對(duì)半導(dǎo)體和各種電器產(chǎn)品產(chǎn)生不良的影響，降低制造的成品率，所以要求進(jìn)行高精度的磨削加工。特別是，在磨削硬脆性材料，對(duì)其內(nèi)表面上形成有階梯部分的形狀復(fù)雜的階梯孔進(jìn)行加工的情況下，要求此時(shí)的階梯孔的階梯部分有精度很高的平滑表面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是著眼于這樣的問題而作出的，其目的是提供一種在磨削硬脆性材料形成階梯孔的過程中，能使階梯孔的內(nèi)表面形成為高精度平滑表面的階梯孔形成用鉆頭。
為了解決上述問題，本發(fā)明的權(quán)利要求1中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是金剛石鉆頭，其在用作旋轉(zhuǎn)軸的鉆桿前端具有金剛石磨具部分；其特征在于，
上述金剛石磨具部分由側(cè)面磨具部分、正面磨具部分，以及在上述正面磨具部分的前端形成的突出狀磨具部分所構(gòu)成，在上述鉆桿的軸芯和上述金剛石磨具部分的內(nèi)部，形成供應(yīng)流體用的空穴，并且，至少在上述正面磨具部分上設(shè)有流出部分，其與上述空穴連通并使供應(yīng)該空穴的流體流出。
根據(jù)該特征，在正面磨具部分磨削硬脆性材料時(shí)，供應(yīng)空穴并從正面磨具部分的流出部分流出來的流體，便從硬脆性材料與金剛石磨具部分之間流出，在進(jìn)行磨削的同時(shí)可以將在磨削的過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末沖洗掉，從而形成具有無微粒的光滑階梯部分的階梯孔。
本發(fā)明的權(quán)利要求2中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是在權(quán)利要求1中所記載的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，在作為上述側(cè)面磨具部分與上述正面磨具部分的交界的第一階梯部分，以及在作為上述正面磨具部分與上述突出狀磨具部分的交界的第二階梯部分上，形成具有規(guī)定曲率的R面；上述流出部分由至少橫斷上述第一階梯部分和第二階梯部分而形成的縱向切槽構(gòu)成。
根據(jù)該特征，在形成階梯孔時(shí)，利用作為側(cè)面磨具部分與正面磨具部分的交界的第一階梯部分以及作為正面磨具部分與突出狀磨具部分的交界的第二階梯部分的R面形成工序，供應(yīng)給鉆桿的軸芯以及在金剛石磨具部分內(nèi)部形成的空穴的流體，便持續(xù)從于縱向橫斷金剛石磨具部分的第一階梯部分和第二階梯部分而形成的切槽，向該第一階梯部分和第二階梯部分排出，從而將在磨削硬脆性材料的過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末沖洗掉，形成具有無微粒的光滑R面的階梯孔。此外，在形成階梯孔時(shí)，即使在規(guī)定的位置停止磨削加工，也能獲得不需要后續(xù)沖洗的階梯孔。
本發(fā)明的權(quán)利要求3中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是在權(quán)利要求1中所記載的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述流出部分由至少在從上述突出狀磨具部分的前端一直到上述正面磨具部分上所形成的縱向切槽所構(gòu)成。
根據(jù)該特征，在用突出狀磨具部分進(jìn)行磨削時(shí)，從突出狀磨具部分前端流出的流體，從切槽流出來而不會(huì)受到過大的流體阻力，并且能將含有微粒很少的流體引導(dǎo)到階梯孔上的階梯部分附近，從而能充分有效地沖洗掉在磨削過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末。
本發(fā)明的權(quán)利要求4中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是在權(quán)利要求2或3中所記載的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述切槽至少在從上述突出狀磨具部分的前端一直到上述側(cè)面磨具部分上形成。
根據(jù)該特征，流體是從一直形成到側(cè)面磨具部分的切槽流出來的，所以在磨削硬脆性材料時(shí)，也能使來自上方的流體從金剛石磨具部分和硬脆性材料之間流出。
本發(fā)明的權(quán)利要求5中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是在權(quán)利要求2～4中任何一項(xiàng)所記載的無芯鉆頭式(non core drill)的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述切槽做成從上述金剛石磨具部分的旋轉(zhuǎn)中心軸線向外偏移。
根據(jù)該特征，在磨削硬脆性材料而形成孔的過程中，就不會(huì)使處于階梯孔形成用鉆頭的旋轉(zhuǎn)中心的硬脆性材料殘留下來，能一直磨削到孔的中心。
本發(fā)明的權(quán)利要求6中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所記載的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述流出部分由至少在上述正面磨具部分上形成的通孔所構(gòu)成。
根據(jù)該特征，流出部分是設(shè)置在正面磨具部分上的通孔，所以能使足夠量的流體流過金剛石磨具部分與硬脆性材料之間。
本發(fā)明的權(quán)利要求7中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是權(quán)利要求1～6中任何一項(xiàng)所記載的取心式階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述空穴形成為貫通上述鉆桿和上述金剛石磨具部分的軸芯的軸芯通孔。
根據(jù)該特征，在磨削硬脆性材料形成通孔或者貫通的階梯孔的過程中，將不需要磨削的通孔的中心部分保留，而進(jìn)行磨削，減少了硬脆性材料的磨削量，從而提高磨削速度。
本發(fā)明的權(quán)利要求8中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是金剛石鉆頭，其在用作旋轉(zhuǎn)軸的鉆桿前端具有金剛石磨具部分；其特征在于，上述金剛石磨具部分由側(cè)面磨具部分、正面磨具部分，以及在上述正面磨具部分的前端形成的突出狀磨具部分所構(gòu)成，在上述鉆桿的軸芯和上述金剛石磨具部分的內(nèi)部，形成供應(yīng)流體用的軸芯通孔，在使用上述金剛石鉆頭于硬脆性材料上形成具有環(huán)狀階梯部分的通孔的過程中，至少在上述硬脆性材料上留下規(guī)定的殘余厚度D的狀態(tài)下，上述正面磨具部分磨削上述硬脆性材料，形成上述環(huán)狀階梯部分，而上述硬脆性材料與上述金剛石鉆頭的形狀的尺寸是特別規(guī)定的。
根據(jù)該特征，當(dāng)正面磨具部分磨削硬脆性材料時(shí)，由于在硬脆性材料上留下了規(guī)定厚度D，所以供應(yīng)軸芯通孔并從金剛石鉆頭前端流出的流體，便從在硬脆性材料上形成的環(huán)狀階梯部分與金剛石磨具部分之間流出，在進(jìn)行磨削的同時(shí)，將在磨削過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具部分粉末沖洗掉，從而使通孔的內(nèi)表面和環(huán)狀階梯部分變光滑。
本發(fā)明的權(quán)利要求9中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是在權(quán)利要求8中所記載的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，至少在上述突出狀磨具部分上形成與上述軸芯通孔連通的縱向切槽。
根據(jù)該特征，流體從切槽流出，將含有微粒很少的流體引導(dǎo)到環(huán)狀階梯部分的附近，從而充分有效地沖洗掉在磨削過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具部分的粉末。
本發(fā)明的權(quán)利要求10中所記載的階梯孔形成用鉆頭，是在權(quán)利要求1～9中任何一項(xiàng)所記載的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，在上述金剛石鉆頭與作為磨削對(duì)象的硬脆性材料之間產(chǎn)生偏心運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)該特征，通過在金剛石鉆頭與作為磨削對(duì)象的硬脆性材料之間產(chǎn)生偏心運(yùn)動(dòng)，從而在金剛石鉆頭與硬脆性材料之間形成規(guī)定的間隙，從金剛石鉆頭流出的流體便能通過上述間隙排出，促進(jìn)了磨削過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具部分的粉末的排出。


圖1是表示第一實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖2是表示第一實(shí)施例中的金剛石磨具部分前端的正視圖；圖3是表示第一實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的側(cè)視圖；圖4是圖3中的IV-IV縱剖面圖；圖5是金剛石磨具部分壓接在玻璃板上時(shí)的縱剖面圖；圖6是金剛石磨具部分磨削玻璃板時(shí)的放大縱剖面圖；圖7是通過金剛石磨具部分所形成的階梯孔的縱剖面圖；圖8是表示第二實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖9是表示第二實(shí)施例中的金剛石磨具部分前端的正視圖；圖10是表示第二實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的側(cè)視圖；圖11是圖10中的XI-XI縱剖面圖；圖12(a)是金剛石磨具部分在磨削玻璃板時(shí)的縱剖面圖；圖12(b)是通過階梯孔形成用鉆頭所形成的通孔的縱剖面圖；
圖13是表示第三實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖14是表示階梯孔形成用鉆頭的前端的正視圖；圖15是階梯孔形成用鉆頭的側(cè)視圖；圖16是圖14中階梯孔形成用鉆頭的XVI-XVI縱剖面圖；圖17是金剛石磨具部分磨削玻璃板之前的縱剖面圖；圖18是金剛石磨具部分磨削玻璃板時(shí)的縱剖面圖；圖19是玻璃板磨削剩余部分的殘余厚度為D時(shí)的縱剖面圖；圖20是金剛石磨具部分貫穿玻璃板時(shí)的縱剖面圖；圖21是在玻璃板上形成的階梯孔的縱剖面圖；圖22是表示第四實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖23是表示階梯孔形成用鉆頭的前端的正視圖；圖24是表示階梯孔形成用的鉆頭的側(cè)視圖；圖25是圖23中階梯孔形成用鉆頭的XXV-XXV縱剖面圖；圖26是金剛石磨具部分磨削玻璃板之前的縱剖面圖；圖27是金剛石磨具部分磨削玻璃板時(shí)的縱剖面圖；圖28是圖27中階梯孔形成用鉆頭的XXVIII-XXVIII橫剖面圖；圖29是金剛石磨具部分貫穿玻璃板時(shí)的縱剖面圖；圖30是表示第五實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖31是表示階梯孔形成用鉆頭的前端的正視圖；圖32是的階梯孔形成用鉆頭的側(cè)視圖；圖33是圖31中階梯孔形成用鉆頭的XXXIII-XXXIII縱剖面圖；圖34是金剛石磨具部分磨削玻璃板時(shí)的縱剖面圖；圖35是金剛石磨具部分貫穿玻璃板時(shí)的縱剖面圖；圖36是表示第六實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖37是表示階梯孔形成用鉆頭的縱剖面圖。
符號(hào)說明1階梯孔形成用鉆頭(金剛石鉆頭)2金剛石磨具部分2a圓筒側(cè)面磨具部分2b圓筒正面磨具部分3鉆桿4突出狀磨具部分6空穴7、8窄縫(流出部分、切槽)9玻璃板(硬脆性材料)10階梯孔(通孔)10a、10b(R面)11階梯孔形成用鉆頭(金剛石鉆頭)12金剛石磨具部分13鉆桿14突出狀磨具部分16軸芯通孔(空穴)17玻璃板(硬脆性材料)18通孔19窄縫(流出部分、切槽)21階梯孔形成用鉆頭(金剛石鉆頭)22金剛石磨具部分22a側(cè)面磨具部分22b正面磨具部分23鉆桿
24突出狀磨具部分26軸芯通孔(空穴)27窄縫(流出部分、切槽)29玻璃板(硬脆性材料)30階梯孔(通孔)30a環(huán)狀階梯部分30R R面31階梯孔形成用鉆頭(金剛石鉆頭)32金剛石磨具部分32a側(cè)面磨具部分32b正面磨具部分33鉆桿34突出狀磨具部分36軸芯通孔(空穴)37窄縫(流出部分、切槽)39玻璃板(硬脆性材料)40階梯孔(通孔)40a環(huán)狀階梯部分40R R面41階梯孔形成用鉆頭(金剛石鉆頭)42金剛石磨具部分42a側(cè)面磨具部分42b正面磨具部分43鉆桿44突出狀磨具部分
46軸芯通孔(空穴)47窄縫(流出部分、切槽)48通孔(流出部)49玻璃板(硬脆性材料)50階梯孔(通孔)50a環(huán)狀階梯部分50R R面51階梯孔形成用鉆頭(金剛石鉆頭)52金剛石磨具部分52a側(cè)面磨具部分52b正面磨具部分53鉆桿54突出狀磨具部分56軸芯通孔(空穴)57窄縫(流出部分、切槽)D殘余厚度α、α’、α”第一階梯部分β、β’、β”第二階梯部分具體實(shí)施方式
下面，說明本發(fā)明的實(shí)施例。
第一實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施例1中的階梯孔形成用鉆頭。首先，圖1是表示第一實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖2是表示金剛石磨具部分前端的正視圖；圖3是表示階梯孔形成用鉆頭的側(cè)視圖；圖4是圖3中的IV-IV縱剖面?zhèn)纫晥D。
圖1中的標(biāo)號(hào)1是應(yīng)用本發(fā)明的第一實(shí)施例的階梯孔形成用鉆頭。這種階梯孔形成用鉆頭1是由在前端和外圓周上安裝有金剛石的金剛石磨具部分2，和起旋轉(zhuǎn)軸作用的鋼制鉆桿3所構(gòu)成的。
金剛石磨具部分2可做成金屬粘接劑磨具或者電沉積磨具。金屬粘接劑磨具的特點(diǎn)是磨具的壽命長，但是因?yàn)槟ゾ叩男螤钌晕?fù)雜一些，所以成形加工費(fèi)較高。與此相反，電沉積磨具比較容易以很高的精度制作成規(guī)定的形狀。
尤其如圖3所示，金剛石磨具部分2大致呈圓筒形，金剛石磨具部分2的前端面的中央部分向前方凸出，設(shè)有做成截頭圓錐形的突出狀磨具部分4。這個(gè)突出狀磨具部分4的外圓周面做成圓錐面5，以便隨著靠近前端，直徑逐漸減小。此外，大致呈圓筒形的金剛石磨具部分2的外圓周面構(gòu)成了圓筒側(cè)面磨具部分2a，而金剛石磨具部分2的前端面構(gòu)成圓筒正面磨具部分2b。
圖4是這個(gè)階梯孔形成用鉆頭1的斷面圖，在鉆桿3的軸芯和金剛石磨具部分2的內(nèi)部形成了空穴6，而從突出狀磨具部分4的前端一直到圓筒側(cè)面磨具部分2a，形成有與該空穴6連通的縱向(軸向)的、作為實(shí)施例1中的流出部分和切槽的窄縫7、8。
如圖2所示，金剛石磨具部分2的窄縫7、8做成切入金剛石磨具部分2內(nèi)部的切口，在圖2中縱向的窄縫7和橫向的窄縫8構(gòu)成十字狀，而且橫向的窄縫8的寬度比縱向的窄縫7的寬度寬。此外，這兩條窄縫7、8都設(shè)置成偏離金剛石磨具部分2的中心軸線，且窄縫7、8將金剛石磨具部分2和突出狀磨具部分4分割成四個(gè)部分。
下面，參照?qǐng)D5～圖7詳細(xì)描述使用階梯孔形成用鉆頭1對(duì)作為實(shí)施例1中的硬脆性材料的玻璃板9進(jìn)行磨削的工序。圖5是金剛石磨具部分2壓接在玻璃板9上時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖6是金剛石磨具部分2對(duì)玻璃板9進(jìn)行磨削時(shí)的放大縱剖面?zhèn)纫晥D；圖7是用金剛石磨具部分2所形成的階梯孔10的縱剖面?zhèn)纫晥D。
如圖5所示，在玻璃板9的被磨削表面的反面一側(cè)，已經(jīng)形成了階梯孔10’。在使用階梯孔形成用鉆頭1磨削硬脆性材料玻璃板9的時(shí)候，首先，轉(zhuǎn)動(dòng)的階梯孔形成用鉆頭1的突出狀磨具部分4的前端抵接在玻璃板9上，利用面積小的突出狀磨具部分4的前端最先抵接在玻璃板9上并進(jìn)行磨削，由于按壓力集中在突出狀磨具部分4的前端，所以玻璃板9很容易被磨削。
如圖6所示，在階梯孔形成用鉆頭1在以鉆桿3的軸心作為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，還進(jìn)行相對(duì)于鉆桿3的軸心的規(guī)定的偏心運(yùn)動(dòng)。由于磨削是隨著階梯孔形成用鉆頭1與玻璃板9之間的偏心運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的，所以階梯孔10的直徑就比金剛石磨具部分2的直徑大一些。這樣，通過一邊讓階梯孔形成用鉆頭1作偏心運(yùn)動(dòng)，一邊進(jìn)行磨削，就能進(jìn)行在階梯孔10的內(nèi)圓周面上不產(chǎn)生裂紋的鉆孔加工。
接著，參照?qǐng)D6詳細(xì)描述金剛石磨具部分2。在作為金剛石磨具部分2的上述圓筒側(cè)面磨具部分2a與圓筒正面磨具部分2b的交界的第一階梯部分α上，形成了向外彎曲的具有規(guī)定曲率的R面，并且，在作為圓筒正面的磨具部分2b與突出狀磨具部分4的圓錐面5的交界的第二階梯部分β上，也形成了向內(nèi)彎曲的具有規(guī)定曲率的R面。此外，在金剛石磨具部分2上形成的窄縫7、8，設(shè)置成沿著縱向(軸線方向)將形成R面的交界的第一階梯部分α和第二階梯部分β橫向斷開。
由于在金剛石磨具部分2上設(shè)置了作為形成R面的交界的第一階梯部分α和第二階梯部分β，所以在形成階梯孔10的過程中，便能在階梯孔10的內(nèi)表面上形成具有光滑的R面10a和R面10b的階梯孔10的同時(shí)，借助于圓筒側(cè)面磨具部分2a和圓筒正面磨具部分2b，以及突出狀磨具部分4的圓錐面5，把階梯孔10的內(nèi)表面加工成高精度的平滑表面。
另外，因?yàn)橥怀鰻钅ゾ卟糠?具有圓錐面5，所以當(dāng)從上方對(duì)階梯孔形成用鉆頭1加壓，并抵接在玻璃板9上時(shí)，在突出狀磨具部分4的圓錐面5上也施加了壓力，所以，在加壓過程中，能增大被抵接的金剛石磨具部分2前端面的表面積(圓筒正面磨具部分2b加上突出狀磨具部分4的表面積)，從而提高了階梯孔形成用鉆頭1的磨削效率。
如圖6所示，在磨削玻璃板9形成階梯孔10的過程中，當(dāng)從上方向階梯孔形成用鉆頭1上的鉆桿3的軸芯，以及在金剛石磨具部分2內(nèi)部形成的空穴6內(nèi)部，供應(yīng)作為流體的水時(shí)，水便在磨削玻璃板9的同時(shí)，從形成于金剛石磨具部分2上的窄縫7、8中流出來。
此外，在加工作為圓筒側(cè)面磨具部分2a與圓筒正面磨具部分2b的交界的第一階梯部分α，以及作為圓筒正面磨具部分2b與突出狀磨具部分4的交界的第二階梯部分β的R面所對(duì)應(yīng)的10a、10b的工序中，向空穴6供應(yīng)的水，便不斷地從沿著縱向橫斷金剛石磨具部分2的第一階梯部分α和第二階梯部分β而形成的窄縫7、8，排向上述第一階梯部分α和第二階梯部分β，這樣就能沖洗掉在磨削玻璃板9的過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末，從而能形成沒有微粒存在的，具有光滑的R面10a、10b的階梯孔10。
此外，由于水流不會(huì)受到過大的阻力就能排到階梯孔形成用鉆頭1的外部去，所以水流不會(huì)妨礙階梯孔10的R面10a、10b的磨削加工，而且，即使在形成階梯孔10時(shí)，在規(guī)定的位置上停止磨削加工，仍能獲得不需要后續(xù)沖洗的階梯孔10。
又，如圖6所示，窄縫7、8形成為偏離階梯孔形成用鉆頭1的旋轉(zhuǎn)中心軸，因此在對(duì)玻璃板9進(jìn)行磨削加工，形成階梯孔10的過程中，就不會(huì)殘留不進(jìn)行磨削的并處于階梯孔形成用鉆頭1的旋轉(zhuǎn)中心的玻璃板9，能一直磨削到階梯孔10的中心。當(dāng)用這種在軸芯上沒有芯子(core)的鉆頭(無芯鉆頭)來形成不貫通的孔時(shí)，是很有效的。
如圖7所示，在用階梯孔形成用鉆頭1形成階梯孔10的內(nèi)表面上，形成了在階梯孔10的中心軸線的方向上凸出來的環(huán)狀凸出部分10c。這種環(huán)狀凸出部分10c的內(nèi)徑小于階梯孔10開口部分附近的內(nèi)徑。這種在孔的中間部分其端部的內(nèi)徑發(fā)生變化(變小)的孔，在本實(shí)施例中稱之為階梯孔。此外，如圖7所示，借助于在金剛石磨具部分2上設(shè)置截頭圓錐形的突出狀磨具部分4，由于金剛石磨具部分2整體的形狀基本上與玻璃板9上所形成的階梯部10的形狀相同，所以就能很容易地對(duì)玻璃板9進(jìn)行磨削加工。
第二實(shí)施例接著，參照?qǐng)D8～圖12說明第二實(shí)施例的階梯孔形成用鉆頭11。
圖8是表示第二實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭11的立體圖；圖9是表示第二實(shí)施例中的金剛石磨具部分12前端的正視圖；圖10是表示第二實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭11的側(cè)視圖；圖11是圖10中的XI-XI縱剖面?zhèn)纫晥D。
如圖8所示，階梯孔形成用鉆頭11由金剛石磨具部分12和鉆桿13所構(gòu)成。如圖10所示，金剛石磨具部分12大致呈圓筒形，它的前端面的中央部分向前凸出，設(shè)有做成截頭圓錐形的突出狀磨具部分14。該突出狀磨具部分14的外圓周面做成圓錐面15，其直徑向著突出狀磨具部分14的前端逐漸減小。
如圖11所示，在鉆桿13的軸芯和金剛石磨具部分12的軸芯上，形成了作為第二實(shí)施例的空穴的軸芯通孔16，成為無芯式的階梯孔形成用鉆頭11。用于沖洗在磨削過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具粉末的流體，即水被供應(yīng)到這個(gè)軸芯通孔16中。由于形成了貫通金剛石磨具部分12的軸芯的軸芯通孔16，所以，這種階梯孔形成用鉆頭11在第二實(shí)施例中，在作為硬脆性材料的玻璃板17上形成通孔18的過程中，作為能夠留下在磨削時(shí)不需要磨削的通孔18的中心部分的無芯鉆頭來使用。
如圖9所示，在金剛石磨具部分12上還形成了作為第二實(shí)施例中的流出部分和切槽的窄縫19，這種窄縫19與金剛石磨具部分12的軸芯上的軸芯通孔16交叉，金剛石磨具部分12與突出狀磨具部分14通過窄縫19被分割成兩部分。
下面，參照?qǐng)D12，詳細(xì)描述使用階梯孔形成用鉆頭11來磨削第二實(shí)施例中的作為硬脆性材料的玻璃板17的工序。圖12(a)是金剛石磨具部分12在磨削玻璃板17時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖12(b)是用階梯孔形成用鉆頭11所形成的通孔18的縱剖面?zhèn)纫晥D。
如圖12(a)所示，在使用階梯孔形成用鉆頭11來磨削作為硬脆性材料的玻璃板17的時(shí)候，因?yàn)樾纬捎写┻^金剛石磨具部分12的軸芯的軸芯通孔16，所以在磨削玻璃板17時(shí)，在進(jìn)行磨削的同時(shí)，留下位于金剛石磨具部分12的軸芯通孔16中不磨削的殘留部分20。
此外，如圖12(b)所示，當(dāng)階梯孔形成用鉆頭11穿過玻璃板而形成通孔18時(shí)，不磨削殘留部分20便向下掉落。采用只磨削玻璃板17上的通孔18的外圓周，把不需要磨削的通孔18的中心部分留下來，因此，由于在形成通孔18時(shí)，減少了玻璃板17上必需磨削的磨削量，從而能提高磨削速度。
本發(fā)明的階梯孔形成用鉆頭11不僅能用于形成階梯孔，而且在形成如本實(shí)施例那樣的通孔18時(shí)也能使用。在這個(gè)過程中，由于在金剛石磨具部分12的前端形成了突出狀磨具部分14，在金剛石磨具部分12受到按壓力并與玻璃板17接觸的金剛石磨具部分12前端的表面積增大，而且能增加金剛石磨具部分12轉(zhuǎn)動(dòng)一次所磨削的玻璃板17的磨削量，從而能縮短玻璃板17的磨削時(shí)間。
第三實(shí)施例說明本發(fā)明的第三實(shí)施例的階梯孔形成用鉆頭。首先，圖13是表示第三實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖14是表示階梯孔形成用鉆頭的前端的正視圖；圖15是表示階梯孔形成用鉆頭的側(cè)視圖；圖16是表示圖14中階梯孔形成用鉆頭的XVI-XVI縱剖面?zhèn)纫晥D。
圖13中的標(biāo)號(hào)21是作為本發(fā)明所使用的第三實(shí)施例中的金剛石鉆頭的階梯孔形成用鉆頭。這種階梯孔形成用鉆頭21，由在前端面和外表面上裝有金剛石的金剛石磨具部分22，以及起旋轉(zhuǎn)軸作用的鋼制鉆桿23所構(gòu)成。
金剛石磨具部分22大致呈圓筒形，特別是，如圖15所示，金剛石磨具部分22的前端面的中央部分向前方凸出，并設(shè)有突出狀磨具部分24。此外，大致呈圓筒形的金剛石磨具部分22的外表面構(gòu)成側(cè)面磨具部分22a，而金剛石磨具部分22的前端面構(gòu)成正面磨具部分22b。
圖16表示了這種階梯孔形成用鉆頭21的斷面圖，在鉆桿23的軸芯和金剛石磨具部分22的內(nèi)部，形成了作為第三實(shí)施例的空穴的軸芯通孔26。在突出狀磨具部分24的前端，形成了作為第三實(shí)施例中的，與上述軸芯通孔26連通的縱向(軸向)流出部分和切槽的窄縫27。如圖14所示，切入凸出的磨具部分24中的切槽是呈十字形的四條窄縫27，這四條窄縫27與金剛石磨具部分22的軸芯通孔26交叉，把突出狀磨具部分24分割成四個(gè)部分。
下面，參照?qǐng)D17～圖20，詳細(xì)描述使用階梯孔形成用鉆頭21磨削作為第三實(shí)施例中的硬脆性材料的玻璃板29的工序。圖17是在金剛石磨具部分22磨削玻璃板29之前的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖18是在金剛石磨具部分22正在磨削玻璃板29時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖19是玻璃板29的磨削剩余部分30b的殘余厚度為D時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖20是金剛石磨具部分22穿過玻璃板29時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D。
如圖17所示，玻璃板29有一定的厚度T，階梯孔形成用鉆頭21的突出狀磨具部分24的突出長度L是特定的，其尺寸要比玻璃板29的厚度T小(T＞L)。在玻璃板29的被磨削面上，已經(jīng)形成了作為第三實(shí)施例中的通孔的階梯孔30。如圖17所示，在階梯孔30的內(nèi)表面上形成了朝著階梯孔30的中心軸線凸出的環(huán)狀階梯部分30a，這個(gè)環(huán)狀階梯部分30a的內(nèi)徑比階梯孔30的開口部分附近的內(nèi)徑小。在本實(shí)施例中，這種在孔的中間部分上，孔的內(nèi)徑發(fā)生急劇變化(變小)的孔稱為階梯孔。
玻璃板29的階梯孔30不是貫通的，而是設(shè)有具有一定厚度D0的磨削殘留部分30b。在貫通這塊玻璃板29上的階梯孔30時(shí)，讓階梯孔形成用鉆頭21在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)從上方插入階梯孔30內(nèi)。于是，便如圖18所示，首先，旋轉(zhuǎn)的階梯孔形成用鉆頭21的突出狀磨具部分24的前端壓接在玻璃板29的磨削殘留部分30b上。此時(shí)，正面磨具部分22b還沒有壓接在階梯孔30的環(huán)狀階梯部分30a上，只是由突出狀磨具部分24的前端對(duì)磨削殘留部分30b進(jìn)行磨削。
然后，如圖18所示，在磨削工序中，從上方向階梯孔形成用鉆頭21的軸芯通孔26供應(yīng)作為第三實(shí)施例中的流體的水，而供應(yīng)到軸芯通孔26中的水，則不斷地從在突出狀磨具部分24的前端形成的窄縫27中排出，流到階梯孔30的內(nèi)表面與金剛石磨具部分22的外表面之間，從而就能把在磨削玻璃板29的過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末沖洗掉。
此外，由于水從窄縫27中噴射出來，所以大量的水不會(huì)受到太大的阻力就能排到階梯孔形成用鉆頭21的外部，水流不但不會(huì)妨礙階梯孔30內(nèi)表面的磨削加工，并且還能直接把水流引導(dǎo)到階梯孔30的環(huán)狀階梯部分30a附近。
然后，如圖19所示，當(dāng)玻璃板29的磨削殘留部分30b達(dá)到規(guī)定的厚度D時(shí)，金剛石磨具部分22的正面磨具部分22b，便壓接在階梯孔30的環(huán)狀階梯部分30a上，對(duì)環(huán)狀階梯部分30a進(jìn)行磨削。此時(shí)，由于從金剛石磨具部分22的前端流出來的水，流入階梯孔30的內(nèi)表面與金剛石磨具部分22的外表面之間，因而把磨削過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末沖洗掉的同時(shí)能夠進(jìn)行磨削，可以加工成沒有微粒存在的，具有光滑的內(nèi)表面的階梯孔30。
當(dāng)金剛石磨具部分22的正面磨具部分22b壓接在階梯孔30的環(huán)狀階梯部分30a上之后，即，環(huán)狀階梯部分30a的磨削快要結(jié)束時(shí)，便如圖20所示，磨削殘留部分30b就被貫通了。如果階梯孔30被貫通，雖然從突出狀磨具部分24前端流出來的水流向玻璃板29的下方而落下來，但，還是有一些水殘存在階梯孔30的內(nèi)表面與金剛石磨具部分22的外表面之間，所以對(duì)通過階梯孔形成用鉆頭21的轉(zhuǎn)動(dòng)來對(duì)階梯孔30的內(nèi)表面進(jìn)行磨削不會(huì)造成影響。然后，當(dāng)穿透階梯孔30，就立刻停止階梯孔形成用鉆頭21的轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)束磨削作業(yè)。
如圖20所示，由于在金剛石磨具部分22上設(shè)有突出狀磨具部分24，金剛石磨具部分22的整體形狀幾乎與在玻璃板29上形成的C面30C的形狀相同，所以玻璃板29的磨削加工很容易進(jìn)行，而且，通過側(cè)面磨具部分22a、正面磨具部分22b和突出狀磨具部分24，能將階梯孔30的內(nèi)表面加工成高精度的平滑表面。
下面，參照?qǐng)D21詳細(xì)描述使用階梯孔形成用鉆頭21在玻璃板29上形成的階梯孔30。圖21是在玻璃板29上形成的階梯孔30的縱剖面圖。在階梯孔30的內(nèi)表面上，形成了大直徑內(nèi)表面30L、R面30R、階梯面30D、C面30C、小直徑內(nèi)表面30M。在階梯孔形成用鉆頭21的磨削工序中，大直徑內(nèi)表面30L由側(cè)面磨具部分22a進(jìn)行磨削，階梯面30D由正面磨具部分22b進(jìn)行磨削，小直徑內(nèi)表面30M則由突出狀磨具部分24進(jìn)行磨削。
此外，由于環(huán)狀階梯部分30a上的R面30R，以及C面的30C也被磨削成與金剛石磨具部分22的形狀相符，所以能把階梯孔30上的大直徑內(nèi)表面30L、R面30R、階梯面30D、C面30C、小直徑內(nèi)表面30M加工成沒有微粒存在的高精度的光滑內(nèi)表面，同時(shí)使其與階梯孔形成用鉆頭21的尺寸相符，從而能把階梯孔30加工成規(guī)定的尺寸。
第四實(shí)施例下面，說明本發(fā)明的第四實(shí)施例的階梯孔形成用鉆頭。圖22是表示第四實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭的立體圖；圖23是表示階梯孔形成用鉆頭的前端的正視圖；圖24是表示階梯孔形成用鉆頭的側(cè)視圖；圖25是圖23中階梯孔形成用鉆頭的XXV-XXV縱剖面?zhèn)纫晥D。
圖22中的標(biāo)號(hào)31是作為第四實(shí)施例中的金剛石鉆頭，用來成形階梯孔的鉆頭。這種階梯孔形成用鉆頭31由在前端面和外表面上裝有金剛石的金剛石磨具部分32，和用作旋轉(zhuǎn)軸的鋼制鉆桿33所構(gòu)成。
金剛石磨具部分32大致呈圓筒形，特別是，如圖24所示，金剛石磨具部分32的前端面的中央部分向前方凸出，并設(shè)有具有規(guī)定長度的大致呈圓筒形的突出狀磨具部分34，這個(gè)突出狀磨具部分34的側(cè)面做成與軸線方向平行的圓柱面35。此外，大致呈圓筒形的金剛石磨具部分32的外表面構(gòu)成側(cè)面磨具部分32a，而金剛石磨具部分32的前端面構(gòu)成正面磨具部分32b。突出狀磨具部分34的直徑形成為比側(cè)面磨具部分32a的直徑小。
圖25中表示的是階梯孔形成用鉆頭31的斷面圖。在鉆桿33的軸芯和金剛石磨具部分32的內(nèi)部形成了作為第四實(shí)施例中的空穴的軸芯通孔36，與這個(gè)軸芯通孔36連通的，作為第四實(shí)施例的縱向(軸線方向)流出部分和切槽的窄縫37，從突出狀磨具部分34的前端一直延伸到側(cè)面磨具部分32a。如圖23所示，切入金剛石磨具部分32中的切槽是呈十字形的四條窄縫37，這四條窄縫37與金剛石磨具部分32的軸芯通孔36交叉，把金剛石磨具部分32分割成四個(gè)部分。
下面，參照?qǐng)D26～圖29，詳細(xì)描述使用階梯孔形成用鉆頭31磨削作為第四實(shí)施例中的硬脆性材料的玻璃板39的工序。圖26是在金剛石磨具部分32磨削玻璃板39之前的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖27是在金剛石磨具部分32正在磨削玻璃板39時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖28是圖27中階梯孔形成用鉆頭31的XXVIII-XXVIII橫剖面正視圖；圖29是在金剛石磨具部分32穿過玻璃板39時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D。
如圖26所示，在玻璃板39被磨削面上，已經(jīng)形成了將作為實(shí)施例4中的通孔的階梯孔40，在階梯孔40的內(nèi)表面上形成了向階梯孔40的中心軸線凸出的環(huán)狀階梯部分40a。這個(gè)環(huán)狀階梯部分40a的內(nèi)徑比階梯孔40開口部分附近的內(nèi)徑小。這種在孔的中間部分直徑發(fā)生很大變化(減小)的孔，稱為本實(shí)施例中的階梯孔。
下面，詳細(xì)描述階梯孔40。在階梯孔40的內(nèi)表面上，在其上方形成了大直徑內(nèi)表面40L，在其下方形成小直徑內(nèi)表面40M，在大直徑內(nèi)表面40L與小直徑內(nèi)表面40M之間，形成階梯部分表面40D。在大直徑內(nèi)表面40L與階梯部分表面40D之間，形成了具有規(guī)定曲率的向內(nèi)彎曲的R面40R，在階梯部分表面40D與小直徑內(nèi)表面40M之間，形成了具有規(guī)定曲率的向外彎曲的C面40C。此外，這個(gè)階梯孔40還沒有貫通，設(shè)有磨削殘留部分40b。
接著，參照?qǐng)D26詳細(xì)描述金剛石磨具部分32。在金剛石磨具部分32的上述側(cè)面磨具部分32a與正面磨具部分32b的交界處，形成了具有規(guī)定曲率的向外彎曲的第一階梯部分α’，并且在正面磨具部分32b與突出狀磨具部分34的圓柱面35的交界處，形成了具有規(guī)定曲率的向內(nèi)彎曲的第二階梯部分β’。此外，在金剛石磨具部分32上形成的窄縫37設(shè)置成橫向斷開第一階梯部分α’和第二階梯部分β’。
在貫通玻璃板39的階梯孔40的時(shí)候，使正在轉(zhuǎn)動(dòng)的階梯孔形成用鉆頭31從上方插入階梯孔40中。于是，便如圖27所示，首先，旋轉(zhuǎn)的階梯孔形成用鉆頭31的突出狀磨具部分34的前端便壓接在玻璃板39的磨削殘留部分40b上。此時(shí)，正面磨具部分32b還沒有壓接在階梯孔40的環(huán)狀階梯部分40a上，只用突出狀磨具部分34的前端對(duì)磨削殘留部分40b進(jìn)行磨削。
然后，為了讓金剛石磨具部分32的外表面能壓接在階梯孔40的整個(gè)內(nèi)表面上，可以讓階梯孔形成用鉆頭31繞著偏心軸線(使階梯孔形成用鉆頭31的中心軸線處于與階梯孔40的中心軸線偏心的位置上)轉(zhuǎn)動(dòng)和左右振動(dòng)，同時(shí)使階梯孔形成用鉆頭31與玻璃板39之間作相對(duì)的偏心運(yùn)動(dòng)。
下面，參照?qǐng)D28說明階梯孔形成用鉆頭31的這種運(yùn)動(dòng)，即，只要讓金剛石磨具部分32的外表面抵接在階梯孔40的圓周上，并向a方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，又讓金剛石磨具部分32的外表面沿著b方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得金剛石磨具部分32的外表面接觸到階梯孔40的整個(gè)圓周，就可以了。這樣，階梯孔形成用鉆頭31就能隨著與玻璃板39之間發(fā)生相對(duì)偏心運(yùn)動(dòng)進(jìn)行磨削。
在由突出狀磨具部分34的前端對(duì)磨削殘留部分40b進(jìn)行磨削的同時(shí)，還由側(cè)面磨具部分32a磨削大直徑內(nèi)表面40L，由突出狀磨具部分34的圓柱面35磨削小直徑內(nèi)表面40M，從而階梯孔40的直徑形成為比金剛石磨具部分32的直徑大，同時(shí)，還能把孔打通，而不會(huì)在階梯孔40的內(nèi)表面上產(chǎn)生裂紋等等。
然后，如圖27所示，在磨削工序中，從上方向階梯孔形成用鉆頭31的軸芯通孔36供應(yīng)第四實(shí)施例中的流體，即水。供應(yīng)到軸芯通孔36中的水不斷地從形成于金剛石磨具部分32的前端的窄縫37中排出來，流向階梯孔40的內(nèi)表面與金剛石磨具部分32的外表面之間，從而能把在磨削玻璃板39的過程中所產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末沖洗掉。
此外，借助于水從窄縫37噴射出來，大量的水不會(huì)受到過于大的阻力而排到階梯孔形成用鉆頭31的外部，并且水流也不會(huì)妨礙加工階梯孔40的內(nèi)表面的磨削加工，同時(shí)還能直接把水流引導(dǎo)到階梯孔40的環(huán)狀階梯部分40a的附近。
還有，如圖27和圖28所示，在使階梯孔形成用鉆頭31作偏心運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行磨削時(shí)，在金剛石磨具部分32的外表面與階梯孔40的內(nèi)表面之間形成了規(guī)定間隔的間隙s，水就能不受到阻力的情況下通過這個(gè)間隙s流到玻璃板39的外部，以促進(jìn)將磨削過程中產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末排出去。
此外，如圖29所示，當(dāng)貫穿玻璃板39的磨削殘留部分40b時(shí)，金剛石磨具部分32的正面磨具部分32b便壓接在階梯孔40的階梯面40D上，在對(duì)階梯面40D進(jìn)行磨削的同時(shí)，由金剛石磨具部分32的第一階梯部分α’對(duì)階梯孔40的R面40R進(jìn)行磨削，還由金剛石磨具部分32的第二階梯部分β’對(duì)階梯孔40的C面40C進(jìn)行磨削。
然后，就能借助于突出狀磨具部分34的圓柱面35，把階梯孔40的小直徑內(nèi)表面40M的形狀修正為軸線方向筆直的圓筒形，把階梯孔40的小直徑內(nèi)表面40M進(jìn)一步加工成不粗糙的，高精度的平滑表面。
當(dāng)階梯孔40被貫穿時(shí)，從突出狀磨具部分34的前端流出來的水便流下來，流到玻璃板39的下方，但，由于窄縫37是從突出狀磨具部分34的前端一直延伸到側(cè)面磨具部分32a而形成的，所以能借助于供應(yīng)給軸芯通孔36中的水壓，和階梯孔形成用鉆頭31在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心力，水從窄縫37向水平方向噴射出來，同時(shí)，水還從上向下，從階梯孔40的內(nèi)表面與金剛石磨具部分32的外表面之間流出來，從而能夠把在磨削過程中產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末沖洗掉，形成具有不存在微粒的光滑內(nèi)表面的階梯孔40。
如圖29所示，借助于在金剛石磨具部分32上設(shè)有突出狀磨具部分34，金剛石磨具部分32整體形狀基本上與在玻璃板39上所形成的階梯孔40的形狀相同，所以，不但能很容易地在玻璃板39上進(jìn)行磨削加工，而且還能借助于側(cè)面磨具部分32a、正面磨具部分32b和突出狀磨具部分34，把階梯孔40加工成與階梯孔形成用鉆頭31的尺寸相符的，規(guī)定的尺寸。
第五實(shí)施例下面，參照?qǐng)D30～圖35說明本發(fā)明的第五實(shí)施例的階梯孔形成用鉆頭41。圖30是表示第五實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭41的立體圖；圖31是表示階梯孔形成用鉆頭41前端的正視圖；圖32是表示階梯孔形成用鉆頭41的側(cè)視圖；圖33是圖31中階梯孔形成用鉆頭41的XXXIII-XXXIII縱剖面?zhèn)纫晥D；圖34是在金剛石磨具部分42正在磨削玻璃板49時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D；圖35是在金剛石磨具部分42貫通玻璃板49時(shí)的縱剖面?zhèn)纫晥D。
如圖30所示，第五實(shí)施例中的作為金剛石鉆頭的階梯孔形成用鉆頭41是由在前端面和外表面上安裝有金剛石的金剛石磨具部分42，和起旋轉(zhuǎn)軸作用的鋼制鉆桿43構(gòu)成的，金剛石磨具部分42大致呈圓筒形，特別是，如圖32所示，金剛石磨具部分42的前端面的中央部分向前方凸出，設(shè)有具有規(guī)定長度的大致呈圓筒形的突出狀磨具部分44。這個(gè)突出狀磨具部分44的側(cè)面做成與軸線方向平行的圓柱面45。
此外，大致呈圓筒形的金剛石磨具部分42的外表面構(gòu)成了側(cè)面磨具部分42a，而金剛石磨具部分42的前端面則構(gòu)成正面磨具部分42b。突出狀磨具部分44的直徑形成為比側(cè)面磨具部分42a的直徑小。
圖33表示這種階梯孔形成用鉆頭41的斷面圖。在鉆桿43的軸芯和金剛石磨具部分42的內(nèi)部，形成了作為第五實(shí)施例的空穴的軸芯通孔46，而在突出狀磨具部分44的前端，形成了作為第五實(shí)施例的縱向(軸線方向)流出部分和切槽的窄縫47。如圖31所示，切入突出狀磨具部分44中的切槽是呈十字形四條窄縫47，這四條窄縫47與金剛石磨具部分42的軸芯通孔46交叉，把突出狀磨具部分44分割成四個(gè)部分。
此外，在金剛石磨具部分42的正面磨具部分42b上，形成了作為第五實(shí)施例的流出部分的三個(gè)通孔48。如圖33所示，這三個(gè)通孔48與階梯孔形成用鉆頭41內(nèi)部的軸芯通孔46連通。另外，這種通孔48不限于三個(gè)，也可以是一個(gè)或兩個(gè)，或者也可以設(shè)置四個(gè)以上的通孔48。
下面，參照?qǐng)D34詳細(xì)描述金剛石磨具部分42。在金剛石磨具部分42的上述側(cè)面磨具部分42a與正面磨具部分42b的分界處，形成了向外彎曲并具有規(guī)定曲率的第一階梯部分α”，而在正面磨具部分42b與突出狀磨具部分44的圓柱面45的交界處，則形成了向內(nèi)彎曲并具有規(guī)定曲率的第二階梯部分β”。
使用階梯孔形成用鉆頭41貫通在第五實(shí)施例中作為硬脆性材料的玻璃板49的階梯孔50時(shí)，階梯孔的鉆頭41一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊從上方插入第五實(shí)施例中將作為通孔的階梯孔50中。于是，如圖34所示，首先，轉(zhuǎn)動(dòng)的階梯孔形成用鉆頭41的突出狀磨具部分44的前端，壓接在玻璃板49的磨削殘留部分50b上。此時(shí)，正面磨具部分42b并沒有壓接在階梯孔50的環(huán)狀階梯部分50a上，而是由突出狀磨具部分44的前端對(duì)磨削殘留部分50b進(jìn)行磨削。
此外，為了讓金剛石磨具部分42的外表面能壓接在階梯孔50整個(gè)圓周的內(nèi)表面上，使階梯孔形成用鉆頭41繞著偏心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，使階梯孔形成用鉆頭41與玻璃板49之間產(chǎn)生相對(duì)的偏心運(yùn)動(dòng)，來進(jìn)行磨削。
在用突出狀磨具部分44的前端對(duì)磨削殘留部50b進(jìn)行磨削的同時(shí)，用側(cè)面磨具部分42a對(duì)大直徑內(nèi)表面50L進(jìn)行磨削，用突出狀磨具部分44的圓柱面45對(duì)小直徑內(nèi)表面50M進(jìn)行磨削。這樣，在進(jìn)行穿孔加工時(shí)，把階梯孔50的直徑磨削得比金剛石磨具部分42的直徑稍大一些，同時(shí)在階梯孔50的內(nèi)面不會(huì)產(chǎn)生裂紋等。
然后，如圖34所示，在磨削工序中，作為第五實(shí)施例中的流體的水從上方向階梯孔形成用鉆頭41的軸芯通孔46供應(yīng)。供應(yīng)到軸芯通孔46中的水不斷地從形成于突出狀磨具部分44的前端的窄縫47中排出來，同時(shí)也從形成于正面磨具部分42b上的三個(gè)通孔48中排出來，在階梯孔50的內(nèi)表面與金剛石磨具部分42的外表面之間流出，從而能夠把在磨削玻璃板49的過程中產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末沖洗掉。
此外，通過水從窄縫47和通孔48噴射出來，大量的水不會(huì)受到過大的阻力而排到階梯孔形成用鉆頭41的外部，水流也不會(huì)妨礙加工階梯孔50的內(nèi)表面的磨削加工。
然后，如圖35所示，當(dāng)貫穿玻璃板49的磨削殘留部分50b時(shí)，金剛石磨具部分42的正面磨具部分42b便抵接在階梯孔50的階梯面50D上，對(duì)階梯面50D進(jìn)行磨削，同時(shí)用金剛石磨具部分42的第一階梯部分α”對(duì)階梯孔50的R面50R進(jìn)行磨削，用金剛石磨具部分42的第二階梯部分β”對(duì)階梯孔50的C面50C進(jìn)行磨削。此時(shí)，水從設(shè)置在正面磨具部分42b上的通孔48中排出來，從而能直接把水流引導(dǎo)到階梯孔50的環(huán)狀階梯部分50a的附近。
當(dāng)階梯孔50被貫通時(shí)，從突出狀磨具部分44的前端流出來的水便流下來，流到玻璃板49的下方，但，由于通孔48是在正面磨具部分42b上形成的，所以能借助于供應(yīng)給軸芯通孔46的水壓和階梯孔形成用鉆頭41在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心力，水從通孔48向水平方向噴射出來，同時(shí)，水還能從階梯孔50的內(nèi)表面與金剛石磨具部分42的外表面之間流出來，從而把磨削過程中產(chǎn)生的切削粉末和金剛石磨具的粉末沖洗掉的同時(shí)能夠進(jìn)行磨削，形成具有不存在微粒的，光滑的內(nèi)表面的階梯孔50。
第六實(shí)施例下面，參照?qǐng)D36和圖37說明第六實(shí)施例的階梯孔形成用鉆頭51。圖36是表示第六實(shí)施例中的階梯孔形成用鉆頭51的立體圖；圖37是表示階梯孔形成用鉆頭51的縱剖面?zhèn)纫晥D。另外，圖中省略了與以上那些實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同或重復(fù)的結(jié)構(gòu)。
如圖36所示，作為第六實(shí)施例中的金剛石磨具的階梯孔形成用鉆頭51，是由在前端面和外表面上安裝有金剛石的金剛石磨具部分52，和起旋轉(zhuǎn)軸作用的鋼制鉆桿53所構(gòu)成的。金剛石磨具部分52的前端面的中央部分向前方凸出并設(shè)有突出狀磨具部分54，這個(gè)突出狀磨具部分54的側(cè)面形成為與軸線方向平行的圓柱面55。此外，大致呈圓筒形的金剛石磨具部分52的外表面構(gòu)成側(cè)面磨具部分52a，而金剛石磨具部分52的前端面則構(gòu)成正面磨具部分52b。突出狀磨具部分54的直徑形成為比側(cè)面磨具部分52a的直徑小。
圖37表示了這種階梯孔形成用鉆頭51的斷面圖。在鉆桿53的軸芯和金剛石磨具部分52的內(nèi)部，形成了作為第六實(shí)施例中的空穴的軸芯通孔56，第六實(shí)施例中，作為與該軸芯通孔56連通的縱向(軸線方向)流出部分和切槽的窄縫57從突出狀磨具部分54的前端一直延伸到正面磨具部分52b。如圖36所示，切入突出狀磨具部分54和正面磨具部分52b中的切槽是呈十字形的四條窄縫57。這四條窄縫57與金剛石磨具部分52的軸芯通孔56交叉，把突出狀磨具部分54和正面磨具部分52b分割成四部分。
當(dāng)對(duì)作為第六實(shí)施例的硬脆性材料的玻璃板進(jìn)行磨削時(shí)，在使階梯孔形成用鉆頭51的金剛石磨具部分52轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，從上方將其插入已經(jīng)在玻璃板上形成的階梯孔中，當(dāng)從上方向在階梯孔形成用鉆頭51的內(nèi)部形成的軸芯通孔56供應(yīng)水時(shí)，在進(jìn)行磨削的同時(shí)水便從金剛石磨具部分52的窄縫57流出來，流體不受太大的阻力便排出到階梯孔形成用鉆頭51的外部，然后，也不受太大的阻力便流到玻璃板的外部。水流在不妨礙對(duì)階梯孔的內(nèi)表面進(jìn)行磨削加工的同時(shí)，就能直接把水流引導(dǎo)到階梯孔的環(huán)狀階梯部分附近。
以上，參照

了本發(fā)明的實(shí)施例，但，具體的結(jié)構(gòu)并不僅限于這些實(shí)施例，本發(fā)明應(yīng)該包括所有不脫離本發(fā)明的主要構(gòu)思范圍的變化和附加的特征。
例如，在上述實(shí)施例中，為了磨削加工內(nèi)表面具有光滑的平滑面的階梯孔，使用了階梯孔形成用鉆頭，但，本發(fā)明并不僅限于此，也可以用于磨削加工內(nèi)表面上具有細(xì)小的凹凸(不光滑)的階梯孔。
此外，在上述實(shí)施例中，圓筒形正面磨具部分的中心部分向前方凸出，形成了突出狀磨具部分，但，本發(fā)明并不僅限于此，突出狀磨具部分也可以做成從圓筒形正面磨具部分的中心部分偏移，或者做成若干個(gè)突出狀磨具部分，或者突出狀磨具部分可以做成具有多個(gè)階梯。
還有，在上述實(shí)施例中，金剛石磨具部分和突出狀磨具部分借助于窄縫而分割成兩個(gè)部分或四個(gè)部分，但，本發(fā)明并不僅限于此，也可以分割成五個(gè)部分或六個(gè)部分，或者更多部分，通過設(shè)置更多的窄縫來進(jìn)行分割，可以增加從空穴內(nèi)流出來的流體的量。
另外，在上述實(shí)施例中，作為利用階梯孔形成用的鉆頭來進(jìn)行磨削的硬脆性材料，使用的是玻璃板，但，本發(fā)明并不僅限于此，它也可以用于磨削陶瓷、陶器、石材、混凝土等其它硬脆性材料。
此外，在上述實(shí)施例中，作為形成階梯孔的對(duì)象是玻璃板，但，本發(fā)明并不僅限于此，作為形成階梯孔的對(duì)象也可以是，例如，由用于照明器材等中的玻璃制成的碗形反射鏡之類。當(dāng)為了在這種反射鏡上安裝燈泡而要加工出中心孔(center hole)時(shí)，就需要把這種中心孔加工成階梯孔的形狀。本發(fā)明的階梯孔形成用鉆頭，在形成這種照明器材的反射鏡的中心孔時(shí)也可以使用。
使用以往的鉆頭來形成如同上述實(shí)施例那樣的階梯孔時(shí)，一般都使用直徑比要形成的階梯孔的階梯部分的內(nèi)徑小的鉆頭，并且必須對(duì)鉆頭的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行很復(fù)雜的控制，才能形成階梯孔。由于使用以往的鉆頭時(shí)，必須使用直徑較小的鉆頭來加工內(nèi)徑較大的階梯孔，因此鉆頭的磨削效率很低，磨削的時(shí)間很長。可是，如果使用本發(fā)明的階梯孔形成用鉆頭，由于金剛石磨具部分整體的形狀幾乎與階梯孔的形狀相同，所以可以把階梯孔的內(nèi)徑做成與金剛石磨具部分的直徑大致相同，并且可以使金剛石磨具部分的外表面能以更加大的面積與階梯孔的內(nèi)表面接觸，從而能夠提高磨削效率的同時(shí)，很容易進(jìn)行階梯孔的磨削加工。
權(quán)利要求
1.一種階梯孔形成用鉆頭，為金剛石鉆頭，其在用作旋轉(zhuǎn)軸的鉆桿前端具有金剛石磨具部分；其特征在于，上述金剛石磨具部分由側(cè)面磨具部分、正面磨具部分，以及在該正面磨具部分前端形成的突出狀磨具部分構(gòu)成，在上述鉆桿的軸芯和上述金剛石磨具部分的內(nèi)部，形成供應(yīng)流體用的空穴，并且，至少在上述正面磨具部分上設(shè)有流出部分，其與上述空穴連通，使供應(yīng)該空穴的流體流出。
2.如權(quán)利要求1所述的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，在作為上述側(cè)面磨具部分與上述正面磨具部分的交界的第一階梯部分上，以及在作為上述正面磨具部分與上述突出狀磨具部分的交界的第二階梯部分上，形成具有規(guī)定曲率的R表面；上述流出部分由至少橫斷上述第一階梯部分和第二階梯部分而形成的縱向切槽所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述流出部分由至少在從上述突出狀磨具部分的前端一直到上述正面磨具部分上所形成的縱向切槽構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2或3所述的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述切槽至少在從上述突出狀磨具部分的前端一直到上述側(cè)面磨具部分上形成。
5.如權(quán)利要求2～4中任何一項(xiàng)所述的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述切槽為從上述金剛石磨具部分的旋轉(zhuǎn)中心軸線向外偏移地形成。
6.如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所述的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述流出部分由至少在上述正面磨具部分上形成的通孔構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1～6中任何一項(xiàng)所述的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述空穴形成為軸芯通孔，其貫通上述鉆桿和上述金剛石磨具部分的軸芯。
8.一種階梯孔形成用鉆頭，為金剛石鉆頭，其在用作旋轉(zhuǎn)軸的鉆桿的前端具有金剛石磨具部分；其特征在于，上述金剛石磨具部分由側(cè)面磨具部分、正面磨具部分，以及在上述正面磨具部分前端形成的突出狀磨具部分構(gòu)成，在上述鉆桿的軸芯和上述金剛石磨具部分的內(nèi)部，形成供應(yīng)流體用的軸芯通孔，使用上述金剛石鉆頭在硬脆性材料上形成具有環(huán)狀階梯部分的通孔的過程中，至少在上述硬脆性材料上留下規(guī)定的殘余厚度D的狀態(tài)下，上述正面磨具部分磨削上述硬脆性材料而形成上述環(huán)狀階梯部分，而上述硬脆性材料與上述金剛石鉆頭的形狀相關(guān)部分的尺寸是特別規(guī)定的。
9.如權(quán)利要求8所述的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，至少在上述突出狀磨具部分上形成上述與軸芯通孔連通的縱向切槽。
10.如權(quán)利要求1～9中任何一項(xiàng)所述的階梯孔形成用鉆頭，其特征在于，上述金剛石鉆頭與作為磨削對(duì)象的硬脆性材料之間產(chǎn)生偏心運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種階梯孔形成用鉆頭，其在磨削硬脆性材料形成階梯孔時(shí)，使階梯孔的內(nèi)表面形成高精度的平滑表面。金剛石鉆頭(1)，其在作為旋轉(zhuǎn)軸的鉆桿(3)的前端具有金剛石磨具部分(2)。金剛石磨具部分(2)由側(cè)面磨具部分(2a)、正面磨具部分(2b)，以及在上述正面磨具部分(2b)的前端形成的突出狀磨具部分(4)構(gòu)成。在鉆桿(3)的軸芯和金剛石磨具部分(2)的內(nèi)部，形成供應(yīng)流體用的空穴(6)，并且，至少在正面磨具部分(2b)上設(shè)有流出部分(7、8)，其與上述空穴(6)連通，以使供應(yīng)該空穴(6)的流體流出。
文檔編號(hào)C03B33/00GK1640596SQ20051000216
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者平林俊彥 申請(qǐng)人:旭榮研磨加工株式會(huì)社