專利名稱：磨平和拋光環(huán)形硬質(zhì)材料的彈性基砂輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于磨平和拋光環(huán)形硬質(zhì)材料的彈性基砂輪。
硬質(zhì)材料的加工，特別是大理石的磨平和拋光方面，砂輪常用來對已初步加工好的工件進行加工。
公知的砂輪一般由鎂砂，樹脂或類似的材料構(gòu)成。在任何一種情況下，它是由剛性材料構(gòu)成。由于待加工的大理石板，花崗石或石料的不同厚度，因此，遇到了嚴(yán)重的問題。因為公知的砂輪是剛性的，即不能準(zhǔn)確地匹配、貼合到所碰到的各種輪廓的全部表面及對其加工。而用硫化橡膠體做的砂輪也是公知的。它設(shè)有適用于磨平和拋光的粘接的涂復(fù)金剛石的布。但是，該結(jié)構(gòu)存在兩個問題，即硫化橡膠的成本過高，和由于在橡膠厚度比較小的區(qū)域太柔軟造成的不均勻性，不能合適地與待加工件的外形表面貼合。
實際上，對于如玻璃、大理石、花崗石和類似的剛性和硬質(zhì)材料的研磨和相繼的拋光直到磨光的操作中，有兩種技術(shù)已得到發(fā)展。
第一種技術(shù)要求使用剛性強的成形體，用于研磨、拋光和磨光。具有高剛性的加工體主要用于最后的精加工，例如，光學(xué)零件或高精度機械零件。就尺寸公差而論，即使提供極好的結(jié)果，然而，其加工操作是非常緩慢的。對于光學(xué)零件，例如，大尺寸的望遠鏡片可能需要持續(xù)幾個月或甚至幾年。
第二種技術(shù)要求使用或是柔軟或是可變形的成形體，它由毛氈，橡膠或類似的材料構(gòu)成。柔軟體不能做精密加工，然而，可以在最短的時間內(nèi)完成加工，在這樣短的加工時間，必然對操作者的技術(shù)要求高，并且難于加工成形的工件，例如，那些環(huán)形工件。
實際上，加工可磨光的硬質(zhì)材料的情況下，采用具有小磨粒的磨料可以改進拋光操作。當(dāng)使用帶有磨料的研磨和拋光體，如果該成形體是柔軟的或彈性的，使用具有小磨粒的磨料的研磨體，在相繼的加工過程中，獲得合適的匹配是困難的。
本發(fā)明的目的是提供一種磨平和拋光工具，用于加工硬質(zhì)材料，特別是環(huán)形的或類似的硬質(zhì)材料，可以結(jié)合上述兩種技術(shù)的優(yōu)點，即具有剛性成形體的精加工性能，和常規(guī)的彈性或柔軟成形體的迅速操作特點。
按照本發(fā)明，砂輪包括剛性材料支承體，它具有內(nèi)部形狀，用于與安裝其的驅(qū)動馬達的主軸結(jié)合，該支承體的外形部分有與待磨平和/或拋光的硬質(zhì)材料的形狀相匹配的形狀。
在砂輪主體的一端或兩端設(shè)有一個或多個翼板，用于容納和固定就地注射或硫化的彈性材料涂層。注射的彈性涂層直接朝向正要加工硬質(zhì)材料的部分，用比較柔軟的磨料覆蓋，以致其總的形狀與磨平和/或拋光后的硬質(zhì)材料最終的形狀吻合。
按照第一實施例，支承主體是一整體件。
按照另一實施例，支承主體包括相對于中線的兩個對稱部分，在裝配時，在它們之間，并且在彈性涂層注射之前，可以裝入間隔件，以改變砂輪的最終形狀，從而滿足不同操作的要求。
最后實施例的優(yōu)點是，支承主體是整體件，沒有切口。用低成本模具，注射熱塑性塑料可獲得整體件。此種成形技術(shù)對于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的。
現(xiàn)參照實施例和附圖詳細說明本發(fā)明，其中實施例僅作為說明而不受其限制，附圖中

圖1表示按照本發(fā)明第一實施例的砂輪，部分?jǐn)嚅_和部分切去；圖2表示按照本發(fā)明第二實施例的砂輪，部分?jǐn)嚅_和部分切去；圖3表示沿著圖2所示砂輪的直徑的剖面圖；圖4表示對圖3所示結(jié)構(gòu)的一個改型。
要強調(diào)的是，如圖中所示的完成研磨作用的零件的形狀，僅僅作為不受限制的實施例。因為本發(fā)明的目的在于砂輪的結(jié)構(gòu)，而與這里所描述的只是為便于說明的特定形狀無關(guān)。
參見圖1，砂輪包括剛性材料主體1，所說的剛性材料例如，鋁，PVC或類似的材料。該主體具有內(nèi)部形狀，用標(biāo)號2和3表示，用于以公知的方式，借助于未示出的裝置與馬達驅(qū)動軸相配合。
主體1的外形部分，具有一輪廓形狀4，和一對翼板5和6，所說的輪廓形狀4與待加工件的形狀相匹配。應(yīng)注意的是，對一些要加工的形狀僅設(shè)置翼板5或6其中的一個。
翼板5和6具有環(huán)形槽7，8和沿著槽7，8分布的孔9和10，孔9和10與外表輪廓4上的成圓弧狀的槽11相連通。
可以清楚地看到，在圖的左面，在主體1上有彈性材料涂層12，最好是局部地注射或硫化而成，具有肖式硬度B為50和70之間，優(yōu)選是58和64之間。
槽7和8，孔9和10以及槽11，用于牢固地固定彈性材料涂層12，以克服由于離心力和扭矩所造成的很大應(yīng)力。
應(yīng)注意的是，通常砂輪在大約6000r.p.m的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。
涂層12面對著工件的部分13固定著，最好是熱焊上公知的具有一定柔軟性的帶狀研磨層14。
上述的砂輪制作技術(shù)，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的，因此，不作詳細的討論。
應(yīng)該注意的是，按照本發(fā)明的砂輪結(jié)構(gòu)，要限制由離心力引起彈性層的過量膨脹所導(dǎo)致的預(yù)定形狀的改變。此外，砂輪的主體1要與工件的全部外形表面相吻合，而工件的外形表面在先前已成形。
再次強調(diào)的是，已經(jīng)表示的加工用特定形狀，僅僅作為非限制性的實例。并且此種形狀，即剛性主體1的形狀和翼板5和6的數(shù)量，根據(jù)特殊要求可以改變，但要保留用于固定彈性材料涂層的結(jié)構(gòu)。
參見圖2，圖中示出類似于圖1的砂輪，所不同的是，沿著主體的中部平分面，將主體分為兩個部分1A，1B，然而，它們是配合一起。該結(jié)構(gòu)從圖3可以看得更清楚。用熱塑性塑料，例如用尼龍(NY/on)，用簡單的注射成形技術(shù)可以制得主體1A和1B。這是因為主體1A和1B沒有會導(dǎo)致模具復(fù)雜和成本高的切口結(jié)構(gòu)。
如果要求主體1A和1B由金屬構(gòu)成，可以方便地用鋁合金或相當(dāng)?shù)牟牧蠅鸿T而成，而模具是簡單的結(jié)構(gòu)。
圖4所示是對圖2和3結(jié)構(gòu)的一個改型。在主體1A和1B之間，裝入環(huán)形的間隔件20，21，它嵌入彈性材料注射層12′內(nèi)。
按照上述的方式，可以獲得不同的注射層12′的外部形狀，以滿足砂輪不同操作需要。
在圖4所示的間隔件20，21是具有圓筒壁的圓環(huán)，其圓周與主體1A和1B的狹口相一致。顯然，這是很簡單的結(jié)構(gòu)，但是，可以想像得到，間隔件可采取不同的形狀，從而使注射層12也有不同的形狀。
利用分離主體1A和1B的結(jié)構(gòu)，和可能使用間隔件20，21，可以獲得具有不同形狀注射層12′的砂輪，以滿足不同的加工需要，這樣可以減少基本元件的數(shù)目，由此可以降低投資成本和生產(chǎn)成本。
最好用公知的熱塑性塑料Kemiton(可從FRAMPLAST股份公司購得)，或用其它熱塑性塑料，例如，F(xiàn)ranprene，Neoprene，Santoprene(可從MONSANTO股份公司購得)，用注射機注射成形即可獲得砂輪主體1A和1B。
根據(jù)模制的砂輪直徑，可選擇肖氏硬度范圍為65和75之間。例如，砂輪直徑為110/120mm，最好選用肖氏硬度為65；直徑為130mm，最好選用肖氏硬度為70；直徑為140/160mm，最好選用肖氏硬度為75。
事實上，隨著直徑的增加，圓周速度提高，和由此離心力增大，從而損害機械強度。因此，隨著砂輪直徑的增大，同時提高硬度可解決上述問題。
現(xiàn)將要說明用于連接用標(biāo)號14表示和由涂復(fù)金剛石(可從SORMA公司購得)布構(gòu)成的帶狀磨料件的技術(shù)。
從做過的試驗已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不能用簡單的方法膠接涂復(fù)金剛石的布，因為它不能經(jīng)受由離心力所引起的應(yīng)力和石塊的碰撞。特別是在困難區(qū)域，例如，角落或類似的區(qū)域。
因此，需要依靠化學(xué)粘接，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)合適的化學(xué)粘接可使用一種商品名為Loctite 401(可從LOCTITE ITALIA公司購得)，即一種腈基丙烯酸酯粘合劑。
該方法是將布切成寬度不大于6-7mm的帶，以便與砂輪的涂層12相配合，應(yīng)用少量的乳酸酯(可從LOCTITE ITALIA公司購得)粘于布上，并將布壓在涂層12上幾分鐘，直到完全粘合于兩個主體上。
非常重要的是最后步驟；在布帶之間的暴露區(qū)域13進行填充；在布的涂復(fù)金剛石一側(cè)，在每磨料粒之間的所有空間進行填充。
此種涂層具有兩個重要的目的1)消除鉤住正加工的材料角落處的危險；2)避免拖尾或劃痕，即由磨料粒的花樣引起的小槽。在磨料粒之間有許多區(qū)域空間，這會使正加工的硬質(zhì)材料引起拖尾或劃痕。
可用膠接材料硬DVC(可從VULLJN BISON MASTIC公司購得)，并加入從20至30％的氧化錫和從4至8％的金剛石粉末來進行這種填充。
這樣可保證加工持續(xù)的時間是該行業(yè)一般所需時間的3至5倍或更多。
權(quán)利要求
1.一種用于磨平和拋光環(huán)形硬質(zhì)材料的彈性基砂輪，其特征是，它包括一剛性支承體(1)，該支承體具有內(nèi)部形狀(2，3)，用于與其連接的馬達軸配合，還具有外部形狀(4)，它與待磨平和/或拋光的硬質(zhì)材料的形狀相吻合，所述的支承體(1)的一端和/或另一端至少設(shè)有一翼板(5，6)，用于容納和固定在該處注射或硫化的彈性材料涂層(12)，注射彈性材料涂層(12)直接朝向工件的部分(13)連著較柔軟的磨料件(14)，以致其總的形狀與經(jīng)磨平和/或拋光后的工件最終的形狀一致。
2.按照權(quán)利要求1所述的砂輪，其特征是，至少一翼板(5，6)設(shè)有環(huán)形槽(7，8)，和多個沿著環(huán)形槽(7，8)分布的孔(9，10)，所述的孔與設(shè)置在所述的支承體(1)外表面上的槽(11)連接，用于容納所述的彈性材料涂層(12)。
3.按照權(quán)利要求2所述的砂輪，其特征是，所述的環(huán)形槽(7，8)，孔(9，10)和槽(11)配合用于固定所述的支承體(1)的彈性材料涂層(12)，并用于限制在砂輪工作時，由離心力和操作壓力所引起的彈性變形。
4.按照上述任一權(quán)利要求所述的砂輪，其特征是，所述的彈性材料涂層(12)直接朝向工件的外表部分(13)連著磨料層(14)，用作磨平和/或拋光。
5.按照上述任一權(quán)利要求所述的砂輪，其特征是，所述的支承體(1)沿著在翼板(5，6)之間，基本上是中線位置的中部平分面分開，即形成兩個主體部分(1A，1B)，并且沒有切口結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求5所述的砂輪，其特征是，所述的支承體(1)的各部分可用輕金屬壓鑄制成。
7.按照權(quán)利要求5所述的砂輪，其特征是，所述的支承體(1)的各部分可用熱塑性樹脂注射成形成。
8.按照權(quán)利要求7所述的砂輪，其特征是，所述的熱塑性樹脂是尼龍。
9.按照權(quán)利要求5至8中任一權(quán)利要求所述的砂輪，其特征是，還設(shè)有一個或多個間隔件(20，21)設(shè)在相應(yīng)于所述的主體的中部平分面分開處。
10.按照權(quán)利要求9所述的砂輪，其特征是，在所述的主體中部平分面處設(shè)置的一個或多個間隔件(20，21)的結(jié)構(gòu)形狀構(gòu)成所述的彈性材料涂層適配的基部，以便獲得與正加工的硬質(zhì)材料的形狀相吻合的砂輪外部形狀。
11.按照上述任一權(quán)利要求所述的砂輪，其特征是，所述的彈性材料涂層(12)直接朝向工件的外部(13)連接著用作磨平和/或拋光的磨料片(14)。
12.按照權(quán)利要求11所述的砂輪，其特征是，所述的磨料件是比較柔軟的帶(14)，外部設(shè)有磨料層。
13.按照權(quán)利要求11所述的砂輪，其特征是，所述的磨料分布成磨粒點。
14.按照權(quán)利要求13所述的砂輪，其特征是，在磨料的磨粒之間的空間，和在所述帶(14)之間的區(qū)域用粘合劑和粉末狀磨料的涂料加以涂復(fù)。
15.按照上述任一權(quán)利要求所述的砂輪，其特征是，所述的帶(14)用化學(xué)粘接固定在彈性材料涂層(12)上。
16.按照權(quán)利要求15所述的砂輪，其特征是，所述的化學(xué)粘接用腈基丙烯酸酯粘合劑。
17.按照上述任一權(quán)利要求所述的砂輪，其特征是，所述的彈性材料涂層(12)的肖氏硬度B為65和75之間。
18.按照上述任一權(quán)利要求所述的砂輪，其特征是，所述的彈性材料涂層(12)是Kemiton或Franprene，或Neoprene或San-toprene構(gòu)成。
全文摘要
用于磨平和拋光環(huán)形硬質(zhì)材料的彈性基砂輪，包括剛性材料支承體，該支承體可以沿著中部平分面分成兩部分(1A，1B)。該支承體具有內(nèi)部形狀(2，3)，用于與相配的馬達軸相配合，還具有外部形狀(4)，它與待磨平和/或拋光的硬質(zhì)材料的形狀相吻合。在支承體(1)的一端和/或另一端至少設(shè)有翼板(5，6)，用于容納和固定該處注射或硫化的彈性材料涂層(12)。注射彈性材料涂層(12)直接朝向工件的(13)部分(13)，用比較柔軟的磨料件(14)覆蓋，以致其總的形狀與磨平和/或拋光后的最終的形狀吻合。
文檔編號B24D13/12GK1131923SQ94193514
公開日1996年9月25日 申請日期1994年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月24日
發(fā)明者金蒂利奧·盧皮 申請人:金蒂利奧·盧皮