研磨裝置的制作方法

專利名稱：研磨裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括磨砂和拋光裝置的研磨裝置的領域，更具體地本發明 涉及適于一個或多個彎曲表面的研磨、磨砂和拋光的裝置。
背景技術：
研磨、磨砂和拋光裝置已經用于平的表面很久了，尤其是與動力工具 一起使用。但是許多這種裝置不適于與彎曲表面一起使用。 一些裝置僅僅 通過將彎曲表面處理為一系列與特定曲線正切的平面表面來允許彎曲表面
的磨砂和拋光。這是具有帶式磨光機或盤式磨光機和拋光機的情況。在2004 年授權給索雷斯的美國專利6， 722， 961("用于輪緣的拋光機")包括這種方
法的一個例子。
其它的磨光機/拋光機是刷式裝置。這些裝置僅僅通過在該表面的突出 部分施加較多力而在剩余部分施加較少力來提供彎曲表面。在1978年授權 給費舍爾等人的美國專利4， 106， 193 ("Rotary Scraper with Non-gouging Finger Array")和在1992年授權給亞馬士塔等人的美國專利5， 119， 601 ("用于研磨表面的裝置")公開了典型的刷式裝置。這些裝置的一個缺點 是，它們僅僅能接合非常淺深度或起伏的表面(即，它們限于用在刷毛高 度的一小部分)。
在本領域中存在允許研磨、磨砂和拋光彎曲表面的裝置的需求，其包 括彎曲表面的助力研磨、磨砂和拋光。該裝置還應該提供研磨各種表面形 狀和尺寸的部件。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的裝置， 其克服了現有技術中的許多不足。
本發明的另一目的是提供一種用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的裝置， 其允許在各種表面形狀上加工。本發明的一個特征是具有可調形狀的研磨
4基底。本發明的一個優點是，它允許操作者在實際研磨過程中將研磨表面 的形狀設計為要研磨的表面的形狀。
本發明的另一目的是提供一種用于彎曲表面的助力研磨、磨砂和拋光 的裝置，其允許迅速改變在給定表面上已完成的工作。本發明的一個特征 是使用能夠由另一基底快速取代的研磨基底。本發明的一個優點是，它允 許操作者快速改變正在執行的任務(例如從磨砂到拋光)。
簡而言之，本發明提供了用于彎曲工件的研磨裝置，其特征在于可互 換的研磨表面，該研磨表面在研磨操作本身期間與要研磨的工件的形狀相 一致。
還提供了一種研磨裝置，其包括界定粗糙表面的基底，其中基底具 有第一端和第二端；連接到第一端的第一支架；連接到第二端的第二支架， 其中第二支架相對于第一支架是可動的；以及用于相對于工件將運動傳送 給第一支架和第二支架的裝置。


本發明的前述和其他目的、方面和優點通過參照附圖從本發明的優選 實施例的以下詳細說明將變得顯而易見，其中
圖la是根據本發明的特征，用于線性延伸的彎曲表面的研磨、磨砂和 拋光的裝置的一個實施例的整體示意透視圖lb是根據本發明的特征，用于線性延伸的彎曲表面的研磨、磨砂和 拋光的裝置的一個實施例的示意輪廓圖的細節；
圖2a是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的線性裝 置的一個實施例的示意透視圖2b是根據本發明的特征，用于非對稱的彎曲表面的研磨、磨砂和拋 光的旋轉裝置的一個實施例的示意透視圖3a是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的線性裝 置的操作模式的示意圖3b是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的線性裝 置的替換的操作模式的示意圖3c是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的線性裝 置的替換的操作模式的示意圖；圖4a是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的線性裝 置的替換實施例的示意圖4b是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的線性裝 置的另一替換實施例的示意圖4c是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的線性裝 置的另 一替換實施例的示意圖5a是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的旋轉裝 置的操作模式的圖5b是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的旋轉裝 置的替換實施例的示意圖5c是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的旋轉裝 置的另一替換實施例的示意圖5d是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的旋轉裝 置的另一替換實施例的示意圖6a是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的裝置的 彈簧偏置布置的示意圖6b是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的裝置的 另一替換的彈簧偏置布置的示意圖6c是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的裝置的 另一替換的彈簧偏置布置的示意圖6d是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的旋轉裝 置的另一替換的彈簧偏置布置的示意圖6e是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的旋轉裝 置的另一替換的彈簧偏置布置的示意圖7是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的裝置的 連接桿的示意圖8是根據本發明的特征，用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的旋轉裝 置的膜部件的示意圖。
具體實施方式
本發明提供了一種用于研磨、磨砂和拋光彎曲表面的改進裝置，其克 服了現有技術中的不足。本發明的特征在于具有可調形狀的可互換研磨表 面，其能夠設計為要研磨的表面的形狀。本發明易于在磨砂或拋光期間使 該磨砂表面與工件相符。該發明的裝置能夠手工使用或與動力工具一起使用。
該發明的工具提供了連續可變的研磨表面。這允許具有變化輪廓的表 面的徹底清潔、磨砂、切割、構形和去毛刺。假定該發明的工具的研磨表 面能夠仿形工件的外形(例如直徑)并與之匹配，該工具提供工件表面的
任一曲率半徑。
圖la是本發明的一個實施例的整體示意透視圖。如圖la所示，發明 的裝置10包含優選柔性的膜基底20，其可拆卸地附連到支架32和33的邊 緣30和31。支架是以諸如擰緊在一個或多個螺桿36上(或，替換地，在 界定垂直于支架32， 33的平面和附圖的平面的多個桿36上)的螺母35的 方式適當支撐的板。每個支架界定第一平面和第二平面。優選地，但不是 必須地，這些支架或板32， 33彼此平行。桿36橫向地延伸穿過板，以致 界定在板之間的間隙或間隔"S"。在支架32， 33之間的間隔"S"可以是 固定的或制成可調的。基底20跨越在板32， 33之間的間隙并基本沿著每 個板的整個邊緣連接。在基底20上沉積的是研磨介質25。圖la示出了具 有彎曲表面41的工件40。(詳見圖lb)通過恰當選擇膜20的長度m、在板 32和33之間的間隔S和/或支架之間的尺寸差，能夠使膜20形成彎曲表面 41的形狀。邊緣30的從第一支架32的邊緣到桿36的軸線的距離hl與邊 緣31的從第二支架33的邊緣到桿36的軸線的距離h2的差將影響研磨基 底的外形。
該裝置設有相對于工件40將運動傳送到支架32和33的裝置。在圖 la示出的實施例中，支架32， 33—前一后地運動，支架在由如手柄23的 裝置驅動時經受相同的線性速度，手柄可拆地定位在工具10上。在支架的 與工具10的遠端37相反的區域，手柄可拆地連接到支架并介于支架32， 33之間。
在一個實施例中，手柄H通過多個上述的桿36連接，這些桿橫向地延 伸穿過支架32， 33。手柄23的縱向延伸側27位于支架32， 33的向內表面 之間，以在手柄的縱向延伸側27的任一側或兩側上提供間隙29，該間隙用于接收用手圍繞手柄的外周來握緊手柄的用戶的手指。如此，用戶通過握 緊工具10的近端來操縱工具10。
替換地，支架32， 33可被支撐固定在工作臺上，工件40相對于它們 運動。(見圖3a， 3b， 3c)在一個替換實施例中，支架32， 33是也圍繞桿 36—前一后地旋轉運動的圓形板，支架經受相同的角速度，該旋轉運動由 具有連接桿36的卡盤的旋轉動力工具驅動(見圖2b)。
如下文更充分地所述，研磨基底的外形也根據用戶在使用期間施加到 裝置的軸向和徑向力而變化。
研磨膜20由比較薄的材料諸如紙制成，但可以使用與研磨膜20接觸 的柔韌但結實的基礎膜21。研磨通過在工作表面41和研磨膜20之間的相 對運動來實現。
可以預想兩個通常的實施例用于研磨裝置。圖2a示出了研磨裝置形成 直線槽10A的實施例，而圖2b示出了板32和33是同軸的圓盤32c和33c 的旋轉裝置10B。這些盤通過沿裝置10B的軸線并介于兩個盤之間的連接桿 36以預定的空間關系彼此定位。工件40和/或研磨裝置的幾種運動類型能 夠由本發明的任一實施例提供。 線性的磨砂裝置
圖3a到3c示出了可能使用直線實施例。圖3a示出了這樣的布置工 件40是固定的直線軌道，研磨裝置10A是前后運動的滑架并適于研磨軌道 的縱向延伸表面。圖3b示出了相反的布置工件40是在膜20上前后運動 的直線運動細長物，而研磨裝置10A是固定的。
圖3c示出了這樣的布置工件40是軸向對稱的，并且當工件40保持 與研磨裝置10A的研磨膜20接觸時，工件40圍繞軸向軸45旋轉。存在與 圖3c相關的兩種可能的布置(l)研磨裝置10A是固定的，而旋轉工件40 在它圍繞沿工件的軸線的軸45旋轉的同時沿裝置10A的槽前后運動(該軸 的所述旋轉由銑床、車床、手鉆、或任何其它轉矩傳送裝置驅動)；以及(2) 當研磨裝置前后運動時，工件40在固定的位置旋轉。當然(1)和(2)能 夠組合。
在以上圖3a到3c的所有三個中，在槽裝置10B和工件40之間的相對 運動能夠利用電機(例如，利用在銑床的底座上傳送的研磨裝置10A)或手動實現。此外，在圖3a到3c說明的每種情況下，所述的運動能夠由振動
運動補充。
圖4a示出了研磨基底20懸掛在懸垂臺肩132， 133上的修改的線性槽 裝置。這種布置允許研磨直線延伸的工件，該工件的橫截面不是均勻地減 小。
此外，雖然在圖la中示出桿36的平面陣列，但如圖4b中示意地所示， 如果平行于桿36但不與其共面的附加的桿152連接板32， 33，則能夠賦予 槽裝置10A附加的剛性。
圖4c示出了線性裝置10A的修改，其中高度hl和h2中的任一個或兩 個是連續可調的。如圖4c所示，支架32， 33均包括兩個板，板32a和32b 來調節支架32的尺寸，板33a和33b來調節支架33的尺寸。兩個支架還 包含調節它們的組成板之間的距離的裝置。圖4c中示出的一個實施例包含 在板32b和33b中的孔78，所述孔與桿36正交但不共面。這些孔適于接收 螺桿93，其永久固定到板32a和33a并通過螺母94滑動地固定到板32b 和33b。該實施例具有增加的優點在不更改支架32和33之間的間隔的情 況下，允許快速互換己固定至各個板32a和33a的研磨膜20。 一個或多個 螺桿36允許調節在支架32， 33之間的間隙。 旋轉磨砂裝置
圖5a示出了這樣的布置工件40是軌道，研磨裝置10B是旋轉裝置， 其中板32和33界定同軸的圓盤32c和33c并且板連接桿36構成該裝置的 旋轉軸線。當轉矩傳送到該裝置的軸向軸36時能夠使旋轉裝置在軌道上前 后運動，或者當工件相對旋轉裝置運送時，旋轉裝置的位置可以保持固定。
旋轉研磨裝置10B可以與多種工件形狀一起使用，尤其當軸向軸36c 由諸如電鉆或沖擊起子的手持轉矩傳送裝置驅動時。
雖然在圖5a中示出單個桿36，但如圖5b所示，如果平行于軸向桿36 但優選地與軸向桿36不共面的附加的桿156連接到圓形板32c和33c，則 能夠賦予該裝置附加的剛性。
圖5c示出了易于與手持轉矩傳送裝置一起使用的本發明的裝置的替換 實施例。如圖5c所示，該裝置的軸向軸36c的第一端131接合在轉矩傳送 裝置的卡盤141中，而軸向軸36c的第二端132通過滾珠軸承135或其它 類似裝置與手柄134 —起旋轉地支撐。該替換的實施例允許工具用戶施加
9更大更均勻的研磨壓力。當該發明的裝置與諸如車床的固定的轉矩傳送機
一起使用時能夠修改該替換的實施例，軸36c的第一端131由車床的卡盤 接合，而另一端132與支架一起旋轉地支撐。該裝置的旋轉也能夠由振動 運動補充。
圖5d示出了替換的實施例，其中支架板32c (或33c，或兩個)的半 徑是連續可調的。如圖5d所示，支架32c包含圓形板232和多個與板232 同心并共面的弓形部分242。圓形板232界定了多個螺紋徑向孔235，弓形 部分242每個界定了兩個或更多徑向通孔245，每個孔235與對應的孔245 共線，以便板232和弓形部分242通過螺釘252和螺母255彼此連接。螺 釘252的頭257可以用來將研磨膜條70 (見下文，與圖8有關)固定到弓 形部分242的外周邊244，或者它們可以置入在弓形部分242中的埋頭孔(未 示出)。
一般地，均包含第一端和第二端以及帶螺紋的中間段的一個或多個桿 用于旋轉的研磨裝置。兩個板通過由所述帶螺紋的中間段接收的螺母以間 隔距離固定到所述桿。最后，涂有研磨材料的膜可拆地連接到所述板。中 心定位的桿適于由旋轉卡盤接收，以向該裝置傳送高RPM功能性。 彈簧偏置的實施例
本發明的磨砂和拋光裝置能夠通過增加偏置彈簧來改進，以在磨砂和 拋光操作期間允許板相對于彼此的側面和中央的運動。這是除了己由裝置 賦予的動作，從而板以相同的方向和速度同時旋轉或線性運動。在本文中， 術語"彈簧"表示在壓力下改變構造但在壓力移走后恢復它的原始構造的 結構，包括螺旋線、波紋管、風琴狀的金屬或塑料元件等。
圖6a示出了其中一個或多個彈簧80置于板31和32之間的實施例。 螺母82和83限制了彈簧的最大長度，螺母84和85限制了彈簧的最小長
圖6b示出了其中彈簧86， 87置于板31、 32和螺母88、 89之間的實 施例，彈簧86、 87限制了在支架32、 33之間的間隔S。圖6a和6b中示出 的實施例能夠與線性裝置10A或旋轉裝置10B —起使用。
圖6c和6d示出了附加的彈簧布置。在圖6c中， 一個或多個彈簧91 從桿36延伸并將桿36與研磨膜20或基礎膜21連接。它們通過環92或軸
10承連接到桿36，環92或軸承與桿36—起旋轉。這種布置能夠與線性裝置 10A或旋轉裝置10B —起使用。
在圖6d中示意地示出的是適于旋轉裝置10B的布置，其中研磨膜20 (或支撐研磨膜20的基礎膜21)連接到一個或多個與盤32c和33c同心并 平行于盤32c和33c的圓形彈簧95。基本平行于膜20的附加彈簧96能夠 支撐研磨膜20 (或支撐研磨膜20的基礎膜21)并將圓形彈簧95彼此連接 和/或連接到板32c， 33c。平行于膜20并支撐膜20的支撐彈簧96也能夠 與線性的研磨裝置10A —起使用。
圖6e示出了替換的實施例的示例的布置，其中支撐膜21通過一個或 多個柔性連接機構的柄托(tang) 98和軛99與可選的彈簧97—起連接到 桿36。
在圖6a到6e示出的兩個或多個彈簧布置能夠彼此一起使用。 制造細節
任何剛性金屬質材料適于裝置板32， 33，包括但不限于金屬、木材、 塑料、尼龍、玻璃纖維或紙板。優選地， 一個或多個桿36包含諸如鋼、木 材、塑料、尼龍、玻璃纖維的材料。優選地，至少這些桿的末端37， 39能 夠是帶螺紋的。可選地，如圖7所示，這些桿具有非圓形的橫截面，并且 板32， 33具有穿過其貼合地接收桿36的腔61。這種布置防止板圍繞桿36 的旋轉。進一步地，桿36可以包含沿桿的長度的一個或多個通道60，以便 如圖4a所示固定螺母35的位置能夠通過緊定螺釘固定。
研磨基底能夠是膜、帶狀織物、砂紙、銼料、穿孔片、或多根線。合 適的基底包括但不限于砂紙、鏈凸/網或砂布，其中研磨劑包含諸如鋁氧化 物、硅碳化物、陶瓷粒、金剛石粒、拋光布、皮毛等的材料。
研磨膜可以是購買的砂紙或砂布，其中研磨劑包含諸如鋁氧化物、硅 碳化物、陶瓷粒、拋光布、皮毛等的材料。研磨基底可以通過非固化粘合 劑連接到基礎膜。
這些材料的單個片能夠用于線性槽裝置IOA。至于旋轉裝置IOB，以上 材料可以被切割成如圖8所示的條，圖8中示出了具有端尺寸71和72及 在它的最窄點處寬度w的條70，以便尺寸71， 72和w構成了圓盤31， 32 的周長和裝置在它的最窄點處的周長的相同部分(如20度)。矩形條而不是單個膜也可以與線性槽裝置IOA—起使用。這種布置的優點是，當在單
個點處出現撕裂時，可以替換已撕裂的單個條，而不是必須替換整個膜。 研磨膜能夠由諸如螺釘、掛鉤、銷、非固化粘合劑和各種夾緊機構的
無數裝置附加到板31、 32。對于線性裝置IOA，特別指出彈簧夾，而對于 旋轉裝置10B，特別指出軟管夾。
雖然已參照示出實施例的細節說明了本發明，但是這些細節不是為了 限制如權利要求書中界定的本發明的范圍。
權利要求
1.一種研磨裝置，包括a)涂有研磨材料的基底，其中基底具有第一端和第二端；b)連接到第一端的第一支架；c)連接到第二端的第二支架，其中第二支架相對于第一支架是可動的；以及d)用于將運動傳送到第一支架和第二支架的部件。
2. 根據權利要求1所述的研磨裝置，其中基底是柔性巻材，并且第一 和第二端界定該巻材的相反邊緣。
3. 根據權利要求1所述的研磨裝置，其中第一支架界定第一平面，第 二支架界定與第一平面平行的第二平面。
4. 根據權利要求1所述的研磨裝置，其中一個或多個桿橫向貫穿第一 支架和第二支架，以致第一支架和第二支架可滑動地連接到桿。
5. 根據權利要求4所述的研磨裝置，其中一個或多個彈簧與桿同軸。
6. 根據權利要求4所述的研磨裝置，其中所述基底通過一個或多個彈 簧連接到所述桿。
7. 根據權利要求1所述的研磨裝置，其中基底是穿孔金屬織物、或線 狀物、或紙、或布、或橡膠。
8. 根據權利要求1所述的研磨裝置，其中第一和第二支架是圓形板。
9. 根據權利要求8所述的研磨裝置，其中所述基底由界定平行于所述 板的平面的一個或多個圓形彈簧支撐。
10. 根據權利要求1所述的研磨裝置，其中所述基底由夾緊部件固定到 所述支架。
11. 根據權利要求1所述的研磨裝置，還包含將線性運動傳送到所述裝置的部件。
12. 根據權利要求1所述的研磨裝置，還包含將振動運動傳送到所述裝 置的部件。
13. 根據權利要求1所述的研磨裝置，還包含將旋轉運動傳送到所述裝置的部件。
14. 根據權利要求1所述的研磨裝置，還包含支撐所述基底的基礎膜。
15. 根據權利要求13所述的研磨裝置，其中所述基底通過非固化粘合劑 連接到所述膜。
16. 根據權利要求4所述的研磨裝置，其中所述桿構成非平面的陣列。
17. 根據權利要求1所述的研磨裝置，其中所述基底包含多個條。
18. 根據權利要求4所述的研磨裝置，其中基底通過柄托和軛部件連接 到所述一個或多個桿。
19. 根據權利要求1所述的研磨裝置，其中基底由基本平行于基底的一 個或多個彈簧支撐。
20. 根據權利要求4所述的研磨裝置，其中a) 所述桿具有非圓形的橫截面；以及b) 所述支架具有適于貼合地接收所述桿的腔。
21. 根據權利要求4所述的研磨裝置，其中所述基底以距所述桿可調的 距離連接到一個或多個所述支架。
22. —種研磨裝置，包括a) 連接到保持間隔可調距離的兩個支架上的研磨膜；以及b) 在工件和所述研磨膜之間給予相對運動的部件。
全文摘要
一種研磨裝置的特征在于由兩個支架支撐的柔性研磨膜。裝置可以用于線性或旋轉結構中。裝置能夠與傳送連續或振動的線性運動或旋轉運動的裝置一起使用。
文檔編號B24D13/02GK101687299SQ200880023000
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月5日 優先權日2007年5月3日
發明者B·科扎克, I·科扎克 申請人:I·科扎克;B·科扎克