CN101687299A - 研磨装置 - Google Patents

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Abstract

一种研磨装置的特征在于：由两个支架支撑的柔性研磨膜。装置可以用于线性或旋转结构中。装置能够与传送连续或振动的线性运动或旋转运动的装置一起使用。

Description

研磨装置
技术领域
本发明涉及包括磨砂和抛光装置的研磨装置的领域，更具体地本发明涉及适于一个或多个弯曲表面的研磨、磨砂和抛光的装置。
背景技术
研磨、磨砂和抛光装置已经用于平的表面很久了，尤其是与动力工具一起使用。但是许多这种装置不适于与弯曲表面一起使用。一些装置仅仅通过将弯曲表面处理为一系列与特定曲线正切的平面表面来允许弯曲表面的磨砂和抛光。这是具有带式磨光机或盘式磨光机和抛光机的情况。在2004年授权给索雷斯的美国专利6,722,961(“用于轮缘的抛光机”)包括这种方法的一个例子。
其它的磨光机/抛光机是刷式装置。这些装置仅仅通过在该表面的突出部分施加较多力而在剩余部分施加较少力来提供弯曲表面。在1978年授权给费舍尔等人的美国专利4,106,193(“Rotary Scraper with Non-gougingFinger Array”)和在1992年授权给亚马士塔等人的美国专利5,119,601(“用于研磨表面的装置”)公开了典型的刷式装置。这些装置的一个缺点是，它们仅仅能接合非常浅深度或起伏的表面(即，它们限于用在刷毛高度的一小部分)。
在本领域中存在允许研磨、磨砂和抛光弯曲表面的装置的需求，其包括弯曲表面的助力研磨、磨砂和抛光。该装置还应该提供研磨各种表面形状和尺寸的部件。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的装置，其克服了现有技术中的许多不足。
本发明的另一目的是提供一种用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的装置，其允许在各种表面形状上加工。本发明的一个特征是具有可调形状的研磨基底。本发明的一个优点是，它允许操作者在实际研磨过程中将研磨表面的形状设计为要研磨的表面的形状。
本发明的另一目的是提供一种用于弯曲表面的助力研磨、磨砂和抛光的装置，其允许迅速改变在给定表面上已完成的工作。本发明的一个特征是使用能够由另一基底快速取代的研磨基底。本发明的一个优点是，它允许操作者快速改变正在执行的任务(例如从磨砂到抛光)。
简而言之，本发明提供了用于弯曲工件的研磨装置，其特征在于可互换的研磨表面，该研磨表面在研磨操作本身期间与要研磨的工件的形状相一致。
还提供了一种研磨装置，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；连接到第一端的第一支架；连接到第二端的第二支架，其中第二支架相对于第一支架是可动的；以及用于相对于工件将运动传送给第一支架和第二支架的装置。
附图说明
本发明的前述和其他目的、方面和优点通过参照附图从本发明的优选实施例的以下详细说明将变得显而易见，其中：
图1a是根据本发明的特征，用于线性延伸的弯曲表面的研磨、磨砂和抛光的装置的一个实施例的整体示意透视图；
图1b是根据本发明的特征，用于线性延伸的弯曲表面的研磨、磨砂和抛光的装置的一个实施例的示意轮廓图的细节；
图2a是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的线性装置的一个实施例的示意透视图；
图2b是根据本发明的特征，用于非对称的弯曲表面的研磨、磨砂和抛光的旋转装置的一个实施例的示意透视图；
图3a是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的线性装置的操作模式的示意图；
图3b是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的线性装置的替换的操作模式的示意图；
图3c是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的线性装置的替换的操作模式的示意图；
图4a是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的线性装置的替换实施例的示意图；
图4b是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的线性装置的另一替换实施例的示意图；
图4c是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的线性装置的另一替换实施例的示意图；
图5a是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的旋转装置的操作模式的图；
图5b是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的旋转装置的替换实施例的示意图；
图5c是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的旋转装置的另一替换实施例的示意图；
图5d是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的旋转装置的另一替换实施例的示意图；
图6a是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的装置的弹簧偏置布置的示意图；
图6b是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的装置的另一替换的弹簧偏置布置的示意图；
图6c是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的装置的另一替换的弹簧偏置布置的示意图；
图6d是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的旋转装置的另一替换的弹簧偏置布置的示意图；
图6e是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的旋转装置的另一替换的弹簧偏置布置的示意图；
图7是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的装置的连接杆的示意图；
图8是根据本发明的特征，用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的旋转装置的膜部件的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于研磨、磨砂和抛光弯曲表面的改进装置，其克服了现有技术中的不足。本发明的特征在于具有可调形状的可互换研磨表面，其能够设计为要研磨的表面的形状。本发明易于在磨砂或抛光期间使该磨砂表面与工件相符。该发明的装置能够手工使用或与动力工具一起使用。
该发明的工具提供了连续可变的研磨表面。这允许具有变化轮廓的表面的彻底清洁、磨砂、切割、构形和去毛刺。假定该发明的工具的研磨表面能够仿形工件的外形(例如直径)并与之匹配，该工具提供工件表面的任一曲率半径。
图1a是本发明的一个实施例的整体示意透视图。如图1a所示，发明的装置10包含优选柔性的膜基底20，其可拆卸地附连到支架32和33的边缘30和31。支架是以诸如拧紧在一个或多个螺杆36上(或，替换地，在界定垂直于支架32，33的平面和附图的平面的多个杆36上)的螺母35的方式适当支撑的板。每个支架界定第一平面和第二平面。优选地，但不是必须地，这些支架或板32，33彼此平行。杆36横向地延伸穿过板，以致界定在板之间的间隙或间隔“S”。在支架32，33之间的间隔“S”可以是固定的或制成可调的。基底20跨越在板32，33之间的间隙并基本沿着每个板的整个边缘连接。在基底20上沉积的是研磨介质25。图1a示出了具有弯曲表面41的工件40。(详见图1b)通过恰当选择膜20的长度m、在板32和33之间的间隔S和/或支架之间的尺寸差，能够使膜20形成弯曲表面41的形状。边缘30的从第一支架32的边缘到杆36的轴线的距离h1与边缘31的从第二支架33的边缘到杆36的轴线的距离h2的差将影响研磨基底的外形。
该装置设有相对于工件40将运动传送到支架32和33的装置。在图1a示出的实施例中，支架32，33一前一后地运动，支架在由如手柄23的装置驱动时经受相同的线性速度，手柄可拆地定位在工具10上。在支架的与工具10的远端37相反的区域，手柄可拆地连接到支架并介于支架32，33之间。
在一个实施例中，手柄H通过多个上述的杆36连接，这些杆横向地延伸穿过支架32，33。手柄23的纵向延伸侧27位于支架32，33的向内表面之间，以在手柄的纵向延伸侧27的任一侧或两侧上提供间隙29，该间隙用于接收用手围绕手柄的外周来握紧手柄的用户的手指。如此，用户通过握紧工具10的近端来操纵工具10。
替换地，支架32，33可被支撑固定在工作台上，工件40相对于它们运动。(见图3a，3b，3c)在一个替换实施例中，支架32，33是也围绕杆36一前一后地旋转运动的圆形板，支架经受相同的角速度，该旋转运动由具有连接杆36的卡盘的旋转动力工具驱动(见图2b)。
如下文更充分地所述，研磨基底的外形也根据用户在使用期间施加到装置的轴向和径向力而变化。
研磨膜20由比较薄的材料诸如纸制成，但可以使用与研磨膜20接触的柔韧但结实的基础膜21。研磨通过在工作表面41和研磨膜20之间的相对运动来实现。
可以预想两个通常的实施例用于研磨装置。图2a示出了研磨装置形成直线槽10A的实施例，而图2b示出了板32和33是同轴的圆盘32c和33c的旋转装置10B。这些盘通过沿装置10B的轴线并介于两个盘之间的连接杆36以预定的空间关系彼此定位。工件40和/或研磨装置的几种运动类型能够由本发明的任一实施例提供。
线性的磨砂装置
图3a到3c示出了可能使用直线实施例。图3a示出了这样的布置：工件40是固定的直线轨道，研磨装置10A是前后运动的滑架并适于研磨轨道的纵向延伸表面。图3b示出了相反的布置：工件40是在膜20上前后运动的直线运动细长物，而研磨装置10A是固定的。
图3c示出了这样的布置：工件40是轴向对称的，并且当工件40保持与研磨装置10A的研磨膜20接触时，工件40围绕轴向轴45旋转。存在与图3c相关的两种可能的布置：(1)研磨装置10A是固定的，而旋转工件40在它围绕沿工件的轴线的轴45旋转的同时沿装置10A的槽前后运动(该轴的所述旋转由铣床、车床、手钻、或任何其它转矩传送装置驱动)；以及(2)当研磨装置前后运动时，工件40在固定的位置旋转。当然(1)和(2)能够组合。
在以上图3a到3c的所有三个中，在槽装置10B和工件40之间的相对运动能够利用电机(例如，利用在铣床的底座上传送的研磨装置10A)或手动实现。此外，在图3a到3c说明的每种情况下，所述的运动能够由振动运动补充。
图4a示出了研磨基底20悬挂在悬垂台肩132，133上的修改的线性槽装置。这种布置允许研磨直线延伸的工件，该工件的横截面不是均匀地减小。
此外，虽然在图1a中示出杆36的平面阵列，但如图4b中示意地所示，如果平行于杆36但不与其共面的附加的杆152连接板32，33，则能够赋予槽装置10A附加的刚性。
图4c示出了线性装置10A的修改，其中高度h1和h2中的任一个或两个是连续可调的。如图4c所示，支架32，33均包括两个板，板32a和32b来调节支架32的尺寸，板33a和33b来调节支架33的尺寸。两个支架还包含调节它们的组成板之间的距离的装置。图4c中示出的一个实施例包含在板32b和33b中的孔78，所述孔与杆36正交但不共面。这些孔适于接收螺杆93，其永久固定到板32a和33a并通过螺母94滑动地固定到板32b和33b。该实施例具有增加的优点：在不更改支架32和33之间的间隔的情况下，允许快速互换已固定至各个板32a和33a的研磨膜20。一个或多个螺杆36允许调节在支架32，33之间的间隙。
旋转磨砂装置
图5a示出了这样的布置：工件40是轨道，研磨装置10B是旋转装置，其中板32和33界定同轴的圆盘32c和33c并且板连接杆36构成该装置的旋转轴线。当转矩传送到该装置的轴向轴36时能够使旋转装置在轨道上前后运动，或者当工件相对旋转装置运送时，旋转装置的位置可以保持固定。
旋转研磨装置10B可以与多种工件形状一起使用，尤其当轴向轴36c由诸如电钻或冲击起子的手持转矩传送装置驱动时。
虽然在图5a中示出单个杆36，但如图5b所示，如果平行于轴向杆36但优选地与轴向杆36不共面的附加的杆156连接到圆形板32c和33c，则能够赋予该装置附加的刚性。
图5c示出了易于与手持转矩传送装置一起使用的本发明的装置的替换实施例。如图5c所示，该装置的轴向轴36c的第一端131接合在转矩传送装置的卡盘141中，而轴向轴36c的第二端132通过滚珠轴承135或其它类似装置与手柄134一起旋转地支撑。该替换的实施例允许工具用户施加更大更均匀的研磨压力。当该发明的装置与诸如车床的固定的转矩传送机一起使用时能够修改该替换的实施例，轴36c的第一端131由车床的卡盘接合，而另一端132与支架一起旋转地支撑。该装置的旋转也能够由振动运动补充。
图5d示出了替换的实施例，其中支架板32c(或33c，或两个)的半径是连续可调的。如图5d所示，支架32c包含圆形板232和多个与板232同心并共面的弓形部分242。圆形板232界定了多个螺纹径向孔235，弓形部分242每个界定了两个或更多径向通孔245，每个孔235与对应的孔245共线，以便板232和弓形部分242通过螺钉252和螺母255彼此连接。螺钉252的头257可以用来将研磨膜条70(见下文，与图8有关)固定到弓形部分242的外周边244，或者它们可以置入在弓形部分242中的埋头孔(未示出)。
一般地，均包含第一端和第二端以及带螺纹的中间段的一个或多个杆用于旋转的研磨装置。两个板通过由所述带螺纹的中间段接收的螺母以间隔距离固定到所述杆。最后，涂有研磨材料的膜可拆地连接到所述板。中心定位的杆适于由旋转卡盘接收，以向该装置传送高RPM功能性。
弹簧偏置的实施例
本发明的磨砂和抛光装置能够通过增加偏置弹簧来改进，以在磨砂和抛光操作期间允许板相对于彼此的侧面和中央的运动。这是除了已由装置赋予的动作，从而板以相同的方向和速度同时旋转或线性运动。在本文中，术语“弹簧”表示在压力下改变构造但在压力移走后恢复它的原始构造的结构，包括螺旋线、波纹管、风琴状的金属或塑料元件等。
图6a示出了其中一个或多个弹簧80置于板31和32之间的实施例。螺母82和83限制了弹簧的最大长度，螺母84和85限制了弹簧的最小长度。
图6b示出了其中弹簧86，87置于板31、32和螺母88、89之间的实施例，弹簧86、87限制了在支架32、33之间的间隔S。图6a和6b中示出的实施例能够与线性装置10A或旋转装置10B一起使用。
图6c和6d示出了附加的弹簧布置。在图6c中，一个或多个弹簧91从杆36延伸并将杆36与研磨膜20或基础膜21连接。它们通过环92或轴承连接到杆36，环92或轴承与杆36一起旋转。这种布置能够与线性装置10A或旋转装置10B一起使用。
在图6d中示意地示出的是适于旋转装置10B的布置，其中研磨膜20(或支撑研磨膜20的基础膜21)连接到一个或多个与盘32c和33c同心并平行于盘32c和33c的圆形弹簧95。基本平行于膜20的附加弹簧96能够支撑研磨膜20(或支撑研磨膜20的基础膜21)并将圆形弹簧95彼此连接和/或连接到板32c，33c。平行于膜20并支撑膜20的支撑弹簧96也能够与线性的研磨装置10A一起使用。
图6e示出了替换的实施例的示例的布置，其中支撑膜21通过一个或多个柔性连接机构的柄托(tang)98和轭99与可选的弹簧97一起连接到杆36。
在图6a到6e示出的两个或多个弹簧布置能够彼此一起使用。
制造细节
任何刚性金属质材料适于装置板32，33，包括但不限于金属、木材、塑料、尼龙、玻璃纤维或纸板。优选地，一个或多个杆36包含诸如钢、木材、塑料、尼龙、玻璃纤维的材料。优选地，至少这些杆的末端37，39能够是带螺纹的。可选地，如图7所示，这些杆具有非圆形的横截面，并且板32，33具有穿过其贴合地接收杆36的腔61。这种布置防止板围绕杆36的旋转。进一步地，杆36可以包含沿杆的长度的一个或多个通道60，以便如图4a所示固定螺母35的位置能够通过紧定螺钉固定。
研磨基底能够是膜、带状织物、砂纸、锉料、穿孔片、或多根线。合适的基底包括但不限于砂纸、链凸/网或砂布，其中研磨剂包含诸如铝氧化物、硅碳化物、陶瓷粒、金刚石粒、抛光布、皮毛等的材料。
研磨膜可以是购买的砂纸或砂布，其中研磨剂包含诸如铝氧化物、硅碳化物、陶瓷粒、抛光布、皮毛等的材料。研磨基底可以通过非固化粘合剂连接到基础膜。
这些材料的单个片能够用于线性槽装置10A。至于旋转装置10B，以上材料可以被切割成如图8所示的条，图8中示出了具有端尺寸71和72及在它的最窄点处宽度w的条70，以便尺寸71，72和w构成了圆盘31，32的周长和装置在它的最窄点处的周长的相同部分(如20度)。矩形条而不是单个膜也可以与线性槽装置10A一起使用。这种布置的优点是，当在单个点处出现撕裂时，可以替换已撕裂的单个条，而不是必须替换整个膜。
研磨膜能够由诸如螺钉、挂钩、销、非固化粘合剂和各种夹紧机构的无数装置附加到板31、32。对于线性装置10A，特别指出弹簧夹，而对于旋转装置10B，特别指出软管夹。
虽然已参照示出实施例的细节说明了本发明，但是这些细节不是为了限制如权利要求书中界定的本发明的范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种研磨装置，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)连接到第一端的第一支架；
c)连接到第二端的第二支架，其中第二支架相对于第一支架是可动的；以及
d)用于将运动传送到第一支架和第二支架的部件，其中第一和第二支架是圆形板。
2.根据权利要求1所述的研磨装置，其中基底是柔性卷材，并且第一和第二端界定该卷材的相反边缘。
3.根据权利要求1所述的研磨装置，其中第一支架界定第一平面，第二支架界定与第一平面平行的第二平面。
4.根据权利要求1所述的研磨装置，其中一个或多个杆横向贯穿第一支架和第二支架，以致第一支架和第二支架可滑动地连接到杆。
5.根据权利要求4所述的研磨装置，其中一个或多个弹簧与杆同轴。
6.根据权利要求4所述的研磨装置，其中所述基底通过一个或多个弹簧连接到所述杆。
7.根据权利要求1所述的研磨装置，其中基底是穿孔金属织物、或线状物、或纸、或布、或橡胶。
8.根据权利要求1所述的研磨装置，其中所述基底由界定平行于所述板的平面的一个或多个圆形弹簧支撑。
9.根据权利要求1所述的研磨装置，其中所述基底由夹紧部件固定到所述支架。
10.根据权利要求1所述的研磨装置，还包含将线性运动传送到所述装置的部件。
11.根据权利要求1所述的研磨装置，还包含将振动运动传送到所述装置的部件。
12.根据权利要求1所述的研磨装置，还包含将旋转运动传送到所述装置的部件。
13.根据权利要求1所述的研磨装置，还包含支撑所述基底的基础膜。
14.根据权利要求12所述的研磨装置，其中所述基底通过非固化粘合剂连接到所述膜。
15.根据权利要求4所述的研磨装置，其中所述杆构成非平面的阵列。
16.根据权利要求1所述的研磨装置，其中所述基底包含多个条。
17.根据权利要求4所述的研磨装置，其中基底通过柄托和轭部件连接到所述一个或多个杆。
18.根据权利要求1所述的研磨装置，其中基底由基本平行于基底的一个或多个弹簧支撑。
19.根据权利要求4所述的研磨装置，其中
a)所述杆具有非圆形的横截面；以及
b)所述支架具有适于贴合地接收所述杆的腔。
20.根据权利要求4所述的研磨装置，其中所述基底以距所述杆可调的距离连接到一个或多个所述支架。
21.一种研磨装置，包括：
a)连接到保持间隔可调距离的两个支架上的研磨膜；以及
b)在工件和所述研磨膜之间给予相对运动的部件。

Claims (22)

1.一种研磨装置，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)连接到第一端的第一支架；
c)连接到第二端的第二支架，其中第二支架相对于第一支架是可动的；以及
d)用于将运动传送到第一支架和第二支架的部件。
2.根据权利要求1所述的研磨装置，其中基底是柔性卷材，并且第一和第二端界定该卷材的相反边缘。
3.根据权利要求1所述的研磨装置，其中第一支架界定第一平面，第二支架界定与第一平面平行的第二平面。
4.根据权利要求1所述的研磨装置，其中一个或多个杆横向贯穿第一支架和第二支架，以致第一支架和第二支架可滑动地连接到杆。
5.根据权利要求4所述的研磨装置，其中一个或多个弹簧与杆同轴。
6.根据权利要求4所述的研磨装置，其中所述基底通过一个或多个弹簧连接到所述杆。
7.根据权利要求1所述的研磨装置，其中基底是穿孔金属织物、或线状物、或纸、或布、或橡胶。
8.根据权利要求1所述的研磨装置，其中第一和第二支架是圆形板。
9.根据权利要求8所述的研磨装置，其中所述基底由界定平行于所述板的平面的一个或多个圆形弹簧支撑。
10.根据权利要求1所述的研磨装置，其中所述基底由夹紧部件固定到所述支架。
11.根据权利要求1所述的研磨装置，还包含将线性运动传送到所述装置的部件。
12.根据权利要求1所述的研磨装置，还包含将振动运动传送到所述装置的部件。
13.根据权利要求1所述的研磨装置，还包含将旋转运动传送到所述装置的部件。
14.根据权利要求1所述的研磨装置，还包含支撑所述基底的基础膜。
15.根据权利要求13所述的研磨装置，其中所述基底通过非固化粘合剂连接到所述膜。
16.根据权利要求4所述的研磨装置，其中所述杆构成非平面的阵列。
17.根据权利要求1所述的研磨装置，其中所述基底包含多个条。
18.根据权利要求4所述的研磨装置，其中基底通过柄托和轭部件连接到所述一个或多个杆。
19.根据权利要求1所述的研磨装置，其中基底由基本平行于基底的一个或多个弹簧支撑。
20.根据权利要求4所述的研磨装置，其中
a)所述杆具有非圆形的横截面；以及
b)所述支架具有适于贴合地接收所述杆的腔。
21.根据权利要求4所述的研磨装置，其中所述基底以距所述杆可调的距离连接到一个或多个所述支架。
22.一种研磨装置，包括：
a)连接到保持间隔可调距离的两个支架上的研磨膜；以及
b)在工件和所述研磨膜之间给予相对运动的部件。
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