CN104669078B - 用于亚洲和欧洲/美国刀具的磨刀机 - Google Patents

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Abstract

一种磨刀机锐化宽范围的刀具和刀片。所述磨刀机包括与在12‑18度范围内的角度的第一级研磨面相关联的角度导向件。第二级设置在17‑23度范围内的角度。第三级设置在19‑25度范围内的角度。在所述第一和第二级中的研磨面在240到400粒度的范围内，而在所述第三级中的磨料在600到2000粒度的范围内。

Description

用于亚洲和欧洲/美国刀具的磨刀机
本申请是申请号为201180013554.X、申请日为2011年3月11日、发明名称为“用于亚洲和欧洲/美国刀具的磨刀机”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请是基于2010年3月12日提交的序列号为No.61/313,237的临时申请。本申请是2009年3月10日提交的序列号为No.12/401,034的部分继续申请，而序列号为No.12/401,034的申请又是基于2008年3月11日提交的序列号为No.61/035,524的临时申请。本申请也是2010年7月29日提交的序列号为No.12/845,961的部分继续申请，而序列号为No.12/845,961的申请又是基于2009年8月7日提交的序列号为No.61/232,065的临时申请。所有这些申请的所有细节都以引用的方式合并于此。
背景技术
已经有好几代的磨刀机可用来锐化钝刀，但是这些磨刀机没有考虑到刀刃的角度。在工厂里生产的刀具大部分由技工制作的，技工懂得制作锋利的刀刃而不考虑刀刃的角度。对技工来说，焦点是锋利，但角度是多少无关紧要。工厂的刀具销售出去之后被使用并且变钝，确实是这样。刀具的拥有者试图以某种方式用锉刀(tool file)在磨刀石上磨快，或者用锋利的“钢”。使用者没有认识到在刀刃切面形成的角度的重要性。任何大型或者小型的刀具制造厂都没有标准化制造厂刀刃的角度。他们没有考虑到刀刃角度的任何重要性，尤其是由于使用者没有意识到刀刃角度的重要性，并且没有方法或者能力锐化具体的或者控制角度的刀刃。结果，已经卖出好几代的磨刀机没有超出“磨刀机将会在你的刀具上产生锋利的刀刃”的任何具体说明。一般已经销售出的制造厂刀具和磨刀机两者都期望最后所得到的刀具是锋利的。
消费者并没有期待或者关心刀刃的实际角度，仅仅考虑刀刃对手头的工作是足够锋利的。在欧洲生产的刀具的检测表明所有的刀刃角度从大约 40度到60度不等或者更大。美国制造商已经遵循了欧洲的惯例。制造的具有较小刀刃角度的亚洲刀具并没有被美国普遍接受或者畅销，但是最近已经有所改变。
因此具有相对大角度的刀具刀刃的欧洲设计已经发展成为他们日常饮食和预备食品的结果。一般地，欧洲风格的刀具设计为用于宰杀并且切割诸如各种各样的肉的坚韧的纤维食品。
发现在日本和亚洲制造的刀具有大约10°到20°的刀刃角度，最普遍的刀刃角度大约是15°，已经发现这些刀刃角度对于切割鱼肉和其它较软的、比在欧洲遇到的那些坚韧食品的韧性较小的食品。
亚洲风格的刀具的最近兴趣点是对历史上设计成专门用于欧洲和美国的角度较大的欧洲和美国风格的刀具的美国磨刀机提出了新挑战。通常亚洲刀具的使用者不愿意相信存在用来锐化自己的刀具的欧洲或者美国的磨刀机，而他仍然主要是不断地在磨石上用手工乏味地锐化自己的亚洲刀具。
由于将亚洲风格的刀具引入到美国产生的混乱的结果，已经提供多种磨刀机用来处理亚洲和欧洲风格的刀具。这些磨刀机是两种磨刀机简单的物理结合，一种用于较大角度的欧洲刀具和一种集成到外壳中，用于亚洲风格的刀具。通常这些磨刀机具有一个用于欧洲刀片的锐化级或者部分，另一个用于锐化亚洲刀片的单独的锐化级或者部分。因此这种磨刀机大、非常昂贵并且产生相对弱的刀具刀刃，尤其适用于较薄的低刀刃角度的亚洲刀片。
亚洲刀具在美国一直没有流行的一个主要原因是美国食品通常更像欧洲食品—更坚韧和更多纤维质的。已经表明当切割较坚韧的美国食品时，较小角度的亚洲刀具在商业销售上支持得不好，薄的15度刀刃在使用中弯曲并且很快变钝。
亚洲刀刃对美国消费者的吸引力在于其表现出比使用欧洲刀切割时更锋利。这是因为包括角度的总的刀刃切面只有平均30度左右，这使得其更容易切割并且事实上感觉要比40°的欧洲刀刃的更加锋利的楔子。
然而，当切割较坚韧的美国风格的食品时，总角度40度的刀刃的强度更佳，不会很快弯曲并且使用时间更长。重新认识到30度刀刃的固有的缺点已经成为广泛接受亚洲刀刃的障碍—尽管感觉到用其切割耗力少。
这些发明人已经发现独特简单的、更加紧凑的、较便宜的既可以处理欧洲风格又可以处理亚洲风格的刀具的磨刀机设计。尽管它们简化了，这些新的磨刀机创造出比例如任何其它商业上可用的手工磨刀机提供的锐化两种类型的刀具更锋利和使用更长时间的用于两种类型的刀具的刀刃。此外，这里公开的所述新设计产生等于新制造厂制造的刀具的质量的精密刀刃。
发明内容
序列号为No.12/401,034的申请公开提供一种单个磨刀机以便有效地锐化亚洲/日本和欧美刀的技术。尤其是这些技术表明正被合并到电动磨刀机中。本申请公开如何将这些技术也能够集成到手工磨刀机中。
在近两年内，响应对亚洲类型的刀具的新兴趣已经引入美国一种或者多种手工磨刀机。这些引进物仅仅是两种截然不同并且独立的磨刀机的物理结合，一个用于欧洲风格的刀刃和一个用于亚洲风格的刀刃的磨刀机结合在一个单个外壳里。本发明涉及一种设计新颖而简单的手工磨刀机，所述手工磨刀机能够在欧洲和亚洲刀具上开出较高级的刀刃，所述手工磨刀机更便宜，尺寸较小，创造出比那些大多数工厂制造出的新刀更好和更锋利的刀刃，而且在亚洲刀上留下比那些在常规手工磨刀机更长久耐用的刀刃。令人惊奇的是，这项新颖的设计产生的15度的刀刃一般如同传统的大于20度的刀刃一样经久耐用，但是保持了传统的15度刀刃特别明显的锋利。
在下面的公开中将描述这个新颖性的磨刀机。
附图说明
图1是具有大的第二毛刺的常规20°刀刃切面的正视图；
图2是具有较大第二斜面的常规15°刀刃切面的正视图；
图3是具有微小第二斜面的初级15°刀刃切面的正视图；
图4是根据本发明的3级磨刀机的手工锐化元件的俯视图；
图5是图4所示的磨刀机的正视图；
图6是图4-5中的磨刀机的锐化元件的细节装配图；
图7是与图4至6一致的示例级磨刀机的正视图；以及
图8是图7所示的磨刀机的俯视图。
具体实施方式
本发明涉及一种高质量通用的并且独特的只具有三个锐化级的手工磨刀机，所述手工磨刀机能够在两个锐化步骤中高精度地锐化15°亚洲刀具或者常规的20°欧洲/美国风格的刀具。在这个发展之前，在最先进的磨刀机在常规的20°刀刃的刀具上产生刀刃已经由两级加工获得，其中，所述第一级具有侵蚀性的锐化磨料以沿着所述刀刃的各个侧面研磨完整的初级 20°切面。接着，现有技术的磨刀机用设定在相同角度或者稍微较大角度，约22°(图1)的精细磨料抛光全部或者大部分初级切面长度。类似地锐化亚洲15°刀刃(总的30°)，所述第一级将设定在15°，所述第二级将设定在15-17度的范围内，两级设定仅有2度之差以便实际上细化整个刀面表面并且沿着如图2所示的切面长度的大部分产生第二斜面。在现代的两步骤磨刀机中，在每个步骤中产生宽厚的切面并且在这些步骤中保持锐化角度非常接近，使得所述第二精细斜面不显著改变所述刀刃的有效角度，这已经是惯例。
很容易设想到具有1级设定在15°、2级设定在17°以及3级设定在 20°、4级设定在22°的4级磨刀机如何以商业化方式锐化具有初级15°或者20°两者之一或两种类型的刀具。15度和17度的两级专门用于亚洲刀具，20度和22度的后两级专门用于锐化欧洲/美国20°风格的刀片。这些角度的选择保证锐化的常规20度刀刃的最终所得到的刀刃将不会超过 22度，15°刀刃将不会大于17度。然而，已经表明的是，分别具有约15 °、20°以及22°锐化角度的三级磨刀机能够用来产生同等的或者比四级设计更加锋利和更好的切割能力的刀刃。然而，为了使用更少的锐化级实现所述改进的刀刃，需要在所述磨刀机设计和锐化程序中进行非直观改变。
为了达到这个目标，所述亚洲风格的刀具首先在恰好一个专用级中锐化-以产生设定大约15°的完整初级切面，而欧美的刀具也首先在设定大约 20°的简单但不同的专用级中锐化，随后，两个类型的刀刃通过产生微小的微观斜面在设定在大约22°的第三级中进行精加工。这些微小的斜面在尺寸上足以精加工所述刀刃，去除主要的刀刃瑕疵，改善所述刀刃的几何完美性，并且增加所述刀刃强度但在尺寸不大以致所述15°刀刃的超级有效锐度被有害地影响。虽然所述初级15度切面在所述同一刀刃具有微小的 22°切面，所述刀具仍然具有15°刀具的容易切割，因为所述22°切面非常小。所述15°楔入作用不被显著地妨碍。
惊人地发现如果所述第二斜面在物理上保持非常小，所述亚洲刀片能够使用1级和3级良好地锐化，1级和3级用非常规的7度数量级的大差异分隔开。然而，为了实现具有三级设计的最佳刀刃，在亚洲刀具上产生大约22°的第二斜面的长度必须特意地微观上很小，并且只在第一级15°斜面的恰好尖端产生。如图3所示，利用该项技术，所述亚洲刀刃切面的轮廓基本保持15°，在初级15°斜面的恰好尖端处具有非常微小的22°斜面。所述22°斜面的长度必须极其小并且用精细的颗粒磨料产生。这给予额定15°刀刃实质上已经高度抛光的常规22°刀刃的强度。这使在3级中使用极其精细的磨料成为必要。在3级中使用微小尺寸的金刚石磨料以产生极度良好地形成的但微观尺寸的切面。所述超精细的磨料保证即使使用者通过该级使所述刀刃进行过度数量的道次，也只形成极其小的切面。
在本描述中，1级的角度称作角度A。2级的角度称作角度B。3级的角度称作角度C。角度C比角度A至少大5度。
为了优化这种改进的三级程序的性能，需要仔细选择磨料材料和所述磨料的磨料粒度。因为金刚石磨料的硬度将良好地保持它们的形状并且在正确的角度和尺寸精确地产生所述小切面，因而在所有级中使用金刚石磨料是有利的。1级和2级中的所述磨料粒最好能够在240到400粒度(grit) 的范围内以足够快地锐化，然而3级中的磨料粒最好应在600到2000粒度的范围内以保证所述最好高度抛光的刀刃。2000粒度磨料的微粒尺寸只大约12微米，约为人类头发厚度的1/4。
如前面所述，具有在15°形成的刀刃切面的亚洲刀片好像更锋利，即它们切割时使用更小的力，因为就像木材分割楔子，更小角度的楔子更容易分割所述木材。然而，经验表明所述15°分割楔子比20°分割楔子更快地变钝。15°和20°刀刃刀具具有相同的关系。令人惊奇的是沿着所述15 °刀刃能够设置非常小的、实际上微观的较大角度斜面以延长所述刀刃的寿命，从而阻止显著变钝，同时保持所述较低角度15°刀刃的较小切割力特征。在厨房中切割食品时，在不失去刀刃锐度的前提下，所述15°刀刃的耐用性增加到接近22°刀刃的耐用性。这个发现使提供仅具有3级的磨刀机成为可能，这种磨刀机能够锐化20°和15°(半角)刀具刀刃并且也显著改进所述15°薄刀刃的耐用性。在这个3级磨刀机中很清楚的是，为什么所述设定在大约22°的第三级必需不是侵蚀性的并且因此必需使用非常精细的磨料盘，优选在所述磨料和刀具刀刃之间使用小的力。
在使用中，这种新磨刀机的操作员将对亚洲刀具仅使用1级以沿它们的刀刃设置初级切面。但是在这里是指制造厂制造的亚洲刀具，在其他地方为15°刀具，它们的初级切割刀刃切面的角度在它们的制造商出售时实际上在很宽的范围上变化，一般在14到18度的范围上，偶尔为低达10°或高达20°的界外值。所述界外值可以认为是制造厂的错误或者故意的但这些能够被发现“亚洲”标签。在这种应用中，具有切割刀刃角度小于18 °的任意刀具都被认为是亚洲刀具，为了试图设计和讨论这个宽范围，它们将一般被称为15度刀具。这里对这个宽范围的亚洲刀具所设计和专注的单个切面锐化级可能最好设定在大约12-18°之间，优选15°，以便紧密地接近被认为对亚洲类型的食品最佳的最佳制造厂角度。
分类为欧洲/美国的刀具同样在制造商和风格方面具有宽范围变化的刀刃角度，但是它们的刀刃切面一般在大约从17度到23度，具有远超过这个范围的界外值。对于这种新磨刀机的设计，总结如下：在现存刀具中，在它们由制造厂制造时，欧洲/美国刀具最佳认为在17度-23度之间。然而能够发现在具有约17度-18度的刀刃角度的刀具上贴有任意一种标签，在那个范围内的刀具不可能被希望刀具刀刃更好地适合切割它们的特别柔软的更易碎的亚洲食品或者他们的西方的坚韧的更纤维性的食品的博学购买者认为是令人满意的。本发明的独特的磨刀机被设计成向任一类别的客户提供适用于他们的特殊食品的接近理想化的刀具刀刃角度。
为了实施这个新颖的设计原理，能够使用任意种类的刀具导向装置或者磨料构造。例如，所述导向装置在每级中能够是单个的槽，它引导所述刀具刀刃同时靠着置于所述刀刃的每一侧上的一个或多个磨料元件以便同时锐化给定刀具的两个刀刃切面。替代地，每级能够包括两个刀具导向槽，这两个刀具导向槽中的第一刀具导向槽安置并且引导所述刀具刀刃的一侧，也就是说，一个切面靠着一个或多个磨料锐化元件以便锐化第一切面，然后所述刀具放置在该级的第二刀具导向槽中，在正确的角度安置和引导所述相对刀刃切面靠着一个或多个锐化元件，以便沿着所述刀具刀刃移动而锐化所述相对切面。
一般地，下面将描述集成了这个新锐化方式的实质的特定磨刀机的实例。它使用特定的锐化元件，用于锐化沿着所述切割刀刃具有双切面的刀具，所述磨刀机包括三个锐化元件，每个锐化元件由一对安装在旋转轴上的盘制成，所述旋转轴由作为所述模制的磨刀机结构的一部分的模制轴承支撑。所述锐化盘面对磨料涂敷的、具有截锥体的表面轮廓的构件。所述盘压配合到所述旋转轴上，其中，所述截锥体的小端部被挤压成在所述轴上相互接触。所述磨料涂敷的构件是用截锥形几何体挤压的金属冲压件。所述盘的本体能够是塑料结构，所述塑料结构支撑金属冲压件并且所述盘结构具有紧贴地装配到所述旋转轴上的轮毂形构造。
集成了这种新方式的基础元件以使用这种新的和新颖的3级方式锐化常用的15度和20度刀具的这种示例性磨刀机的物理设计能够采用多种形式。在这里详细地描述一个优选设计。使用这个原理的其他变型对本领域技术人员而言将是明显的。
图4和5进一步例示在这种新磨刀机中使用的多锐化元件的优选布置和设计。这些锐化元件的类型在专利申请序列号No.12/845,961中已经公开了。图5是所述布置的立面图，图4中可见其平面图。在图6中显示集成到图4和图5中的基础的所有锐化元件3。每个锐化元件3包括两个单独的锐化盘7，两个单独的锐化盘7具有并置的金刚石磨料涂敷的表面4，并且这些盘7的对被挤压到精密钢轴5上以形成锐化元件3。所述表面单独涂敷金刚石的表面4具有精密截锥体的额定形状。两个盘7在它们的较小圆柱表面处以紧密物理接触的方式压配合到磨光钢轴5上。盘7的覆盖有涂敷金刚石磨料的表面4形成在形成有截锥形轮廓的薄金属冲压件6的表面上。所述冲压件又安装到精密的塑料模制支撑轮毂8上，它具有与金属的涂敷磨料的冲压件6的内部形状相配合的外部轮廓表面。当所述刀具被前后拉动以锐化所述刀刃时，每个锐化元件的轴5支撑在轴承21中并且自由旋转。轴承21是图4和5的所述磨刀机的模制支撑结构13的一部分。
所述盘的模制支撑轮毂8模制有精密内部直径圆柱孔以压配合到轴5 的直径，轮毂8能够具有轻微滚花以更好地配合轴5。当所述刀具被拉着穿过元件3时，锐化刀具刀刃的路径沿着虚线a-a(图6)，所述刀具的一个切面在左盘7上研磨并且右切面在右盘7上研磨。所述刀具刀刃以不垂直于轴5的角度穿过。这个角度优选在离轴10-15度的范围内。
所述锐化盘的塑料模制的轮毂8围绕它们的周缘具有一个或多个分度式调整片9以保证在它们的直径上具有对应槽的每个金属冲压件将紧密地配合到调整片9中以便防止所述涂敷磨料的冲压件在它们支撑的模制轮毂 8上旋转。替代地或附加地，所述冲压件能够用粘合剂保持在模制的支撑件 7上。所述涂敷磨料的截锥形表面的表面角度选定成在每级中以对每级精确的适当角度锐化所述刀具切面。
图4和5显示例如特定锐化元件3是怎样布置以实施这种新的磨刀机和锐化构思的。所述刀片刀刃的取向和对齐在级1,2和3中分别显示为虚线和标记为A-A、B-B和C-C。亚洲15度刀具将在级1和级3中锐化，而欧洲/美国20度刀具将只在级2和3中锐化。所述级1的截锥形研磨面的盘将精确成形和涂敷选择尺寸的适当磨料以快速产生一般在12度到18度范围内，优选为15度的完整初级切面，从而优化亚洲刀片的刀刃角度。所述级2的截锥形研磨面的盘将成形且涂敷选择尺寸的磨料以最佳在17度至23 度的范围内，优选20度，在欧洲/美国风格的刀片上快速地设置完整初级切面，以对于同亚洲刀刃不同的任务，优化这些被客户所使用的非常不同的刀片的刀刃角度。所述级3的研磨面的盘将成形且涂敷超精细磨料以沿着所述刀刃的每一侧产生超小的次级切面，无论它是亚洲或欧洲/美国刀片刀刃。那个小的切面将被设置的角度接近但大于级2的角度大约2到4度。级3的角度优选是22度。
图7和8显示实施图4和5中所示锐化元件的布置的一个磨刀机的外部设计和外观。锐化级1,2和3在图7和8中分别实施为竖直槽15,17和 19，以便当所述刀具刀刃被手工拉过图4和5中所示的锐化元件时为所述刀具刀刃导向。在这个布置和设计中，所述刀具刀刃结构的两个切面被同时锐化。替代地，锐化元件的手工设计，例如磨料垫，US专利No.5,390,431 的相互交叉的垫或者多个交叉的磨料、削磨或者钢化元件能够用于锐化或适应使用这里公开的新颖的3级程序在3级手工锐化布置中的刀具刀刃以在同一磨刀机中专业地锐化亚洲和欧洲/美国刀具并且实现制造厂质量的刀刃。集成不同刀具导向装置以一次一个地单独地和顺序地锐化所述右和左切面的其他设计能够认为用于具有单侧刀刃的所述刀具，例如出自日本的传统亚洲刀具。例如参见US专利No.5,404,679。这些专利的细节以参引的方式合并于此。
为了以这种3级的新颖的组合锐化刀具，如果使用者拥有亚洲刀具，他必须首先在1级锐化所述亚洲刀具以沿着所述刀刃的每一侧制成完整15 度刀刃切面。1级中的所述磨料是充分侵蚀性的，以便相当快速地锐化所述切面，得到15度的初级切面。如果他希望维持他的正常15°刀刃的切割性能，这种类型刀具的使用者必须不在2级锐化。相反地，他移动所述刀具到3级，在此处，他用非常精细的微米尺寸的磨料，优选金刚石，设定在例如22度，轻柔地微小研磨所述刀刃。所述非常精细的微粒尺寸的磨料保证产生微观小切面，但沿着所述大的初级刀刃切面良好地形成的切面。所述切面足够小，以使它不能沿着所述刀刃显著改变原始初级15°切面的几何形状—因而保证所述刀刃的额定15°楔子作用形状被保持在起作用(in tact)。这个22度小的微型切面足以强化所述15°(半角)刀刃并且增加它的耐用性到可与20°刀刃的耐用性相匹敌。在所述恰好刀刃的较大角度使所述切割动作更难以弯曲所述刀刃结构，而所述刀刃结构的弯曲是刀刃失效的最普通模式。
所述锐化磨料板和刀具导向装置对形成所述锐化角度的物理布置能够例如类似于US专利No.5,390,431和US专利No.5,582,535中所描述的那样，但是其他构造是完全实用的。其他构造也是可能的。US专利 No.5,390,431和US专利No.5,582,535中的所有细节以参引的方式合并于此。
图4-8 例示根据本发明的手工磨刀机。如所指出的，所述磨刀机集成了共同待决的专利申请序列号No.12/401,034中描述的电动磨刀机的许多原理，它的所有细节以参引的方式合并于此。所述磨刀机还使用共同待决专利申请序列号No.12/845,961中所描述类型的锐化元件，它的所有细节以参引的方式合并于此。如所例示的，所述手工磨刀机包括图4-6中用数字1、2和3所标出的三种状态。在这些状态中的每一种状态中将设置所述适当的锐化元件和导向表面以前面描述的方式锐化所述刀具刀片。

Claims (4)

1.一种用于锐化具有切割刀刃的刀具的锐化元件，包括第一对不可移动地安装到由适当轴承支撑的旋转轴上的盘，所述盘中的至少一个具有研磨外表面，所述成对盘的每一个都在它的外表面上额定地成形为截头圆锥体，每个盘的外表面的较小端部与所述轴共轴并且彼此额定对称地物理接触，以使得所述刀具以不垂直于所述轴的角度穿过；所述盘是单独的且独立的，并且没有物理连接在一起，所述盘的较小端部彼此物理接触，所述盘中的所述至少一个具有构造为用于在使用来锐化刀具时提供第一斜面的研磨外表面；以及
第二对不可移动地安装到由适当轴承支撑的旋转轴上的盘，所述盘中的至少一个具有研磨外表面，所述成对盘的每一个都在它的外表面上额定地成形为截头圆锥体，每个盘的外表面的较小端部与所述轴共轴并且彼此额定对称地物理接触，以使得所述刀具以不垂直于所述轴的角度穿过；所述盘是单独的且独立的，并且没有物理连接在一起，所述盘的较小端部彼此物理接触，所述盘中的所述至少一个具有构造为用于在使用来锐化刀具时提供第二斜面的研磨外表面；
其中所述第二斜面是微观的并且仅位于第一斜面的尖端，所述第一斜面具有比第二斜面小的角度。
2.根据权利要求1所述的用于锐化刀具的锐化元件，其特征在于，所述第一对盘的研磨外表面、所述第二对盘的研磨外表面、或者所述第一对盘和所述第二对盘两者的研磨外表面是涂覆有磨料的金属冲压件，在所述金属冲压件的轮廓的外表面上涂覆有磨料涂层。
3.根据权利要求2所述的用于锐化刀具的锐化元件，其特征在于，所述第一对盘的盘、所述第二对盘的盘、或者所述第一对盘和所述第二对盘两者的盘被压配合到所述轴上，并且利用塑料轮毂支撑到所述旋转轴上，所述塑料轮毂是所述盘的一体部分，所述轴被滚花以便将所述盘固定到所述轴上。
4.根据权利要求1所述的用于锐化刀具的锐化元件，其特征在于，所述第一对盘、所述第二对盘、或者所述第一对盘和所述第二对盘两者的所述不垂直于所述轴的角度是偏离轴线10至15度的角度，并且所述第一对盘的盘、所述第二对盘的盘、或者所述第一对盘和所述第二对盘两者的盘中的每一个都具有研磨外表面。
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