CN1131923A - 磨平和抛光环形硬质材料的弹性基砂轮 - Google Patents

Abstract

用于磨平和抛光环形硬质材料的弹性基砂轮，包括刚性材料支承体，该支承体可以沿着中部平分面分成两部分(1A，1B)。该支承体具有内部形状(2，3)，用于与相配的马达轴相配合，还具有外部形状(4)，它与待磨平和/或抛光的硬质材料的形状相吻合。在支承体(1)的一端和/或另一端至少设有翼板(5，6)，用于容纳和固定该处注射或硫化的弹性材料涂层(12)。注射弹性材料涂层(12)直接朝向工件的(13)部分(13)，用比较柔软的磨料件(14)覆盖，以致其总的形状与磨平和/或抛光后的最终的形状吻合。

Description

磨平和抛光环形 硬质材料的弹性基砂轮

本发明涉及一种用于磨平和抛光环形硬质材料的弹性基砂轮。

硬质材料的加工，特别是大理石的磨平和抛光方面，砂轮常用来对已初步加工好的工件进行加工。

公知的砂轮一般由镁砂，树脂或类似的材料构成。在任何一种情况下，它是由刚性材料构成。由于待加工的大理石板，花岗石或石料的不同厚度，因此，遇到了严重的问题。因为公知的砂轮是刚性的，即不能准确地匹配、贴合到所碰到的各种轮廓的全部表面及对其加工。而用硫化橡胶体做的砂轮也是公知的。它设有适用于磨平和抛光的粘接的涂复金刚石的布。但是，该结构存在两个问题，即硫化橡胶的成本过高，和由于在橡胶厚度比较小的区域太柔软造成的不均匀性，不能合适地与待加工件的外形表面贴合。

实际上，对于如玻璃、大理石、花岗石和类似的刚性和硬质材料的研磨和相继的抛光直到磨光的操作中，有两种技术已得到发展。

第一种技术要求使用刚性强的成形体，用于研磨、抛光和磨光。具有高刚性的加工体主要用于最后的精加工，例如，光学零件或高精度机械零件。就尺寸公差而论，即使提供极好的结果，然而，其加工操作是非常缓慢的。对于光学零件，例如，大尺寸的望远镜片可能需要持续几个月或甚至几年。

第二种技术要求使用或是柔软或是可变形的成形体，它由毛毡，橡胶或类似的材料构成。柔软体不能做精密加工，然而，可以在最短的时间内完成加工，在这样短的加工时间，必然对操作者的技术要求高，并且难于加工成形的工件，例如，那些环形工件。

实际上，加工可磨光的硬质材料的情况下，采用具有小磨粒的磨料可以改进抛光操作。当使用带有磨料的研磨和抛光体，如果该成形体是柔软的或弹性的，使用具有小磨粒的磨料的研磨体，在相继的加工过程中，获得合适的匹配是困难的。

本发明的目的是提供一种磨平和抛光工具，用于加工硬质材料，特别是环形的或类似的硬质材料，可以结合上述两种技术的优点，即具有刚性成形体的精加工性能，和常规的弹性或柔软成形体的迅速操作特点。

按照本发明，砂轮包括刚性材料支承体，它具有内部形状，用于与安装其的驱动马达的主轴结合，该支承体的外形部分有与待磨平和/或抛光的硬质材料的形状相匹配的形状。

在砂轮主体的一端或两端设有一个或多个翼板，用于容纳和固定就地注射或硫化的弹性材料涂层。注射的弹性涂层直接朝向正要加工硬质材料的部分，用比较柔软的磨料覆盖，以致其总的形状与磨平和/或抛光后的硬质材料最终的形状吻合。

按照第一实施例，支承主体是一整体件。

按照另一实施例，支承主体包括相对于中线的两个对称部分，在装配时，在它们之间，并且在弹性涂层注射之前，可以装入间隔件，以改变砂轮的最终形状，从而满足不同操作的要求。

最后实施例的优点是，支承主体是整体件，没有切口。用低成本模具，注射热塑性塑料可获得整体件。此种成形技术对于该技术领域的技术人员来说是公知的。

现参照实施例和附图详细说明本发明，其中实施例仅作为说明而不受其限制，附图中：

图1表示按照本发明第一实施例的砂轮，部分断开和部分切去；

图2表示按照本发明第二实施例的砂轮，部分断开和部分切去；

图3表示沿着图2所示砂轮的直径的剖面图；

图4表示对图3所示结构的一个改型。

要强调的是，如图中所示的完成研磨作用的零件的形状，仅仅作为不受限制的实施例。因为本发明的目的在于砂轮的结构，而与这里所描述的只是为便于说明的特定形状无关。

参见图1，砂轮包括刚性材料主体1，所说的刚性材料例如，铝，PVC或类似的材料。该主体具有内部形状，用标号2和3表示，用于以公知的方式，借助于未示出的装置与马达驱动轴相配合。

主体1的外形部分，具有一轮廓形状4，和一对翼板5和6，所说的轮廓形状4与待加工件的形状相匹配。应注意的是，对一些要加工的形状仅设置翼板5或6其中的一个。

翼板5和6具有环形槽7，8和沿着槽7，8分布的孔9和10，孔9和10与外表轮廓4上的成圆弧状的槽11相连通。

可以清楚地看到，在图的左面，在主体1上有弹性材料涂层12，最好是局部地注射或硫化而成，具有肖式硬度B为50和70之间，优选是58和64之间。

槽7和8，孔9和10以及槽11，用于牢固地固定弹性材料涂层12，以克服由于离心力和扭矩所造成的很大应力。

应注意的是，通常砂轮在大约6000r.p.m的转速下运转。

涂层12面对着工件的部分13固定着，最好是热焊上公知的具有一定柔软性的带状研磨层14。

上述的砂轮制作技术，对于本技术领域的技术人员来说是公知的，因此，不作详细的讨论。

应该注意的是，按照本发明的砂轮结构，要限制由离心力引起弹性层的过量膨胀所导致的预定形状的改变。此外，砂轮的主体1要与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。

再次强调的是，已经表示的加工用特定形状，仅仅作为非限制性的实例。并且此种形状，即刚性主体1的形状和翼板5和6的数量，根据特殊要求可以改变，但要保留用于固定弹性材料涂层的结构。

参见图2，图中示出类似于图1的砂轮，所不同的是，沿着主体的中部平分面，将主体分为两个部分1A，1B，然而，它们是配合一起。该结构从图3可以看得更清楚。用热塑性塑料，例如用尼龙(NY/on)，用简单的注射成形技术可以制得主体1A和1B。这是因为主体1A和1B没有会导致模具复杂和成本高的切口结构。

如果要求主体1A和1B由金属构成，可以方便地用铝合金或相当的材料压铸而成，而模具是简单的结构。

图4所示是对图2和3结构的一个改型。在主体1A和1B之间，装入环形的间隔件20，21，它嵌入弹性材料注射层12′内。

按照上述的方式，可以获得不同的注射层12′的外部形状，以满足砂轮不同操作需要。

在图4所示的间隔件20，21是具有圆筒壁的圆环，其圆周与主体1A和1B的狭口相一致。显然，这是很简单的结构，但是，可以想像得到，间隔件可采取不同的形状，从而使注射层12也有不同的形状。

利用分离主体1A和1B的结构，和可能使用间隔件20，21，可以获得具有不同形状注射层12′的砂轮，以满足不同的加工需要，这样可以减少基本元件的数目，由此可以降低投资成本和生产成本。

最好用公知的热塑性塑料Kemiton(可从FRAMPLAST股份公司购得)，或用其它热塑性塑料，例如，Franprene，Neoprene，Santoprene(可从MONSANTO股份公司购得)，用注射机注射成形即可获得砂轮主体1A和1B。

根据模制的砂轮直径，可选择肖氏硬度范围为65和75之间。例如，砂轮直径为110/120mm，最好选用肖氏硬度为65；直径为130mm，最好选用肖氏硬度为70；直径为140/160mm，最好选用肖氏硬度为75。

事实上，随着直径的增加，圆周速度提高，和由此离心力增大，从而损害机械强度。因此，随着砂轮直径的增大，同时提高硬度可解决上述问题。

现将要说明用于连接用标号14表示和由涂复金刚石(可从SORMA公司购得)布构成的带状磨料件的技术。

从做过的试验已经发现，不能用简单的方法胶接涂复金刚石的布，因为它不能经受由离心力所引起的应力和石块的碰撞。特别是在困难区域，例如，角落或类似的区域。

因此，需要依靠化学粘接，已经发现合适的化学粘接可使用一种商品名为Loctite 401(可从LOCTITE ITALIA公司购得)，即一种腈基丙烯酸酯粘合剂。

该方法是将布切成宽度不大于6-7mm的带，以便与砂轮的涂层12相配合，应用少量的乳酸酯(可从LOCTITE ITALIA公司购得)粘于布上，并将布压在涂层12上几分钟，直到完全粘合于两个主体上。

非常重要的是最后步骤；在布带之间的暴露区域13进行填充；在布的涂复金刚石一侧，在每磨料粒之间的所有空间进行填充。

此种涂层具有两个重要的目的：

1)消除钩住正加工的材料角落处的危险；

2)避免拖尾或划痕，即由磨料粒的花样引起的小槽。在磨料粒之间有许多区域空间，这会使正加工的硬质材料引起拖尾或划痕。

可用胶接材料硬DVC(可从VULLJN BISON MASTIC公司购得)，并加入从20至30％的氧化锡和从4至8％的金刚石粉末来进行这种填充。

这样可保证加工持续的时间是该行业一般所需时间的3至5倍或更多。

Claims (18)

1.一种用于磨平和抛光环形硬质材料的弹性基砂轮，其特征是，它包括一刚性支承体(1)，该支承体具有内部形状(2，3)，用于与其连接的马达轴配合，还具有外部形状(4)，它与待磨平和/或抛光的硬质材料的形状相吻合，所述的支承体(1)的一端和/或另一端至少设有一翼板(5，6)，用于容纳和固定在该处注射或硫化的弹性材料涂层(12)，注射弹性材料涂层(12)直接朝向工件的部分(13)连着较柔软的磨料件(14)，以致其总的形状与经磨平和/或抛光后的工件最终的形状一致。

2.按照权利要求1所述的砂轮，其特征是，至少一翼板(5，6)设有环形槽(7，8)，和多个沿着环形槽(7，8)分布的孔(9，10)，所述的孔与设置在所述的支承体(1)外表面上的槽(11)连接，用于容纳所述的弹性材料涂层(12)。

3.按照权利要求2所述的砂轮，其特征是，所述的环形槽(7，8)，孔(9，10)和槽(11)配合用于固定所述的支承体(1)的弹性材料涂层(12)，并用于限制在砂轮工作时，由离心力和操作压力所引起的弹性变形。

4.按照上述任一权利要求所述的砂轮，其特征是，所述的弹性材料涂层(12)直接朝向工件的外表部分(13)连着磨料层(14)，用作磨平和/或抛光。

5.按照上述任一权利要求所述的砂轮，其特征是，所述的支承体(1)沿着在翼板(5，6)之间，基本上是中线位置的中部平分面分开，即形成两个主体部分(1A，1B)，并且没有切口结构。

6.按照权利要求5所述的砂轮，其特征是，所述的支承体(1)的各部分可用轻金属压铸制成。

7.按照权利要求5所述的砂轮，其特征是，所述的支承体(1)的各部分可用热塑性树脂注射成形成。

8.按照权利要求7所述的砂轮，其特征是，所述的热塑性树脂是尼龙。

9.按照权利要求5至8中任一权利要求所述的砂轮，其特征是，还设有一个或多个间隔件(20，21)设在相应于所述的主体的中部平分面分开处。

10.按照权利要求9所述的砂轮，其特征是，在所述的主体中部平分面处设置的一个或多个间隔件(20，21)的结构形状构成所述的弹性材料涂层适配的基部，以便获得与正加工的硬质材料的形状相吻合的砂轮外部形状。

11.按照上述任一权利要求所述的砂轮，其特征是，所述的弹性材料涂层(12)直接朝向工件的外部(13)连接着用作磨平和/或抛光的磨料片(14)。

12.按照权利要求11所述的砂轮，其特征是，所述的磨料件是比较柔软的带(14)，外部设有磨料层。

13.按照权利要求11所述的砂轮，其特征是，所述的磨料分布成磨粒点。

14.按照权利要求13所述的砂轮，其特征是，在磨料的磨粒之间的空间，和在所述带(14)之间的区域用粘合剂和粉末状磨料的涂料加以涂复。

15.按照上述任一权利要求所述的砂轮，其特征是，所述的带(14)用化学粘接固定在弹性材料涂层(12)上。

16.按照权利要求15所述的砂轮，其特征是，所述的化学粘接用腈基丙烯酸酯粘合剂。

17.按照上述任一权利要求所述的砂轮，其特征是，所述的弹性材料涂层(12)的肖氏硬度B为65和75之间。

18.按照上述任一权利要求所述的砂轮，其特征是，所述的弹性材料涂层(12)是Kemiton或Franprene，或Neoprene或San-toprene构成。