CN116847950A - 具有精确调节能力的磨刀器 - Google Patents

Abstract

用于对切削工具(10，10A，390，400，440，450，460，580，590，630)的切削刃(20，412，446，456，466，476，546，584，594，634，684，686)进行刃磨的装置(100)和方法(500)，切削工具例如为菜刀。夹具(120，120A，120B)固定切削工具的刀片(14，392，404，444，454，464，470A，470B，470C，540，582，592，632，680)的相对侧面(16，18，408，410，472，474)，并包括主体(132，558，612)和铰接的第一和第二夹钳(140，142，550，552，600，602)，每个夹钳都有夹紧端，适于压缩式接合刀片的相应侧面。与主体相连的导向件(192，192A，568，610)具有汇聚的支撑面(194，196)，以接触性式接合刀片(26，448，458，468，586，596，636)中的与切削刃相对的后边缘(刀脊)，使刀片(165)的中心平面与夹具的中心平面(165A)名义上对齐。回缩机构(138)通过夹钳在刀片的相应侧面形成夹紧力。进一步的实施方案包括适合接收夹具的底座组件(110)和摆臂式磨削组件(130)，以对切削刃进行刃磨操作。

Description

具有精确调节能力的磨刀器

背景技术

切削工具在多种应用中用来进行切削，或以其他方式从工件上去除材料。各种切削工具在本领域是众所周知的，包括但不限于刀、剪刀、剪子、刀片、凿子、砍刀、锯子、钻头等。

切削工具通常有一个或多个横向延伸的、直线或曲线的切削刃，压力沿着这些切削刃施加以进行切削。切削刃通常由沿着相对表面(斜面)的交点来限定，这些相对表面沿着位于切削刃的一条线相交。

在一些切削工具(例如许多类型的传统菜刀)中，相对表面通常是对称的；其他切削工具(例如许多类型的剪刀和凿子)具有一个在基本正常方向延伸的第一相对表面，以及一个相对于第一相对表面偏斜的第二相对表面。

可以使用复杂的刀片几何形状，如多组不同角度的斜面，这些斜面逐渐变细到切削刃。也可以沿切削刃提供扇贝形或其他不连续的特征，例如在锯齿状刀具的情况下。

切削工具在长期使用后可能会变钝，因此需要对变钝的切削工具进行刃磨操作，以使切削刃恢复到更高的锋利程度。本领域己知有多种刃磨技术，包括使用砂轮、磨刀石、磨料布、磨削带等。然而，仍然不断需要改进磨刀器的构造，以提供准确和可重复的刃磨操作。

发明内容

各种实施方案涉及一种用于刃磨切削工具(例如菜刀)的切削刃的装置和方法。

在一些实施方案中，夹具适于固定切削工具的刀片的相对侧面，并包括主体以及第一和第二夹钳，各夹钳都有适于压缩式接合刀片的相应侧面的夹紧端。夹钳铰接式连接在主体上。导向件与主体相连，并具有汇聚的支撑面，以接触式接合刀片的与切削刃相对的刀脊，使刀片沿中心平面居中。回缩机构在第一和第二夹钳与刀片的相应侧面之间建立了夹紧力。第一和第二夹钳和导向件为刀片的每一侧面提供了间隔开的多点式接触，这些接触围绕刀片的中心平面对称。刀片的这个中心平面与夹具的中心平面名义上对齐。

在其他实施方案中，一种用于刃磨切削工具的切削刃的方法包括以下步骤：将切削工具的刀片固定在刀片夹具中，该刀片夹具包括主体以及第一和第二夹钳，各夹钳都具有适合接触式接合刀片的相应的第一和第二侧面的夹紧端，并都铰接式连接在主体上，每个夹钳都能相对于主体的中心平面前进，以使主体的中心平面与刀片的中心平面对齐；将刀片夹具的主体的远端插入底座组件的接收槽中，以呈现出刀片的第一侧面；使用磨料组件来刃磨刀片的第一侧面，该磨削组件包括具有磨削面的磨削件，该磨削件由以选定的刃磨角度固定在底座组件上的摆臂杆来支撑；相对于底座组件旋转夹具，以呈现出刀片的第二侧面；以及以选定的刃磨角度使用磨削组件来刃磨刀片的第二侧面。

附图说明

图1A和1B示出了根据现有技术的形式为菜刀的切削工具，其可由本公开的各种实施方案进行刃磨。

图2A、2B和2C显示了根据本公开的各种实施方案构造和操作的手动切削工具磨刀器的各个视图，其中，图2A是磨刀器的等距视图，图2B是侧视图，图2C是俯视图。

图3是根据一些实施方案的图2A-2C所示磨刀器的可拆式刀片夹具的等距视图。

图4A和4B是图3所示刀片夹具的俯视平面图和侧视平面图。

图5是刀片夹具的横截面图。

图6A和6B分别显示了刀片夹具的夹钳的侧视平面图和俯视平面图。

图7A和7B显示了在一些实施方案中刀片夹具的各自的顶部夹钳和底部夹钳的相互作用。

图8A至8C显示了一些实施方案中关于刀片夹具的额外细节。

图9显示了在一些实施方案中的图2A-2C所示磨刀器的可拆卸的磨削组件的等距视图。

图9A和9B显示了图9所示的限位挡件的替代结构。

图10A至10C显示了磨削组件的备选视图。

图1 1A至11C显示了磨削组件的进一步细节。

图12A至12D显示了不同数量和类型的可选择的磨削面，它们可由磨削组件在备选实施方案中呈现。

图13是根据一些实施方案的图2A-2C所示磨刀器的底座组件的等距分解视图。

图14A是底座组件的仰视图。

图14B和14C分别显示了底座组件的一部分的前端视图和后端视图。

图15是图3所示刀片夹具的端视图，显示了其配合插入到图14B所示底座组件的接收槽中。

图16A至16C显示了刀片夹具和底座组件在于切削工具上进行刃磨操作时的相互作用。

图17A和17B分别显示了磨刀器在切削工具上的磨刀方向的的俯视平面图。

图18A和18B是底座组件的调整机构的简化示意图。

图19A至19C显示了可由磨刀器刃磨的不同类型的切削工具(例如，刀)。

图20A至20C显示了在一些实施方案中可由磨刀器在切削工具上实现的不同的刃磨几何形状。

图21是根据一些实施方案进行的磨刀工艺的流程图。

图22显示了根据另一些实施方案的与用户手柄结合在一起的图3所示刀片夹具。

图23是另一个实施方案中的磨刀器的磨削块的视图。

图24A和24B显示了在一些实施方案中用于图3所示夹具的导向件的不同构造。

图25显示了根据另一些实施方案的可以使用的备选刀片夹具。

图26A和26B提供了图25所示刀片夹具的侧视图，以示出其可调节的导向件。

图26C是图25所示刀片夹具的横截面图。

图27A和27B是图25所示刀片夹具的俯视平面图，其具有不同几何形状的不同刀具。

图27C显示了图25所示刀片夹具固定了一把相对较小的刀(如铅笔刀)。

图28显示了可用于其它实施方案的另一种替代性刀片夹具。

图29A和29B分别显示了图28所示刀片夹具的侧视图和俯视平面图。

图29C是沿图29B中线29C-29C的刀片夹具的横截面图。

图30是与切削工具结合在一起的图28所示刀片夹具的俯视平面图。

图30A至30C显示了可以通过其它实施方案建立的替代性接触设置。

图31是根据一些实施方案的另一个磨刀筒的端视图。

图32显示了使用图31所示磨刀筒来刃磨的切削工具的刃磨几何形状。

具体实施方式

本公开的各种实施方案大体上涉及一种新颖的手动工具磨刀器及其使用方法。该磨刀器适用于刃磨任何数量的不同类型的切削工具，包括但不限于菜刀、小折刀、鲍伊刀、铅笔刀、短剑、剪刀、匕首、小剑、长剑、斧头等。其他形式的切削工具也可以通过该系统进行刃磨。

一些实施方案提供了一种磨刀器，其具有构造成被支撑在水平支撑面(如柜台或工作站表面)上的底座组件。

底座组件支撑了可拆卸的刀片夹具。刀片夹具构造成以精确、可控的方向插入到底座组件的接收槽中。刀片夹具具有一对相对的夹钳，它们构造成接触式抓住(夹住)切削工具的刀片的相对侧面，切削工具例如为但不限于是菜刀。

刀片夹具有一个或多个配对特征，其构造成与底座组件中的接收槽接合，使得一旦用户将切削工具安装到刀片夹具中，刀片夹具就可以在固定的方向上与底座组件配合。刀片夹具可安装在两个180度的角度位置处，以便切削工具的两个侧面可分别以固定的和可重复的方向进行刃磨。可促动可压下的柱塞来允许刀片夹具和切削工具在各自的角度位置之间在底座组件中旋转。备选地，夹具和切削工具可以被移除、旋转并重新插入底座组件中，以达到所需的角度位置。

刀片夹具具有与夹钳相邻的对中导向件。该导向件可设置成一个或多个V形槽口，适于接触式接收待磨刀片的刀脊(背面)并使其居中。这使刀片夹具能够在每次将切削工具安装到刀片夹具中时使切削工具以固定的、可重复的和居中的关系与底座组件相接合。在安装到底座组件之前，导向件将刀片的中心平面与刀片夹具的中心平面对齐。一旦安装完毕，刀片夹具将这些平面与底座组件的中心平面对齐，以确保在刃磨操作期间将切削刃准确而稳定地放置在所需的位置。

导向件在刀脊处与刀片接触，而上、下夹钳在切削刃和刀脊之间的相应点处与相应的刀片侧面接触，形成一个间隔开的多点接触式设置。导向件和夹钳围绕夹具的中心夹具平面对称地设置，以便围绕刀片的中心平面固定刀片。通过这种方式，刀片以可重复和安全的方式相对于夹具固定。偏置式工具(如剪刀等)也可以类似地对准。

该磨刀器还包括一个磨削组件。磨削组件可表征为与安装在底座组件上的摆臂(杆)的末端相连的摆动型模块。磨削组件包括固定在杆上的磨削块。用户可通过用户手柄沿受控的弧形路径移动磨削块，从而以选定的刃磨角度与切削工具的切削刃接合并进行刃磨。弧形路径可被认为是有轮廓的平面路径，它通常遵循由摆臂相对于底座组件的角度和距离所确定的切削刃的轮廓。

磨削组件可包括支撑了多个磨削件的筒。可以设想，磨削组件中共有三个磨削件，但也可以使用其他数量的磨削件，包括少于或多于三个。当提供多个磨削件时，每个磨削件可具有不同的磨蚀性(砂粒)等级。在一个非限制性的实施方案中，磨削件的粒度为320、600和1200。也可以使用其他值。可根据需要在磨削组件中安装磨削件的可更换的筒。可以使用符合要求的介质。

使用不同的磨蚀性等级允许将不同类型的刃磨操作相继应用于切削工具。在一个例子中，最初可根据需要进行粗磨操作，然后进行精磨和珩磨操作，以修整和最终确定刀片的几何形状。在粗磨、精磨和珩磨操作中，可以采用不同的角度。虽然可以设想使用陶瓷的或涂层的磨削件，但基本上可以使用任何形式的磨削材料，包括革砥、陶瓷、钻石涂层板、砂纸介质等。此外，虽然磨削件被认为是直线和平面的，但也可以使用其他形状，包括弧形、圆柱形等。在某些情况下，磨削介质层可由顺应层(如开孔或闭孔泡沫层、橡胶层等)所支撑，以提供针对刃磨操作的顺应性。

磨削组件可具有弹簧特征，其可使支撑了磨削件的内部的可旋转的筒能够被固定在不同的角度位置。从筒中选定的磨削件可以旋转，以朝向与手柄相反的方向，从而将选定的磨削件呈现给切削刃。各个磨削件可通过筒的旋转而依次呈现。

与现有技术相比，至少一些实施方案为刃磨操作提供了一些核心的优点。一项优点是使用了刀片夹具的导向件，其操作用于接触式地对齐每个刀片的背面，以使刀片的中心平面与刀片夹具的中心平面名义上对齐。与此相关的一项优点是，即使在相同或不同的旋转方向上将夹具和刀片移出并重新插入到底座组件中，工具和夹具的对准平面也能轻易地、可重复地与底座组件的中心平面对齐。

另一项优点是能够在保持底座组件和磨削组件的现有设置的情况下拆除夹具。这使得切削工具在装回磨刀器中之前可以被拆卸、检查、清洁或以其他方式处理，而不会干扰先前已建立的设置，并可将工具放置在与之前完全相同的位置。另外的一项优点是能够在不改变或影响磨刀器的任何其他系统设置的情况下轻松、快速地更换不同的磨削介质。基于下面的讨论，本领域的技术人员会很容易想到其他的特点和优点。

图1A和1B提供了现有技术的切削工具10的示意性图示。图1A是侧视图，图1B是部分端视图。该工具10是菜刀，然而其他形式的切削工具也可以通过本文提出的各种实施方案来进行刃磨。

刀10包括用户手柄12，其外侧的抓握表面适于在使用刀时由用户所握持。刀片14从手柄12上延伸出来。刀片有平坦、细长的相对侧面16、18。这些侧面16、18汇聚到切削刃20。切削刃20由位于侧面16、18远端处的逐渐缩小的相对的侧面或斜面22、24汇合而成。这些斜面逐渐变细至一条确定了切削刃20的相交线。与切削刃20相对的后缘或刀脊26在相对的侧面16、18之间延伸。

在本文中，刀脊26代表在刀片中的与在刃磨操作中被磨的切削刃20相反的那一部分。在某些情况下，刀脊代表刀的最厚部分，并可包括平坦的、非切削用的表面。在其他情况下，刀脊可构成其他特征，包括与切削刃相对的一条或多条切削刃、一系列锯齿、以不同角度延伸的多个不同表面，等等。沿着刀脊具有切削刃的刀片的例子包括双面刀(例如，匕首)、鲍伊刀等。

可以理解，元件16和18定义了刀片的整体侧面，而斜面22、24形成了侧面16、18的一部分，但被成型为汇聚到切削刃20。斜面22、24可以是线性的、空心的、凸起的、分段的等，如下文所述。虽然在图1A-1B中没有显示，但可以根据需要沿刀脊26提供与斜面22、24类似的斜面来得到相邻的切削刃，其使用本文公开的技术形成。

刀片14有总的宽度尺寸W，它在切削刃20和刀脊26之间延伸并将它们一分为二。刀片14还具有总的长度尺寸L，它沿着刀片14的长度从手柄延伸到刀片的尖端。宽度尺寸w沿长度尺寸L变化，这通常是如此，除非该工具的切削刃20和刀脊26采用平行的构造，如切肉刀等。

刀片还具有总的厚度尺寸T，它是相对的侧面16、18之间的最大距离。如图1B所示，中心刀片平面165将刀片14的厚度尺寸T沿宽度尺寸W平分。这个平面165进一步沿叶片14的长度尺寸L延伸，如图1A所示。在理想情况下，中心刀片平面165与切削刃20和刀脊26相交。如果由于各种因素(如制造缺陷等)而没有做到这一点，那么各种实施方案可以用来重新塑造刀具或其他切削工具，以实现这种理想的对齐。

可以使用如图2A至2C中所开始描述的手动切削工具磨刀器100来对图1A和1B中的刀10以及其他类型和构造的切削工具进行轻松而精确的刃磨。图2A是磨刀器100的等距视图。图2B是磨刀器100的侧视图。图2C是磨刀器100的俯视平面图。

磨刀器100包括底座组件110，其构造成支撑在下方的支撑表面上，例如工作台面，如图2B中的表面111所示。底座组件110有时也被称为底座单元。

如图所示，可拆卸的刀片夹具120连接到底座组件110上，以固定切削工具，如图1A-1B中的刀10。如下所述，刀片夹具120(有时也被称为夹钳组件)包括相对的夹钳件，它们可抓住待磨刀片的相对侧面，如图1B中的侧面16、18。这使得切削刃20(图1A和1B)处于指向外的方向，以便通过可拆卸的磨削组件130进行刃磨。

磨削组件130的特征为摆臂式的磨削组件，其构造成一旦工具被刀片夹具120固定并与底座组件110对接，它就可由用户沿着工具的切削刃推进。磨削组件130可包括多个磨削面，用户可依次选择这些磨削面，以对切削刃(例如图1A和1B中的切削刃20)进行各种刃磨操作。本领域的技术人员会明白，在这种刃磨过程中，磨削组件130将成型/塑造局部表面，如图1B中的斜面22、24，以刃磨切削刃20。

图2B显示了所关注的一些几何形状。由沿磨削组件130的延伸方向对齐的杆轴线122、将刀片夹具120一分为二的水平延伸的轴线124，以及在轴线122和124之间延伸的垂直延伸的轴线126建立了一个三角形配置。在轴线122和124之间延伸了中间角度128，表示为角A。作为参考，角A代表有效刃磨角，它应用于刀片被磨的那个侧面。

刃磨角A可通过提高或降低磨削组件130的远端相对于底座组件110的位置来调整。其他因素也会影响这个角A，例如刀片的远端(切削刃)沿水平轴线124布置的距离。

根据刀片夹具120与底座组件110的相互作用，各种平面沿轴线124名义上是对齐的。更具体地说，上述中心刀片平面165(见图1A-1B)与刀片夹具120的中心夹具平面165A名义上对齐，并与由底座组件110所建立的中心底座组件平面165B对齐。这样，平面165、165A和165B都是名义上平行的，并在操作过程中与共同轴线124对齐。图2C显示了名义上共面的各自的平面165A和165B的俯视平面图。

图2B中的距离D1表示从底座组件110的连接点(磨削组件130连接于此)到从夹具120中伸出的刀片的切削刃的轴线124的整体有效水平距离或长度。距离D2表示轴线126的整体有效高度，它代表从底座组件的连接点到轴线124(与刀片的切削刃名义上相交)的垂直距离。

图3是在一些实施方案中的图2A-2C所示的刀片夹具120的等距视图。图4A和4B显示了图3所示刀片夹具120的俯视平面图和侧视平面图。

刀片夹具120包括主体132，它具有相对的近端134和远端136。在主体132内装有回缩机构138，其细节将在下文中更全面地描述。

一对相对的夹钳140、142设置在刀片夹具的近端134处。夹钳140、142有时称为第一夹钳和第二夹钳，也称为上夹钳和下夹钳。夹钳140、142设置成在刃磨操作期间与切削工具的刀片的相对侧面(例如，图1B中的侧面16、18)压缩式接合。夹钳140、142铰接式地安装在固定于主体132的支撑组件144上。

支撑组件144基本上是U形的，包括相对的第一支撑板146和第二支撑板148，它们从横向延伸的底板149中伸出。如图所示，支撑板146、148本身是固定的，并设置为沿夹钳140、142的相应侧面延伸并与之相邻。

每个夹钳140、142都具有近端(或夹紧端)140A、142A和远端(或铰接端)140B、142B。各个夹紧端140A、142A构造成与待磨刀片的侧面压缩式地接合。各个远端140B、142B构造为通过轴150、152相对于支撑板146、148旋转。轴150、152穿过夹钳140、142的远端140B、142B而延伸到相应的固定的第一支撑板146和第二支撑板148中。这种设置使远端140B、142B能够围绕轴150、152旋转。也可以根据需要使用其他的铰接设置，所以图4A的这种铰接设置是示意性而非限制性的。

回缩机构138包括旋钮154，其可由用户促动，从而选择性地增加和减少由夹钳140、142的夹紧端140A、142A所施加的压缩夹紧力。侧轨156、158(在图4A中最佳地示出)有助于将刀片夹具120对准并固定在底座组件110中。中心夹具平面165A分别显示在图4A和4B中。

图5提供了刀片夹具120的横截面图示，以显示一些所关注点的进一步细节。夹钳140、142中的每一个都可选择地包括耐刮的弹性材料的凹陷层；第一个这样的层160结合于上夹钳140中，第二个这样的层162结合于下夹钳142中。层160、162可以是任何合适的材料，例如但不限于氯丁橡胶。形成层160、162的材料具有足够的硬度以固定刀片，同时又具有足够的顺应性，不会划伤、刮伤或以其他方式破坏刀片的精整面。虽然显示了顺应性材料，但不一定需要这种材料；其他一些实施方案不使用这种材料，而是使用夹钳或其的其它特征来直接接合和夹紧切削工具。

在图5中显示了图3、4A和4B中的回缩机构138，其包括嵌入在刀片夹具120的主体132中的螺纹轴164。旋钮154适合于与轴164的螺纹啮合，以便沿中心轴线推进和缩回轴164，该中心轴线名义上位于上述中心夹具平面165A。

在轴164的近端固定有保持件166，其邻近夹钳140和142并处于它们之间。保持件166基本上是长方形的，如图所示，并可以有弯曲的表面。保持件166固定在轴164的近端。

保持件166构造成可缩回到压块168中。为此，在压块168中形成了凹槽169；也就是说，凹槽169的大小设置成可接收和嵌套保持件166。当轴164通过用户旋转旋钮154而缩回时，件166(通过插入槽169中)而使压块168回缩，从而使夹钳140、142围绕各自的轴150、152旋转，并增加它们之间的夹紧力。也可以使用其他的回缩机构。

图5中的刀片夹具120的进一步特征包括加强底座嵌件170，以及固定在主体132的远端136上的磁铁172。

图6A是根据一些实施方案的下夹钳142的侧视图。图6B是图6A所示的下夹钳142的相应的俯视平面图。可以理解，下夹钳142的特征也存在于上夹钳140上，但上夹钳140相对于下夹钳142旋转了180度，以便与之相对。这样，各个夹钳140、142名义上相同，以镜像方式排列，从而提高了可制造性。然而这并不一定是必要的，因为各个夹钳可以有不同的构造。

继续参阅图6A，顺应层162(如氯丁橡胶层等)位于内夹紧面176的凹槽174内。凹面178从表面176向下延伸，为保持件166和压块168的操作提供了空间(图5)。台肩面184从凹面180中延伸出来，进一步提供了上述的间隙。

一对间隔开的凸起182A、182B从与台肩面180相邻的平台部184以所需角度向上延伸。各个凸起182A、182B具有压力面186和顶面188。

图7A和7B显示了上夹钳140和下夹钳142上的凸起182A、182B的互锁方位。在中心轴164的每一侧设有一对凸起。当轴164缩回时，压块168(见图5)与各个凸起的压力面186相抵，以促使夹钳140、142围绕各自的轴150、152旋转，从而在刀片的相对侧面上施加所需的夹紧力(图1B)。

图8A至8C显示了有关刀片夹具120的进一步细节。图8A显示了图1A-1B所示的切削工具10进入刀片夹具120的对准导向件192处的情况。图8B是图8A的扩展图，显示了切削工具10的对接设置，其中切削工具10的刀脊26与导向件192发生接触。由表面194、196限定的导向件192的对中和限位特征在刀脊26上提供了名义对中和插入深度限位的操作，从而使刀片10在刀片夹具120内对中，并使中心刀片平面165与中心夹具平面165A对齐。

如图8C进一步所示，插入特征以可控和可重复的方式进一步对齐平面165、165A和165B，即使刀片夹具120和刀片10被移除并再次进入到底座组件110中也是如此。导向件192具有V形缺口，并设置在夹钳140、142的每一侧的位于其近端和远端140A/140B和142A/142B之间的中间位置，由各自的侧板146、148提供。

构成刀片夹具120的各个部件可以由任何数量的合适材料构成。不限于此，在一些实施方案中，夹钳140、142由金属(如钢)形成，主体132由注塑塑料形成，而支撑组件144(包括相对的支撑板146、148)由金属或塑料形成。然而，也可以使用其他构造，包括其中支撑组件作为单件结构集成到主体132中的设置，所有部件都由金属形成，所有部件都由塑料形成，一些或所有部件由不同材料形成，等等。如上所述，可以提供可拆卸和/或可调节的侧板，以使不同长度、厚度和宽度的切削工具能适应同一刀片夹具。可以使用更短或更长的刀片夹具；可以使用其他夹紧和固定机构，等等。

现在参考图9，它提供了图2A-2C所示的磨削组件130的等距视图。磨削组件130大体上包括磨削块200(有时也被称为刃磨块或磨削块组件)。磨削块200设置成可沿可动杆202滑动。

形式例如为弹性环204、206的限位器可设置在杆202上的适当位置处，以确定磨削块200沿杆202的轴向运动的理想范围。环204、206对杆202的外表面提供了压缩配合，并可按用户的要求滑动式移动，以用于特定的刃磨应用。

可以根据需要为环204、206提供不同的构造。图9A显示了具有圆形截面形状的第一环204。图9B显示了第二环204A，其横截面形状为直角形(例如，方形)。根据需要可以使用其他构造，包括具有内部或外部直线形状的环，等等。

如图所示，在杆202的远端设有接合机构208。该接合机构208具有球和球座的结构，以促进杆202与底座组件110的配对式接合。

图10A至10C显示了磨削组件130的其他视图。磨削块200包括大体呈U形的外壳210，以及支撑在外壳210内的可旋转的磨削筒212。外壳210具有纵向延伸的底座组件部分214，其沿磨削块200的范围延伸，并具有近端216和远端218，它们均表征为向下的法兰，其构造成与杆202相交并允许杆202从中通过。

居中设置的手柄220从外壳210的纵向延伸的底座组件部分214处向上延伸。手柄220提供了用户可抓握的表面，使得用户在沿着工具的暴露出来的切削刃推进磨削块时，用户能在刃磨操作中安全地操纵磨削块200。

在图9和10A-10C的实施方案中，可旋转的磨削筒212包括总共三个磨削件222、224和226。这些部件布置成大致三角形的方位，因此每个部件都具有相关的磨削面，沿着杆202的杆轴线228(见图9)来测量的话，这个磨削面相对于其他每个磨削面而言以60度的名义角度延伸。杆轴线228对应于图2B中的杆轴线122，供参考。

可以设想，每个磨削件222、224和226将具有不同的磨蚀性等级或粒度，以加强刃磨操作。不限于此，在一个实施方案中，第一磨削件222是磨蚀性等级为320粒度的钻石涂层金属件，第二磨削件224是磨蚀性等级为600粒度的钻石涂层金属件，而第三磨削件226是磨蚀性等级为1200粒度的陶瓷件。可以根据需要使用其他材料组成和粒度等级，因此上述只是说明性而非限制性的。

正如下文所描述的那样，可以进行连续的刃磨操作，其中最具攻击性的第一个磨削面用于粗磨操作；攻击性更低的第二个磨削面用于细磨操作；攻击性最小的第三个磨削面用于珩磨操作。并非每次刃磨操作都需要使用所有三个磨削面。

图11A至11C显示了关于一些实施方案中的磨削块200的进一步细节。图11A是磨削块200的横截面图。图11B是部分横截面的端部等轴视图，以示出外壳210和筒212之间的锁定互动。图11C是示意图，进一步示出了外壳210和筒212之间的这种相互作用。

如上所述，磨削块200的一个特殊功能是能够呈现出不同的磨削面，以便对由刀片夹具120固定的刀片进行刃磨。为此，在外壳210的基座组件214的两端都设有一对固定组件。每个固定组件均包括弹簧偏置臂228、230，它凹入到筒212的相应槽(沟)232、234中。这使得用户可以在外壳210内旋转筒212，以呈现出各个磨削件222、224、226的所需磨削面。臂228、230允许筒旋转，并用于通过各自的臂228、230与槽232、234的接合来将所需朝向的磨削面锁定到位。

每个弹簧偏置臂228、230都有锁定凸缘(可偏转的指)228A、230A，其嵌套在相应的槽232、234中。所提供的弹簧偏置力足以将筒212锁定在所需的构形中，从而使选定的磨削面远离手柄220地朝向，并使磨削件在刃磨操作中相对于轴线228保持固定。同时，弹簧偏置力足以让用户克服这个力而在外壳210内旋转筒212，以选择下一个所需的磨削面。

图12A是图9到11C中的筒212的简化的示意性端视图。如前所述，总共提供了三个磨削件(件222、224和226)。槽232设置在大致三角形布置的角部处，以接收各自的锁定特征228A(和230A，如上所述)。筒的主体以附图标记236表示，设有穿过主体236的中心孔238，以容纳杆202。磨削件可以采取任何形式，包括可顺应的部件。

根据需要，可以在磨削块200中结合有其他相应数量的磨削件。图12B显示了另一种筒212A，它总共有四个磨削件240、242、244和246。在这种情况下，可以提供一个或多个锁定片(指)，如附图标记250、252所示，它们凹入到相应的槽254中。如前所述，用户可以根据需要单独地选择这四个磨削件，以便对相关的切削工具进行不同的刃磨操作。可以理解，所选的磨削件将被旋转到选定的朝向方位上。筒212A具有主体256，其有中心孔258以容纳杆202。

图12C显示了另一个筒组件212B，它共有六个磨削件260、262、264、266、268、270，由具有中心孔274的主体272所支撑。一个或多个锁定片276用于将选定的磨削件锁定在各自的槽278中，以便呈现为在所需的方位上对着被刃磨的切削工具的切削刃。

图12D显示了另一个筒组件212℃，它共有两个磨削件280、282，其安装在具有孔286的主体284上。锁定片(指)288、290与上述各个槽292接合。

各种磨削件可以有不同的结构(例如，陶瓷、金刚石涂层、可更换的介质、抛光膜、刃磨棒、皮革等)，其可提供不同的材料去除率和粒度。然而，可以考虑在多套磨削件上提供相同或类似的磨蚀性等级，以提高磨削和其他效率。在某些情况下，磨削面可由顺应层支撑，如开孔或闭孔泡沫层、橡胶层等，以提供顺应性的刃磨操作。

图13显示了图2A-2C所示的底座组件110的等距分解视图。底座组件110包括塔架组件300，其构造成可与基座302配对式接合。可以使用其他构造，因此图13中的底座组件110的设置只是说明性而非限制性的，包括但不限于一体式的底座组件结构。图14A是基座302的底部平面图。图14B和14C显示了塔架组件300的正视图和后视图。

基座302包括矩形的底座304，其具有相对较大的表面积，以便在底座表面(例如，图2B中的表面111)上为磨刀器100提供稳定性和支撑。凸台306从底座304中延伸出来，并具有侧壁308、310，底座支撑面312，以及可偏转的前锁定片314和后锁定片316。塔架组件300包括前接收孔318和后接收孔320(见图14B、14C)，用于接收各自的锁定片314、316，以确保塔架300与基座302在底座支撑面312上的配对式接合。

图14A显示了沿着底座302的底面布置的垫子322，作为防滑、高摩擦力的支撑件。垫子322设置成与底座支撑面111(图2B)接触式接合，以便在刃磨操作期间基于垫子322和底座支撑面之间的摩擦性交互作用来提供稳定性。

应该指出的是，垫子322和底座支撑面111之间的摩擦接触可以被选择为足以在刃磨操作期间提供稳定性。同时，如果用户跌倒或以其他方式撞到被系统夹紧的刀片的暴露出来的切削表面，那么系统将沿着底座支撑面111偏离(滑行)，以防止对用户造成切削伤害。

可以理解，任何刃磨操作都涉及固有的风险，但系统沿底座支撑面111的移位能力能减少刃磨操作中对使用者造成伤害的这种风险，因此可以在一些实施方案中加以利用。在其他构造中，暴露于露出的切削刃的风险可通过其他方式(包括但不限于防护罩、机器人驱动等)来减轻，因此在其他情况下，也可以将底座组件110夹在或以其他方式固定在底座支撑面111上。

继续参阅图13，塔架300包括底座部分324，一对从底座部分324延伸出来的相对的垂直支撑导轨326、328，以及与垂直支撑导轨326、328相接的水平支撑导轨330。各个导轨326、328和330提供了开放的框架，以方便其中的调整机构332的操作。响应用户操纵旋钮(螺丝机构)338，调整机构332可在垂直方向上沿着螺纹轴334和圆柱形支撑轴336推进和缩回。单独的支撑轴只是为了稳定的目的而示出，但并不一定需要。通过沿着各自的垂直支撑导轨326、328设置的指示面板340、342，提供了关于相对高度的印刷指示，以及因此由磨削组件130施加于所夹持刀片的刃磨操作的实施角度。可以理解，对于调整机构来说也可以利用其他设置，因此，所示的设置只是说明性的，并不是限制性的。

图13还显示了位于底座组件110的塔架300的底座部分324中的接收槽350。接收槽350适于接收刀片夹具120的远端136，如上面在针对图4A和4B中讨论的那样。

如图14B和15中更全面地显示，刀片夹具120的远端136包括一些(在这种情况下为3个)磁性元件，它们配置为与接收槽350内的相应数量(同样为3个)的元件进行磁互动。如本文中所用，术语“磁性元件”将被理解为磁通源(如磁铁)或透磁材料，如铁磁层(例如，钢板或其他具有铁电吸引力的材料，如铁等)。

更特别的是，刀片夹具120的远端136具有中心磁铁352和处于中心磁铁352的每一侧的相对的铁电板354、356，但这并无限制性。相应地，接收槽350具有中心铁磁件362，其表征为如下文所述的柱塞销，并适合于与刀片夹具的中心磁铁352磁耦合。作为参考，中心磁铁352对应于上面在图5中讨论的磁铁172。

接收槽350进一步具有相对的磁铁364、366，其适于与刀片夹具120的铁电板354、356磁耦合。也可以使用其他设置，因此这种特定的设置仅是说明性而非限制性的。替代性的构造可以包括不同数量的磁性元件，以及其他不利用磁力来提供本文所述的所需互锁动作的联接机构。

继续参阅图14B，可以看到，接收槽350包括凹杯或圆柱形的下凹件370。杯370容纳在塔架组件300的底座组件部分324内并支撑着上述磁性元件362、364和366。杯370包括第一(上)导向凸缘372和第二(下)导向凸缘374。凸缘372、374设置成允许刀片夹具120的远端136在其间滑动式接合，并与之紧密对齐。杯还包括突出的导向件376、378。这些突出的导向件376、378构造成接收来自刀片夹具120侧面上的侧轨156、158的滑动式接合。

此时可以注意到，刀片夹具120的各个磁性元件352、354、356与接收槽350的磁性元件362、364、366的磁耦合，导向凸缘372、374与刀片夹具120的主体132的上、下侧之间的机械相互作用，以及侧轨156、158与突出的导向件376、378之间的机械相互作用将导致刀片夹具120的固定的机械方位，从而使刀片被夹在底座组件110的接收槽350内。

换句话说，所插入的刀片夹具120一旦被接收到接收槽350中就与之机械式耦合，并通过杯370保持在相对于底座组件110的角度和移动均固定的位置。这将使底座组件110的平面165B与夹具组件120的中心平面165A名义上对齐。这很重要，因为杯370提供了刀片夹具120的精确的方位和旋转，这可通过弹簧偏置柱塞382压下杯370来实现(见图14C)。

图16A至16C提供了在具有刀片部分392的切削工具390上进行切削工具刃磨操作的等距视图。一旦被夹住，切削工具390便可在第一侧面上进行刃磨(图16A)，并在底座组件内旋转180度，以方便对相对的第二侧面进行刃磨(图16B)。弹簧偏置柱塞382(图14C)被内部的卷簧(未单独显示)偏压。通过压下柱塞382，杯370(图14B)可以前进并旋转180度，这是由内部锁定片控制的。

这样，用户可压下柱塞382，并在图16A所示的位置和图16B所示的位置之间旋转工具390。根据需要，可以结合有其他的弹簧偏置和锁定机构，但为了清楚起见并未显示。备选地，用户可以卸下切削工具和刀片夹具的组合，将其旋转180度，然后将该组合重新插入底座组件中，如图16C所示。

图17A和17B显示了带有另一个切削工具400的底座组件110和刀片夹具120的俯视平面图。该切削工具400为可折叠的小刀，具有手柄402和刀片404。如图所示，刀片404可以旋转到展开的位置，也可以在折叠的位置中缩回到手柄402中。口袋夹406连接在手柄402上，以便于将折叠的小刀方便地放在用户的口袋里。

刀片404包括相对的侧面408、410，它们汇合到切削刃412处，该切削刃可使用磨削组件130进行刃磨(见图2C)。侧面408在图17A的构造下进行刃磨，而侧面410在图17B的构造下进行刃磨。如上所述，压下柱塞382(图14C)使用户能够在刃磨过程中在图17A和17B的各自方位之间旋转刀400。备选地，用户可将刀片夹具120和刀具400的组合拆下，在自由空间中旋转，并将两者重新插入底座组件110中，如上文中针对图16C所述。

该磨刀器的一个方面是由刀片夹具120提供的间隔开的多点接触式设置。这种接触式设置在图17A中一般用虚线三角形409和加黑的接触区域来表示。接触点一般表示为“1”、“2”和“3”。这些接触点一般是沿着夹钳140、142的近端，以及夹钳两侧各自的对准槽192。值得注意的是，这些接触点位于夹钳各自的近端和远端之间。这使得刀片在刀片夹具120内稳定并居中。

在图17A的构造中，可以注意到，通过嵌入的顺应性材料160、162(见图5)，沿各自夹钳140、142的整个长度提供了接触(例如，接触区域“1”)，因此所提及的多点接触或三角接触不一定限于同等大小的接触区域。例如可以看到，通过将顺应性材料160、162(或其他接触特征)分成单独接触刀片的离散段，可以很容易地建立四个(或更多个)点接触区，并获得相同的结果。尽管如此，本领域的技术人员会认识到，通常需要多个间隔开的接触点(或区域)来建立一个平面，因此，由刀片夹具120提供的三点接触式设置做到了这一点。

从技术上讲，算上上、下夹钳和对中导向件提供的相对接触，图17A中的刀片夹具有六个接触点(在刀片的每一侧有三个)，以便将刀片保持在所需的方位。显然也可以设想额外的或更少的接触点，其包括在本公开的范围内，因此，用语“多点接触”将被理解为包括了在刀片的至少一侧的至少两个间隔开的接触点，而且额外的点绝不限于图中所示的实施方案。

图18A显示了图13所示的调整机构332与图9所示的接合机构208的结合体的进一步方面。如上所述，调整机构332可通过用户由旋钮338(见图14B和14C)旋转螺纹轴而沿螺纹轴334和圆柱轴336垂直移动，以设定施加在磨削组件130的杆202上的所需的刃磨角度。

调整机构332包括与螺纹轴334啮合的螺纹件414、与圆柱轴336滑动接合的圆柱件416，以及与接合机构208的杆420接收式配合的中心件418。中心孔422向上延伸到件418中。嵌入的磁铁424用于将杆420保留在孔422内。织带426将各部件414、416和418相互连接，如图18B中进一步说明。

杆202的末端处的接合机构208具有与杆420耦合的圆柱形球428，它嵌入到外壳430内，形成一个球窝接头结构。调节机构332和接合机构208的外壳430都可以由注塑塑料或其他合适的材料形成。

图19A至19C显示了根据各种实施方案的可由磨刀器100进行刃磨的切削工具440、450和460的进一步例子。图19A显示的切削工具440是菜刀，具有手柄442和从中延伸出来的刀片444，该刀片具有曲形延伸的切削刃446和相对的刀脊448。图中显示了刀片夹具120的一部分夹在刀440的中间部分。刀片444的第一侧仙上的多点接触式设置由附图标记409A表示。在刀片444的第二侧面上也可以提供类似的多点接触式设置(未示出)。

图19B显示了具有手柄452、刀片454和相对的切削刃456、458的双面刀450。对刀450进行刃磨可以包括对第一切削刃456进行刃磨，然后针对相对的第二切削刃(刀背或刀脊)458，同时依次夹住刀的相应侧面，如图19A中大致描述的那样。可以设想，第二切削刃可在刀脊(后缘458)上形成。两个切削刃都可以通过随后使每个刃456或458与导向件接触，以呈现相对的各个刃456或458来进行刃磨。

图19C显示了另一把刀460，其为具有手柄462、刀片464、切削刃464和刀脊468的鲍伊刀。刀脊包括各种切削特征，如背刃和扇贝形区域，可以根据需要使用磨刀器来单独地磨刀，或通过其他磨刀机构进行磨刀。

图20A至20C显示了可应用于本文所描述的各种刀片的不同的刃磨几何形状，包括但不限于切削工具10、190、400、440、450和460。图20A-20C显示了各自的刀片470A、470B和470C，每个刀片都有主侧面472、474，它们逐渐变细到切削刃476。

图20A中的刀片470A具有单斜面的几何形状，其单斜面478在刀片的每一侧面延伸到切削刃476。这种构造可通过使用各种磨削件222、224和226来对刀片470进行一次或多次刃磨操作以及同时使用图18A和18B中的调整机构332在相同的调整角度下而获得。可以为斜面区域478提供任何合适的角度，例如相对于中心轴线471呈大约20度的角度。可以理解，中心轴线471与上面讨论的中心刀片平面165(例如见图1B和5)共线。

图20B中的刀片470B具有双斜面的几何形状，其中在刀片的每一侧面具有两个斜面区域480和482。这种几何形状可以通过用第一磨削件(如件224)以第一角度(如约20度)进行第一次刃磨操作，然后用第二磨削件(如件226)以更大的第二角度(如约25度)进行第二次操作来获得。斜面区域482的更大角度可以增强切削刃476的耐久性。

图20C中的刀片470C具有三重斜面的几何形状，其中在刀片的每一侧面具有三个斜面区域484、486和488。这些斜面中的每一个都具有一个使用相应的磨削件222、224、226获得的连续增加的刃磨角(例如20度、23度、26度等)。可以根据需要获得其他精确的刃磨几何形状，包括相隔少至一度或更少的斜面，这取决于用户对机构332所施加的微调。图20A-20C中各自的斜面是线性的(例如，平的)，因为磨削件222、224、226的相应磨削面(见图12A)是平的。然而，也可以提供其他的几何形状；凸起的磨削面将倾向于形成凹陷的斜面，等等。

图21是流程图500，示出了可以使用图2A-2C所示的磨刀器100对选定的切削工具(如图1A-1B中的菜刀10)进行的刃磨工艺。可以理解，图21所示的工艺只是说明性的，并不是限制性的，因此可以根据需要进行其他步骤。

该工艺从方框502处开始，其中刀片夹具120被打开以接收刀的刀片，该刀片被插入相应的夹钳140、142之间。可以设想，在方框504处，刀脊(刀片中的与待磨切削刃相对的那一侧)将被带入到与一个或多个导向件(例如见图8A-8D)接触式接合，之后在方框506处，通过用户促动旋钮154来将夹钳夹紧在刀的两侧。

在方框508处，刀片夹具120的远端136通过放置在接收槽350内而插入底座组件110中，如上文针对图8C所述。在方框510处选择第一磨削件；可以设想，图21的流程可利用图12A中的三角形设置，并将所有三个磨削件依次应用到刀片上。在实践中，第一磨削件可以只被定期利用来提供粗磨，因此，在先前磨好的工具上的常规修磨操作可能只涉及第二和/或第三磨削件。然而，在本实施例中，在方框510处选择第一磨削件222。这将包括用户在外壳210内旋转筒212，以使第一磨削件222以远离手柄220的朝向关系呈现出来(见图9、10A-10B)。

在方框512处，磨削组件130连接到底座组件110上。这包括将杆420插入到槽422中，如上文针对图18A所述。这就把磨削组件130的远端(通过杆202)与底座组件连接起来。在方框514处选择第一刃磨角度。这可以包括用户旋转旋钮338，将调整机构332推进到一个合适的角度。印刷标记340、342(图14B)可用来精确地设置所需的刃磨角度。根据需要，也可以使用数字角度标记来确定正确的角度。如上文针对图20A-20C所述，合适的初始角度可以是约20度，当然也可以使用其他数值。

在方框516处，由用户使用磨削组件130进行粗磨操作。这涉及到由用户抓住手柄220，并沿着被夹紧的刀片的整个露出的切削刃轻轻移动第一磨削件。应注意使用户的手远离夹紧的刀片。沿着整个切削刃的长行程(如8-10个行程)可能足以进行粗磨操作。可以针对损坏的区域进行磨削件在那里的额外运动。由于刃磨操作，可能会产生少量的残渣(切屑)。在刃磨操作之间，可以用布或其他合适的部件小心地擦掉这些残渣。

一旦对刀片的第一侧面进行了粗磨操作，就可以在方框518处将刀片旋转180度，以呈现刀片的第二侧面，即相反的侧面，以便进行刃磨。这种旋转可以如上所述地进行，即用户压下机构382，允许刀片夹具和杯旋转过这个所需的角度范围。备选地，用户可以小心地将夹具和刀片从接收槽中拉出，旋转它们，然后以所需的方位重新插入。

在方框520处，如上所述地在刀片的第二侧面进行粗磨操作。可以设想但不一定必要，使用相同的磨削件在刀片的两侧以相同的名义角度进行刃磨操作，从而提供如图20A-20C所示的对称的刃磨几何形状。

一旦粗磨操作完成，流程就来到方框522，在那里选择第二磨削件，如磨削件224(例如见图12A)。根据需要，此时可在方框524处对刃磨角度进行调整，例如将角度增加一点点(例如2-5度等)。在方框526处重复上述刃磨操作，使第二磨削件224再次被用户沿着刀片的相对侧面沿切削刃轻轻移动。第一次刃磨操作可能已经沿着切削刃产生了毛刺；如果是这样，方框526处的精磨操作将足以去除该毛刺。总共8-10次的行程可能足以完成对每一侧面的刃磨。如前所述，在对刀片每一侧面的这些精磨操作之间，刀片被旋转180度。

一旦精磨处理完成，流程就来到方框528，在这里选择第三磨削件，例如磨削件226。在方框530处可以选择性地进行刃磨角度的调整，之后在方框532处使用第三磨削件对刀片的每一侧面进行珩磨操作。作为珩磨过程的一部分，对刀片和夹具再进行180度的旋转。这将抛光和以其他方式将切削刃细化到特别锋利的程度。像以前一样，珩磨操作依次适用于刀片的每一侧面(如8-10个行程)。一旦完成，在方框534处将刀片从夹具中取出。这可能包括小心翼翼地将夹具从底座组件上移开，并松开夹钳以释放刀片。

可以设想(但不是必要)，系统100的各种刃磨元件以上述方式结合使用(包括图2A-2C的设置)，以便在磨削块沿切削刃移动时将待磨刀片保持在固定的位置。然而，这并不一定是必需的。也就是说，刀片夹具和/或磨削块组件可以与磨刀系统100分开来使用，这一点将在下面讨论。

图22显示了刀片夹具120与夹在其中的相应刀片540。刀片540与上面讨论的刀片相似。图中显示出刀片夹具120插入手柄542中。手柄542具有适合被用户的手抓住的外表面544。这使得刀片可以安全地安装在刀片夹具120内，并在与磨刀器100分开的手动刃磨操作中由用户在三维空间内操纵。值得注意的是，手柄542在这种操作过程中将刀片540的切削刃546保持向上并远离用户的手。

所嵌入的透磁板547可设置在手柄542内，以建立与相面对的磁铁352(见图15)的磁交互回路，从而确保由于磁铁352和板547之间的磁交互作用而使刀片夹具120保留在手柄内。可以提供沟槽(未示出)来接收式接合刀片夹具120的侧轨156、158，以便在这些操纵期间保持刀片夹具120和手柄542之间的机械相互连接。

如前所述，刀片夹具120设置为将中心刀片平面165与中心夹具平面165A对齐。在插入时，这些平面进一步与中心手柄平面165C对齐。

图23显示了磨削块200A，它大体上与图9中的磨削块200相对应。磨削块200A与磨削块200相似，但从相应的杆202上分离出来。这使得磨削块200A可以在手动刃磨操作中与磨刀器100分开地由用户操纵。根据需要，可针对磨削块200A施加不同的尺寸、形状和长宽比。磨削块200A显示为适合于连接到杆202，但这不是必需的。在没有杆202的情况下，可以用机构(未显示)来保持筒212相对于磨削块200A的轴向对中。

在刃磨过程中，用户可以沿所需的刃磨轴线548来操纵独立的磨削块200A。在某些情况下，可以用用户的第一只手来支撑要磨的刀片540，并由用户的第二只手通过用户手柄220A来抓住图23中的可自由移动的磨削块200A来进行刃磨。刀片可以通过图22中的夹钳和手柄设置来固定，尽管这不是必须的，例如在用户用刀柄握住刀时，可以使用磨削块200A，等等。

任何数量的不同类型的磨削件都可以纳入到磨削块200、200A中，或以其他方式与之连接。这包括但不限于磨刀石、钻石板、陶瓷棒、皮革棒、刃磨膜等。可用于连接此类磨削件的连接机构可包括但不限于弹簧、夹具、螺钉、托架、磁铁等。

图24A显示了由刀片夹具120在诸如上述刀10的切削工具上实现的多点接触式设置的另一个视图。切削刃20定位在空间的一个选定点A处。刀的刀脊(或后缘)26楔入到槽口192中，使得刀脊26的上角部26A与汇聚的槽面194接触(B点)，而刀脊26的下角部26B与汇聚的槽面196接触(C点)。接触点B和C将刀脊稳定在刀片夹具120内，并使刀脊(后缘)在凹槽192内对中。

上夹钳(未显示)的夹紧端在A和B点之间与刀片10的侧面16接触。下夹钳(也未显示)的夹紧端在A和C点之间与刀片10的另一侧面18接触。所得到的组合式的间隔开的多个接触区域将中心刀片平面165精确地定位成与中心夹具平面165A对齐。这些间隔开的接触为刀片10在夹具120中提供了稳定和牢固的夹持。当B和C两点与A-C和A-B之间的接触点一起接合时，刀是稳定的，并相对于中心夹具平面165A对中。然而，也可以使用其他的偏置式对齐设置，例如用于凿子、剪刀等。

虽然汇聚面194、196显示为平的(线性的)，但不一定需要这样，因为可以使用其他构造。图24B显示了夹具120的另一种构造，它具有大致V形的槽口192A，具有曲线延伸的汇聚面194A、196A，它们在针对角部26A、26B操作时可提供对刀片10的对中操作，如前所述。

图25显示了可与上述各种实施方案一起使用的另一种刀片夹具120A。刀片夹具120A与刀片夹具120相似，其中夹具120A包括具有嵌入的顺应层554、556的上夹钳550、下夹钳552。主体组件558支撑了可调节的导板560、562，它们可以单独地伸出或缩回，并之后通过旋钮564、566固定到位。每个导板560，562均具有大致V形的槽口568。与前述一样，夹钳550、552之间的夹紧力可以通过旋钮570增加或减少。

图26A显示了相应的导板560处于缩回的位置，以容纳具有较大宽度尺寸w的刀片(见图1A-1B)。图26B提供了导板560、562处于展开位置的情况，以容纳较小宽度尺寸W的刀片。

图26C是截面图，显示了回缩机构，它包括各个夹钳550、552可绕其旋转的枢轴572、574。内部设置的弹簧576在夹钳之间施加了偏压力，将夹钳推动至关闭位置。螺纹轴577具有推力件578，其在表面578A、578B上运作。在一种可设想的操作模式中，使用旋钮570来缩回推力件578，用户挤压夹钳件的远端(后端)以使其打开，使用调整好的导板560、562将刀片插入到所需的中心位置，释放夹钳以使夹钳夹住刀片，然后拧紧组件以推进推力件578，并将刀片夹具锁定。图26C中的件579可以是透磁元件，如磁铁或铁电板，以促进夹具120A在相关插座中的安全接合。

导轨560、562的可调节性使得任何数量的不同形状和构造的刀片都能被刀片夹具夹紧，但可以改变刀片的插入深度。可以在图26A和26B示出的侧面放置指示器，作为供用户参考的标记，以便在今后对同一把刀进行刃磨时将可调节的导向件返回到同一位置。图26B中示出了这样的一个标记集560A。刀具的形状和构造的差异可以包括不同宽度的刀片，与切削刃相对的刀脊(或第二后缘)的不同形状，等等。

图27A显示了刀片夹具120A夹在具有刀片582、切削刃584和刀脊586的小刀580上。附图标记409B表示了间隔开的多点接触式设置。导向件562比导向件560更靠前，以适应刀脊586的形状，并在名义上将切削刃584沿着合适的路径呈现出来，以便于刃磨。

图27B显示了刀片夹具120A的另一种设置它夹在鲍伊刀590上。该刀590比刀580大得多，包括刀片592、切削刃594和刀脊596。附图标记409C显示了多点接触式设置。在这种情况下，侧轨560比侧轨562更靠前，以再次建立合适的刃磨路径。从图27A和27B的比较来看，刀580和590都可以设置成使得各自的切削刃584、594的更长尺寸布置成与夹钳550、552的夹紧端名义上平行，并与侧轨560、562名义上正交。这种刃磨设置是可以考虑的，但不一定必要。

图27C显示了刀片夹具120A的另一种设置，这次是为了夹住一把较小的铅笔刀10A。在这种情况下，铅笔刀10A类似于图1A-1B中的刀10，但明显更小，并且例如可以是来自多刃小刀或其他工具的可选择的小型刀片。因为刀10A具有如此小的宽度尺寸，所以刀10A可以插入到夹钳550、552的尖端之间，而各自的顺应层554、556可以提供背衬面，如前述那样提供多点接触式设置，以使刀居中并固定。在这种情况下，层554、556作为背衬层，形成夹钳550、552的材料在其两端处与刀片的相对侧面接触性地接合。这样，刀10A在夹钳的端部被夹住，但还是以稳定和牢固的方式被夹住，以便如前述那样进行刃磨。

图27C显示了小宽度的刀片从夹紧端伸出来，足以被磨削组件进行刃磨，而磨削件不会干扰夹具。需要指出的是，这种小刀片在如图所示的夹持下没有多个间隔开的接触点，因此不能像与导向件接触的大刀片那样精确或牢固地被夹持。

图28显示了另一种替代性的刀片夹具120B。图29A是侧视图，图29B是俯视平面图。刀片夹具120B与上面讨论的刀片夹具120、120A相似。一个明显的区别是使用单个中心导向装置来对被磨的切削工具进行对中并固定。

为此，刀片夹具120B具有相对的上夹钳600和下夹钳602，它们均有顺应层604、606。单个的中心导向件608延伸穿过上夹钳600和下夹钳602中的孔(未单独示出)。中心导向件608具有类似于上述此类导板的V形槽口610。主体612支撑了上枢轴614、下枢轴616，以使夹钳600、602能在打开和关闭位置之间进行枢转运动。如上所述，刀片夹具120B的远端618可被配置为与底座组件110配对式接合。如前所述，可操作旋钮620以选择性地打开和关闭夹钳。

图29C是沿图28B中线29C-29C的横截面图。回缩机构包括内部卷簧622，它如前述那样将夹钳600、602偏置于关闭位置。螺纹轴624与旋钮620接合，并包括推力件626。刀片夹具120B的操作方式与刀片夹具120A相似，只是用户在夹持操作过程中利用单个中心导向件608与刀脊接合。单个中心导向件在刀脊的单一位置处提供了稳定的接触点。这对刀脊不直和/或明显不平行于切削刃的刀片来说是有利的。这允许用户调整刀片的切削刃至名义上平行于夹钳600和602的夹紧端，同时保持刀脊与导向槽口610的汇聚面接触。

图30显示了刀片夹具120B与另一把具有刀片632、切削刃634和刀脊636的刀630结合在一起。附图标记409D示出了间隔开的多点接触式设置。中心导向件608使用户能够将刀脊636安全地、可重复地放入槽口610中，并将刀片632夹在相应的顺应层604、606之间。

图30A至30C显示了可结合到夹具120B(或本文所述的其他构造)中的接触式设置的替代性图示。图30A显示了由连续延伸的接触点640和642形成的间隔开的多点接触式设置409E。接触点640可设置成与上、下夹钳相互作用，基本上跨过夹钳的整个宽度。

图30B显示了另一个间隔开的多点接触式设置409F，它由分开的接触点650和652形成。图30C显示了由分开的接触点660和662形成的另一种间隔开的多点接触式设置409G。也可根据需要使用其他设置。

图31是另一个筒组件212D的示意图，它利用了一些实施方案的进一步特征。筒组件212D类似于图12A中的筒组件212，包括总共三个间隔开的磨削件222A、224A和226A，它们以名义上60度的间隔围绕中心主体部分236A倾斜，中心主体部分236A具有中心孔238A，其构造成接受上述杆。提供了锁定槽232A，以使各磨削件能够在刃磨操作中以上述方式选择性地呈现出来。

在图31的构造中，特别值得注意的是，磨削件222A、224A和226A的各自磨削面都与孔238A的中心(相当于杆的中心轴线，例如图2B中的122)有不同的径向距离。更特别的是，粗磨件222A具有向外的磨削面672，它被称为表面S1，离孔238A中心为第一距离D1。精磨件224A具有向外的磨削面674，它被称为表面S2，与孔238A的中心为有不同的第二距离D2。珩磨件226A具有向外的磨削面676，它被称为表面S3，与孔238A中心为第三距离D3。

在这个示意图中，D1＞D2＞D3，因此每个表面S1、S2和S3与中心点的物理距离不同，S1最远，S3最近。也可以使用其他设置。为了清楚起见，图35中夸大了距离的实际差异。可以理解，为了实现表面S1、S2和S3各自距离的变化，各磨削件222A、224A和226A的厚度彼此不同。这不一定是必须的；可以根据需要修改底座组件部分236A，以建立从中心点开始的整体距离的这些差异，因此，任何数量的不同厚度的磨削件都可以使用，只要能够实现相应磨削面的距离的变化。可能理解，尽管图31的实施例使用了三个磨削件，但可以根据需要在离中心点为不同的有效距离处设置任意数量的磨削件。

图32提供用于证实一项有利的特征，即在距离参考点不同的相应距离(例如距离D1、D2、D3)处提供不同的磨削面，例如S1、S2和S3(例如表面672、674、676)。在图36中，与上面讨论的刀片相似的刀片680包括相对的侧面682、684，它们可在刃磨操作中如上所述地被相对的夹钳件抓住。适用于侧面682的几何形状也适用于相对的侧面684。

侧面682有三个斜面或子表面，它们是通过将各磨削件222A、224A和226A以由底座组件110确定的相同的选定呈现角度应用于刀片的侧面而产生的。这些斜面分别由附图标记686、688和690表示。相应的斜面(未单独用附图标记表示)已经用类似的刃磨工艺依次提供给刀片的另一侧面684。

值得注意的是，使用图31中的筒212D进行的形成表面686、688和690的每一次刃磨操作都是使用相对于底座组件110的调整机构332的单一设置进行的。换句话说，假设底座组件的调整机构332被设置为第一选定角度，例如名义上的20度。相关磨削面S1、S2和S3的相对距离D1、D2和D3的差异将足以提供如图32所示的微斜面几何形状，从而实现表面686、688和690的不同角度，同时相对于底座组件110的相同的相对角度保持不变(例如，图14B中的调整机构332保持固定在20度)。为清楚起见，图32是描述系统操作的示意图，不一定按比例绘制。

继续参阅图32，利用表面S1形成第一斜面686的第一刃磨操作是以虚线692所示的第一有效刃磨角度进行的。利用表面S2形成第二斜面688的第二刃磨操作是以虚线694所示的第二有效磨削角度进行的。利用表面S3形成第三斜面690的第三刃磨操作是以虚线696所示的第三有效刃磨角度进行的。

如上所述，在这些刃磨操作的每一个的过程中，不需要调整磨刀杆远端的垂直位置。相反，距离D1、D2和D3的差异提供了图32中示出的微斜面形成能力。类似的操作可依次应用于底侧684，以获得刀片的整体几何形状。因此，可以设想，本文所披露的磨刀器100的至少一些变型可能根本不具备调整刃磨角度的能力，而是依靠本文所述的其他特征来提供所需的刃磨轮廓。

现在可以理解，本文提出的各种实施方案与现有技术相比有许多优点和好处。本文所体现的刀片夹具提供了有效和牢固的夹紧机构，以实现对待磨刀片的可重复夹紧。导向功能在使用时可提高所夹刀片的稳定性以及固定已知位置的可重复性。磨削组件使用户能够选择多种不同的磨削面，并为用户操纵磨削件远离切削刃而提供一个安全有效的机构。底座组件提供了刃磨角度的精确调整，以及安全和方便地旋转切削刃，使刀片的相对侧面能够快速和容易地进行刃磨。

Claims (20)

1.一种夹具，用于固定切削工具的刀片的相对侧面以对所述刀片的切削刃进行刃磨操作，所述刀片具有从所述切削刃延伸到与所述切削刃相对的刀脊的中心平面，所述夹具包括：

主体；

第一夹钳和第二夹钳，每个夹钳都具有适于压紧式接合所述刀片的相应侧面的夹紧端和与所述夹紧端相对的远端，所述夹钳铰接式连接在所述主体上，所述夹紧端构造为在所述切削刃和刀脊之间接合所述刀片的相应侧面；

连接到所述主体的导向件，其具有汇聚的支撑面以与所述刀片的刀脊接触式接合，从而使所述刀片在所述夹钳之间居中，并使所述刀片的中心平面与所述夹具的中心平面名义上对齐；以及

回缩机构，其构造成能将各个夹钳的夹紧端围绕所述夹具的中心平面对称地推向所述刀片的相应侧面，并通过与所述第一夹钳和第二夹钳的相应远端的接触式接合而在所述刀片的相应侧面上形成夹紧力。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述导向件是大致V形的槽口，所述V形的槽口由汇聚的第一和第二表面限定。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述汇聚的第一和第二表面中的每一个都是线性的表面。

4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述回缩机构包括具有第一端的螺纹轴，压力块连接在所述第一端上，所述螺纹轴沿着在所述第一夹钳和第二夹钳的相应夹紧端之间穿过的中心轴线延伸。

5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括能由用户促动的旋钮，所述旋钮与所述螺纹轴相连，能够响应于所述压力块相对于所述第一夹钳和第二夹钳的远端的延伸或缩回而选择性地增加或减少提供给所述刀片的相对侧面的夹紧力的总量。

6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述第一夹钳和第二夹钳还包括压力面，所述压力块与所述压力面接触式接合，以调整由所述第一夹钳和第二夹钳施加于所述刀片的相对侧面上的压紧力的总大小。

7.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述导向件是设置在所述第一夹钳和第二夹钳的第一侧上的第一导向件，并且所述夹具还包括设置在所述第一夹钳和第二夹钳的相对的第二侧上的名义上相同的第二导向件。

8.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于，每个导向件均相对于所述主体独立可调，使得相应的汇聚支撑面能相对于所述第一夹钳和第二夹钳的夹紧端独立地伸出或缩回。

9.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述导向件是设置在中间位置的中心导向件，其延伸穿过所述第一夹钳和第二夹钳的相应孔。

10.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述主体还包括至少一个磁性元件，所述磁性元件设置在与所述第一夹钳和第二夹钳相对的远端处，并适于与底座组件的相应磁性元件配对式接合，其中所述主体的远端能插入到所述底座组件中。

11.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括从所述主体的相对的第一和第二侧面中延伸出来的相对的第一和第二导轨，其适于与底座组件的相应的凸出导轨滑动式接合，其中所述夹具适于插入到所述凸出导轨中。

12.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括第一枢轴和第二枢轴，它们分别从所述主体的第一支撑板延伸到第二支撑板，其中，所述第一枢轴延伸通过所述第一夹钳，以允许所述第一夹钳围绕所述第一枢轴旋转，而所述第二枢轴延伸通过第二夹钳，以允许所述第二夹钳围绕所述第二枢轴旋转。

13.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具包括设置在所述第一夹钳的夹紧端上的第一层耐刮材料和设置在所述第二夹钳的夹紧端上的第二层耐刮材料，第一和第二层耐刮材料构造成与所述刀片的相对侧面接触式接合。

14.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具包括弹簧，所述弹簧能施加偏置力，以促使所述第一夹钳和第二夹钳进入到关闭位置。

15.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述刀片具有中心刀片平面，所述第一夹钳和第二夹钳与所述导向件一起形成一个间隔开的多点接触式设置以固定所述刀片，使得所述中心刀片平面与所述夹具的中心夹具平面名义上对齐。

16.一种用于刃磨切削工具的切削刃的方法，所述方法包括：

将所述切削工具的刀片固定在刀片夹具中，所述刀片夹具包括主体以及第一夹钳和第二夹钳，各夹钳都具有适于接触式接合所述刀片的相应的第一和第二侧面的夹紧端，所述第一夹钳和第二夹钳中的每一个都铰接式连接在所述主体上，并且都能相对于所述主体的中心平面前进，以使所述主体的中心平面与所述刀片的中心平面对齐；

将刀片夹具安装到底座组件上，以便将所述刀片的第一侧面以选定的刃磨角度呈现给磨削组件；

使用所述磨削组件来刃磨所述刀片的第一侧面，所述磨削组件包括具有磨削面的磨削件，所述磨削件由以第一选定的刃磨角度固定在所述底座组件上的摆臂杆来支撑；

从所述底座组件上拆下所述夹具和切削工具，将所述夹具和切削工具旋转180度，并将所述夹具重新安装到所述底座组件上，以呈现所述刀片的第二侧面；以及

使用所述磨削组件以第二选定的刃磨角度来刃磨所述刀片的第二侧面。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一选定的刃磨角度和第二选定的刃磨角度相对于所述刀片的中心平面是相等的。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述磨削块包括位于手柄机构内的可旋转的筒，以便用户能够相对于所述手柄机构来旋转所述可旋转的筒，从而针对所述刀片的相应的第一和第二侧面呈现出具有不同刃磨等级的不同磨削面。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述磨削块包括用户手柄，以便在所述磨削面沿切削刃的运动期间为用户提供抓握表面，所述磨削件设置在磨削块的第一侧，与所述刀片夹具面对面，并处于所述摆臂杆的第一侧，所述用户手柄设置在所述磨削块的相对的第二侧，远离所述刀片夹具的方向，并处于所述摆臂杆的相对的第二侧。

20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述磨削组件包括多个相关的磨削面，用户能通过所述磨削面围绕所述摆臂杆的选定旋转来选择磨削面。