CN1807023A - 研磨轮 - Google Patents

Abstract

提供一种研磨轮，其能够有效地消散研磨时在研磨层中产生的热，能够提高研磨性能，并且还能够改善待磨削表面上的光洁度。研磨轮(1)包括具有期望尺寸和形状的大量的磨粒附着件(4)，每个磨粒附着件在其表面上均具有大量的磨粒，这些磨粒附着件待以紧密层叠的关系沿径向安装在安装环(2)的外圆周上，通过层叠所述磨粒附着件(4)而形成的研磨层(3)设置有沿圆周方向以期望间隔分布的不同密度部分，以提高磨粒附着件的较高层叠密度部分(D)处的研磨功能，并在磨粒附着件的较低密度层叠部分(C)处执行软磨削，并且能够排出碎屑并改善热消散，从而改善整个研磨功能。

Description

研磨轮

技术领域

本发明涉及一种具有强研磨性和改善的加工效率的旋转磨削件的磨削轮，该磨削轮包括待以层叠关系安装到芯部(安装环)圆周上的大量的磨粒附着件(carrying member)，所述芯部安装到旋转轴上。

背景技术

为执行与珩磨轮不同的功能，传统上采用旋转抛光件(通常称作砂布轮)，其包括在表面附着有磨粒的多条基布(base cloth)，这些基布在一端粘结到安装于旋转轴的芯部(或者安装环)的外圆周上。已就这种抛光轮提出了多种提高抛光功能的建议，并应用在实践中。

所述旋转抛光件存在这样的情况，即，由于磨粒附着件在外圆周处与该磨粒附着件的基部侧相比具有相对稀疏的密度，因此当抛光时，该具有磨粒的附着件击打待抛光表面，从而在待抛光表面上产生冲击图案(impact pattern)。为避免这种问题，已对所述磨粒附着件在其基部处的相互结合部分进行了改进，并提高了在外圆周处的密度。这种改进公开在由本专利申请的申请人早期提出的专利申请中(见专利文献1)。在专利文献2中还公开了克服当这种层叠的磨粒附着件的密度增大时，在抛光和/或磨削时产生的热的尝试。

在专利文献3中还已知一种旋转抛光轮，其在抛光布(沿径向布置在安装于旋转轴的外圆周的芯部上)的叠层之间以这样的方式设置不同于抛光布的材料，即，使磨粒附着件的外周部分易于与待抛光表面配合并提高锐度。

专利文献1：日本实公平6-34938号公报

专利文献2：日本特许第272924号公报

专利文献3：日本特开昭50-85986号公报

发明内容

尽管在上述专利文献1和2中公开的构造在通过增加以层叠关系布置的大量的磨粒附着件的密度来防止在研磨圆周表面(外表面)上的单个磨粒附着件冲击待抛光表面的现象方面实际上是有效的，然而这需要制备并结合多种具有切口部分的磨粒附着件，以形成复杂的气流路径，从而解决密度增大导致的热问题。自然地，这种布置增加了制造步骤。如果这些磨粒附着件的结合不正确就达不到预期的目的。因此，就存在不可避免的高制造成本的问题。

具体地，可通过增大磨粒附着件的层叠密度来提高研磨功能。然而，在采用这种构造的情况下，如上述在基部具有不同切口部分的磨粒附着件单元结合不正确的情况下，不可能获得良好平衡的研磨轮。

对如专利文献3中所公开的研磨轮而言，通过交替地布置抛光布件的层叠部分(抛光单元(polishing block))和诸如无纺布、布、纸等的缓冲件的层叠部分(缓冲单元)而构成抛光环件。尽管这对增加抛光布的强度是有效的，然而待抛光材料的碎屑往往会咬入缓冲件中，并贮存在其内部。这会产生这样的问题，即，由于抛光而产生的热积聚在缓冲件中，且不能有效消散，从而降低抛光功能。

考虑到这些问题做出本发明，且本发明的目的在于提供一种研磨轮，其能够有效地消散研磨时由研磨层产生的热，能够增加锐度，并且还能够改善待磨削表面的光洁度。

为达到上述目的，根据本发明的研磨轮是这样的研磨轮，其包括具有期望尺寸和形状的大量的磨粒附着件，每个磨粒附着件在其表面上均具有大量的磨粒，这些磨粒附着件以层叠方式沿径向安装在安装环的表面上，该研磨轮的特征在于，在所述层叠的磨粒附着件的环状研磨层中沿圆周方向以期望间隔设置有不同密度部分(第一发明)。

在上述发明中，优选地，在将待层叠在所述研磨层中的多个磨粒附着件单元组合的同时，通过沿圆周方向以期望间隔在沿径向朝向圆周的中间位置处设置具有较少量的磨粒附着件的单元，而将所述不同密度部分分布在所述研磨层中(第二发明)。

在上述发明中，优选地，通过在期望圆周节距的多个位置处在沿研磨层的径向方向的中间位置处设置磨粒附着件的空白部分(spaceportion)，而构造出研磨层中的不同密度部分(第三发明)。

在本发明中，所述环状研磨层由密集安装在安装环的外圆周上的大量的磨粒附着件构成，并且沿圆周方向以期望间隔形成磨粒附着件的不同密度部分(即，与较高密度部分比较起来的较低密度部分)。在这种具体构造中，用于磨削待磨削工件的表面的研磨力在研磨层的较高层叠密度部分处得到了提高。具体地，切削待磨削表面的切削效果在较高层叠密度部分的前缘部分处变得锐利，并且该待磨削表面被较低层叠密度部分软磨削，从而执行所谓的精磨。通过重复所述操作，可执行高精度磨削。此外，设置磨粒附着件的较低层叠密度部分有助于将由较高层叠密度部分的研磨产生的碎屑移动到较低层叠密度部分，从而易于通过高速旋转的研磨轮的离心力将碎屑移走。而且，由研磨操作产生的热不会贮存在研磨层中，从而有效地抑制了热的产生。因此，进一步提高了研磨操作的效率。

而且，根据第二发明和第三发明，由于磨粒附着件的较低层叠密度部分以期望间隔形成在研磨层中，因此在较高层叠密度部分处的研磨力得到了提高，并且在较低层叠密度部分处，在待磨削表面和研磨部分之间进行软接触，从而加强了在精加工表面上的研磨。至于粘附到待磨削表面上的油脂，这种粘附的油脂等被刮入用于软磨削的磨粒附着件的较低层叠密度部分中，并随后通过离心力从该部分排出，从而能够通过强磨削部分实现研磨并提高研磨效率。在研磨层中形成磨粒附着件的较低层叠密度部分的过程中，使待布置在这些部分中的磨粒附着件沿着研磨层的径向从中间部分向外部方向形成空白部分，从而使靠近该空白部分的磨粒附着件在研磨时沿圆周方向运动，并因此软化待研磨表面上的接触力。于是，在研磨轮高速旋转的同时，所述空白部分有助于将碎屑从磨削位置引出，从而在引出之后将该碎屑排出，并通过由旋转产生的气流提高热消散能力，从而防止了研磨层中热的产生和贮存。因此，对减少研磨时热的产生很有效，并对提高研磨效率很有效。此外，这种构造有助于延长研磨层的寿命，并改善其耐用性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的研磨轮的整体立体图；

图2是表示研磨层的重要部分的侧视图；

图3是用在研磨轮中的、待组装的三种磨粒附着件的立体图；

图4是组装有三种磨粒附着件的单元的示意性侧视图；

图5是表示磨粒附着件单元如何与安装环组装的视图；

图6(a)和图6(b)是组装磨粒附着件的其它实施例的立体图。

附图标记说明

1、研磨轮

2、安装环

3、研磨层

4、磨粒附着件

4A、磨粒附着件单元

4B、无研磨功能的单元

10、空白部分

11、研磨轮的圆周表面部分

12、圆周表面部分的软性部分(soft portion)

C、磨粒附着件的较低层叠密度部分

D、磨粒附着件的较高层叠密度部分

具体实施方式

现在将参照附图对根据本发明的研磨轮的具体实施例进行描述。

图1是根据本发明实施例的研磨轮的整体立体图。图2是表示研磨层的重要部分的侧视图。图3表示待组装的三种磨粒附着件的立体图。图4是作为一单元的组装后的磨粒附着件的示意性侧视图。图5表示将磨粒附着件单元安装到安装环上的方式。图6(a)和图6(b)分别是组装磨粒附着件的一个实施例和另一个实施例的立体图。

该具体实施例中的研磨轮1使用包括磨粒附着布的大量的磨粒附着件4，这些磨粒附着件均在一个表面上具有大量的磨粒，并被切成相同宽度W和期望长度以形成期望尺寸的长方形卡(oblong card)。这种磨粒附着件4沿相同方向密集地彼此层叠在安装环2的外侧，从而构成环状研磨层3。然后，在通过安装板(未示出)将研磨机支撑在旋转轴(未示出)上之后，将环状研磨层3以这样的方式组装到该研磨机中，以使得研磨层3在两侧夹紧在安装环2、2之间，从而通过使圆周表面部分11与工件接触而进行研磨。在圆周表面部分11中，磨粒在大量的层叠的磨粒附着件4的顶端处从表面略微露出，从而研磨待磨削表面。

研磨轮1包括环状研磨层3，该研磨层通过层叠期望数量的构成磨粒附着件4的三种单位磨粒附着件4a、4b、4c(例如，如图3所示)而制成。磨粒附着件4a、4b、4c的基端部分如图4所示以这样的方式组装，以使叠层在基部的厚度B比在外圆周处的厚度A薄。换句话说，三种磨粒附着件4a、4b、4c中的两种磨粒附着件4b、4c形成有期望尺寸的矩形切口部分5、5。即，磨粒附着件4c在相对于基部中心的略右侧部分和左侧部分处形成有期望尺寸H的矩形切口部分5、5，从而形成一对腿6、6。另一方面，磨粒附着件4b在相对于基部中心的略左侧部分和右侧部分处形成有矩形切口部分5、5，从而形成与磨粒附着件4c的腿相似的一对腿6、6。

这两种在基部具有切口部分的磨粒附着件4b、4c以这样的方式层叠，以使得附着有磨粒的表面(即，研磨表面8)处于相同的定向，且腿6、6和切口部分5、5在它们的基部处彼此配合，从而使得在层叠后，基端的厚度B是顶端的厚度A的一半(见图4)。将多个这两种磨粒附着件4b、4c层叠并夹在不具有切口部分的一对磨粒附着件4a、4a之间，从而形成如图4所示的磨粒附着件单元4A。在外圆周处密集层叠的环状研磨层3可通过在安装环2、2的外圆周上依次层叠磨粒附着件单元4A而形成。应当注意，每个磨粒附着件4a、4b、4c均在共同位置处形成有(一个或多个)横向槽口7，并且这些槽口在横截面大致为U形的凸缘处与安装环2配合，从而使磨粒附着件4a、4b、4c的安装位置在安装环2的环形凹槽2a内彼此对齐。构成待在基部处安装到安装环2上的环状研磨层3的大量的磨粒附着件4可在基部处通过任何胶粘剂固定，从而构成具有与安装环2、2一体的环状研磨层3的研磨轮1。

在图6(a)中示出了在较高层叠密度的情况下将环状研磨层安装到安装环2、2上的另一实施例。在该实施例中，单位磨粒附着件4d、4e、4f构成具有期望纵横尺寸的分隔单元。磨粒附着件4d在基部中心处形成有从底端具有期望尺寸h×b的切口部分5a，从而在两侧形成一对腿6a、6a。另一方面，另一磨粒附着件4e在左右两侧处形成有具有期望尺寸h×b′的切口5b、5b，从而在基部形成宽的腿6b。通过以使腿部6b与磨粒附着件4d中的切口5a(注意，在本实施例和其它实施例中使用与上述实施例相同的附图标记)配合的方式组装而形成单元4A。在图6(a)中，分别用附图标记7和8表示槽口和磨粒附着表面(研磨表面)。

可选择地，如图6(b)所示，通过将不具有切口部分的磨粒附着件4f和磨粒附着件4h层叠，并将成条状(strip)具有大约一半尺寸的多个磨粒附着件4g粘贴到不具有切口部分的磨粒附着件的磨粒附着表面8的上半部，而构造单元4A以便使用。

在上述构造的研磨轮1中，在层叠磨粒附着件4的多个单元4A的情况下，以期望间隔插设单元4B(见图2)，该单元4B仅具有基部而不具有表现研磨功能的顶部，从而在研磨层3的外部处形成磨粒附着件4的低层叠密度部分C。如图1和图2所示，磨粒附着件4的较低层叠密度部分C沿圆周方向以期望间隔形成在研磨层3中的多个位置处，从而在研磨轮1的圆周表面中交替分布磨粒附着件4的较高层叠密度部分D和较低层叠密度部分C。

磨粒附着件4的较低层叠密度部分C是如上所述不具有研磨功能的单元4B所在的位置。由于空白部分10形成在单元4B的顶部处，在该空白部分10处沿宽度方向形成凹槽，而邻近空白部分10的磨粒附着件4在顶部不受约束，并从中部沿高度至顶端的位置处暴露于空白部分10，从而致使空白部分10被邻近的磨粒附着件4的自由顶端(freed tip)覆盖。这意味着磨粒附着件4的层叠分布在这些空白部分处变得稀疏，从而由于旋转而使得在圆周表面部分11中形成软性部分12。因此，通过使磨粒附着件4在较高层叠密度部分D处保持相对坚硬，而提高了研磨轮1的圆周表面部分11的研磨功能。另一方面，在磨粒附着件4稀疏从而挠曲的较低层叠密度部分C中，研磨功能较低，并且磨粒附着件4形成与待磨削表面软接触的区域。应当注意，在磨粒附着件4的较低层叠密度区域C中，磨粒附着件4的顶部在沿旋转方向的前侧趋于朝空白部分10弯曲，从而形成软性部分12。另一方面，磨粒附着件4的顶部在空白部分10的后侧彼此支撑，从而保持较高层叠密度部分D(即，刚性部分)。

具有这种构造的上述实施例中任一个的研磨轮1在通过安装板(未示出)以任何已知手段安装到研磨机的旋转轴上之后进行旋转。当在所述刚性部分(磨粒附着件的较高层叠密度部分D)与待磨削表面接触时，磨粒附着件4在顶部处被其后的高层叠密度的磨粒附着件支撑，从而锐磨削待磨削表面并增强在待磨削表面上的研磨功能。另一方面，当研磨圆周部分11的软性部分(磨粒附着件的较低层叠密度部分C)与待磨削表面接触时，磨粒附着件4在这些部分处挠曲，并在被磨粒附着表面8(研磨表面8)软移位时研磨该待磨削表面，从而软磨削该表面。

由于待磨削表面通过刚性和柔性磨削部分以上述方式研磨，因此通过高层叠密度部分研磨并接着通过较低层叠密度部分软研磨是瞬时而持续地重复的，从而使得能够以比传统的精研磨更好的光洁度来研磨待磨削表面。

另外，尽管研磨轮1设置有高层叠密度研磨部分D，但分布在多个位置处的软研磨部分(低层叠密度研磨部分C)的设置也允许由在前的高密度研磨部分形成的碎屑进入随后的低密度磨削部分中，并且还通过磨削旋转的离心力将被自由操作的磨粒附着件4接受的这些碎屑排出，从而在研磨层3中不留碎屑。因此，避免了研磨表面(外表面部分9)的阻塞，从而维持了研磨功能。此外，由于如上所述在研磨层3中在软研磨部分处形成空白部分10，因此研磨轮1在将空气保持在空白部分10中的同时旋转，从而在该空白部分10的外围产生气流。研磨轮1被多个执行热消散的分布的空白部分10冷却，从而避免在研磨层3中产生热。结果，可进一步提高工作效率。

由于在研磨轮的上述实施例中将不具有磨粒附着件的单元布置在研磨层3中的多个位置处，因此通过在研磨层3中设置空白部分10而形成磨粒附着件的较低层叠密度部分C。然而，为了通过形成期望数量的磨粒附着件的单元来设置磨粒附着件的较低层叠密度部分C，可通过将不具有研磨表面部分的磨粒附着件(它们不包括中部以上的顶部)混合而形成单元。这种构造对减少所述部分处的磨粒附着件的层叠密度是有效的，从而使得这些磨粒附着件能够挠曲，由此当研磨轮旋转时实现上述功能。

在研磨轮的上述实施例中，可以改变用于形成磨粒附着件的较低层叠密度部分C的空白部分10沿圆周方向的长度L(见图2)。如果在可接受的范围内增加长度L，则磨粒附着件的较低层叠密度部分C变宽，从而提高软研磨功能。相反，如果该长度较短，则磨粒附着件的较低层叠密度部分C变窄，从而控制研磨功能。因此，可根据应用来选择合适的空白部分10的长度L。顺便提及，通过使用直径为400mm且宽度W＝75mm的研磨轮并且圆周速度为1500～2400mm/sec，该研磨轮具有用于高度E＝80mm的磨粒附着件4的、沿径向的尺寸G＝50mm且长度L＝7mm的空白部分10，可获得研磨钢材的良好效果。上述数值不应当解释为用于限制本发明。

Claims (3)

1、一种研磨轮，其包括具有期望尺寸和形状的大量的磨粒附着件，每个磨粒附着件在其表面上均具有大量的磨粒，这些磨粒附着件以紧密层叠的关系沿径向设置在安装环的外侧上；

其特征在于，在通过层叠所述磨粒附着件而形成的环状研磨层中沿圆周方向以期望间隔设置有不同密度部分。

2、根据权利要求1所述的研磨轮，其特征在于，在组装均具有多个待层叠的磨粒附着件的多个单元的同时，通过沿圆周方向以期望间隔在沿径向朝向外圆周的中间位置处设置具有较少量已组装的磨粒附着件的单元，而将所述不同密度部分分布在所述研磨层中。

3、根据权利要求1所述的研磨轮，其特征在于，通过在期望圆周节距的多个位置处在研磨层中的朝向圆周的中间位置处设置磨粒附着件的空白部分，而形成研磨层中的不同密度部分。