專利名稱：研磨輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有強研磨性和改善的加工效率的旋轉磨削件的磨削輪，該磨削輪包括待以層疊關系安裝到芯部(安裝環(huán))圓周上的大量的磨粒附著件(carrying member)，所述芯部安裝到旋轉軸上。
背景技術：
為執(zhí)行與珩磨輪不同的功能，傳統(tǒng)上采用旋轉拋光件(通常稱作砂布輪)，其包括在表面附著有磨粒的多條基布(base cloth)，這些基布在一端粘結到安裝于旋轉軸的芯部(或者安裝環(huán))的外圓周上。已就這種拋光輪提出了多種提高拋光功能的建議，并應用在實踐中。
所述旋轉拋光件存在這樣的情況，即，由于磨粒附著件在外圓周處與該磨粒附著件的基部側相比具有相對稀疏的密度，因此當拋光時，該具有磨粒的附著件擊打待拋光表面，從而在待拋光表面上產(chǎn)生沖擊圖案(impact pattern)。為避免這種問題，已對所述磨粒附著件在其基部處的相互結合部分進行了改進，并提高了在外圓周處的密度。這種改進公開在由本專利申請的申請人早期提出的專利申請中(見專利文獻1)。在專利文獻2中還公開了克服當這種層疊的磨粒附著件的密度增大時，在拋光和/或磨削時產(chǎn)生的熱的嘗試。
在專利文獻3中還已知一種旋轉拋光輪，其在拋光布(沿徑向布置在安裝于旋轉軸的外圓周的芯部上)的疊層之間以這樣的方式設置不同于拋光布的材料，即，使磨粒附著件的外周部分易于與待拋光表面配合并提高銳度。
專利文獻1日本實公平6-34938號公報專利文獻2日本特許第272924號公報專利文獻3日本特開昭50-85986號公報

發(fā)明內(nèi)容
盡管在上述專利文獻1和2中公開的構造在通過增加以層疊關系布置的大量的磨粒附著件的密度來防止在研磨圓周表面(外表面)上的單個磨粒附著件沖擊待拋光表面的現(xiàn)象方面實際上是有效的，然而這需要制備并結合多種具有切口部分的磨粒附著件，以形成復雜的氣流路徑，從而解決密度增大導致的熱問題。自然地，這種布置增加了制造步驟。如果這些磨粒附著件的結合不正確就達不到預期的目的。因此，就存在不可避免的高制造成本的問題。
具體地，可通過增大磨粒附著件的層疊密度來提高研磨功能。然而，在采用這種構造的情況下，如上述在基部具有不同切口部分的磨粒附著件單元結合不正確的情況下，不可能獲得良好平衡的研磨輪。
對如專利文獻3中所公開的研磨輪而言，通過交替地布置拋光布件的層疊部分(拋光單元(polishing block))和諸如無紡布、布、紙等的緩沖件的層疊部分(緩沖單元)而構成拋光環(huán)件。盡管這對增加拋光布的強度是有效的，然而待拋光材料的碎屑往往會咬入緩沖件中，并貯存在其內(nèi)部。這會產(chǎn)生這樣的問題，即，由于拋光而產(chǎn)生的熱積聚在緩沖件中，且不能有效消散，從而降低拋光功能。
考慮到這些問題做出本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于提供一種研磨輪，其能夠有效地消散研磨時由研磨層產(chǎn)生的熱，能夠增加銳度，并且還能夠改善待磨削表面的光潔度。
為達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的研磨輪是這樣的研磨輪，其包括具有期望尺寸和形狀的大量的磨粒附著件，每個磨粒附著件在其表面上均具有大量的磨粒，這些磨粒附著件以層疊方式沿徑向安裝在安裝環(huán)的表面上，該研磨輪的特征在于，在所述層疊的磨粒附著件的環(huán)狀研磨層中沿圓周方向以期望間隔設置有不同密度部分(第一發(fā)明)。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選地，在將待層疊在所述研磨層中的多個磨粒附著件單元組合的同時，通過沿圓周方向以期望間隔在沿徑向朝向圓周的中間位置處設置具有較少量的磨粒附著件的單元，而將所述不同密度部分分布在所述研磨層中(第二發(fā)明)。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選地，通過在期望圓周節(jié)距的多個位置處在沿研磨層的徑向方向的中間位置處設置磨粒附著件的空白部分(spaceportion)，而構造出研磨層中的不同密度部分(第三發(fā)明)。
在本發(fā)明中，所述環(huán)狀研磨層由密集安裝在安裝環(huán)的外圓周上的大量的磨粒附著件構成，并且沿圓周方向以期望間隔形成磨粒附著件的不同密度部分(即，與較高密度部分比較起來的較低密度部分)。在這種具體構造中，用于磨削待磨削工件的表面的研磨力在研磨層的較高層疊密度部分處得到了提高。具體地，切削待磨削表面的切削效果在較高層疊密度部分的前緣部分處變得銳利，并且該待磨削表面被較低層疊密度部分軟磨削，從而執(zhí)行所謂的精磨。通過重復所述操作，可執(zhí)行高精度磨削。此外，設置磨粒附著件的較低層疊密度部分有助于將由較高層疊密度部分的研磨產(chǎn)生的碎屑移動到較低層疊密度部分，從而易于通過高速旋轉的研磨輪的離心力將碎屑移走。而且，由研磨操作產(chǎn)生的熱不會貯存在研磨層中，從而有效地抑制了熱的產(chǎn)生。因此，進一步提高了研磨操作的效率。
而且，根據(jù)第二發(fā)明和第三發(fā)明，由于磨粒附著件的較低層疊密度部分以期望間隔形成在研磨層中，因此在較高層疊密度部分處的研磨力得到了提高，并且在較低層疊密度部分處，在待磨削表面和研磨部分之間進行軟接觸，從而加強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，這種粘附的油脂等被刮入用于軟磨削的磨粒附著件的較低層疊密度部分中，并隨后通過離心力從該部分排出，從而能夠通過強磨削部分實現(xiàn)研磨并提高研磨效率。在研磨層中形成磨粒附著件的較低層疊密度部分的過程中，使待布置在這些部分中的磨粒附著件沿著研磨層的徑向從中間部分向外部方向形成空白部分，從而使靠近該空白部分的磨粒附著件在研磨時沿圓周方向運動，并因此軟化待研磨表面上的接觸力。于是，在研磨輪高速旋轉的同時，所述空白部分有助于將碎屑從磨削位置引出，從而在引出之后將該碎屑排出，并通過由旋轉產(chǎn)生的氣流提高熱消散能力，從而防止了研磨層中熱的產(chǎn)生和貯存。因此，對減少研磨時熱的產(chǎn)生很有效，并對提高研磨效率很有效。此外，這種構造有助于延長研磨層的壽命，并改善其耐用性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的研磨輪的整體立體圖；圖2是表示研磨層的重要部分的側視圖；圖3是用在研磨輪中的、待組裝的三種磨粒附著件的立體圖；圖4是組裝有三種磨粒附著件的單元的示意性側視圖；圖5是表示磨粒附著件單元如何與安裝環(huán)組裝的視圖；圖6(a)和圖6(b)是組裝磨粒附著件的其它實施例的立體圖。
附圖標記說明1、研磨輪2、安裝環(huán)3、研磨層4、磨粒附著件4A、磨粒附著件單元4B、無研磨功能的單元10、空白部分11、研磨輪的圓周表面部分12、圓周表面部分的軟性部分(soft portion)C、磨粒附著件的較低層疊密度部分D、磨粒附著件的較高層疊密度部分具體實施方式
現(xiàn)在將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的研磨輪的具體實施例進行描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的研磨輪的整體立體圖。圖2是表示研磨層的重要部分的側視圖。圖3表示待組裝的三種磨粒附著件的立體圖。圖4是作為一單元的組裝后的磨粒附著件的示意性側視圖。圖5表示將磨粒附著件單元安裝到安裝環(huán)上的方式。圖6(a)和圖6(b)分別是組裝磨粒附著件的一個實施例和另一個實施例的立體圖。
該具體實施例中的研磨輪1使用包括磨粒附著布的大量的磨粒附著件4，這些磨粒附著件均在一個表面上具有大量的磨粒，并被切成相同寬度W和期望長度以形成期望尺寸的長方形卡(oblong card)。這種磨粒附著件4沿相同方向密集地彼此層疊在安裝環(huán)2的外側，從而構成環(huán)狀研磨層3。然后，在通過安裝板(未示出)將研磨機支撐在旋轉軸(未示出)上之后，將環(huán)狀研磨層3以這樣的方式組裝到該研磨機中，以使得研磨層3在兩側夾緊在安裝環(huán)2、2之間，從而通過使圓周表面部分11與工件接觸而進行研磨。在圓周表面部分11中，磨粒在大量的層疊的磨粒附著件4的頂端處從表面略微露出，從而研磨待磨削表面。
研磨輪1包括環(huán)狀研磨層3，該研磨層通過層疊期望數(shù)量的構成磨粒附著件4的三種單位磨粒附著件4a、4b、4c(例如，如圖3所示)而制成。磨粒附著件4a、4b、4c的基端部分如圖4所示以這樣的方式組裝，以使疊層在基部的厚度B比在外圓周處的厚度A薄。換句話說，三種磨粒附著件4a、4b、4c中的兩種磨粒附著件4b、4c形成有期望尺寸的矩形切口部分5、5。即，磨粒附著件4c在相對于基部中心的略右側部分和左側部分處形成有期望尺寸H的矩形切口部分5、5，從而形成一對腿6、6。另一方面，磨粒附著件4b在相對于基部中心的略左側部分和右側部分處形成有矩形切口部分5、5，從而形成與磨粒附著件4c的腿相似的一對腿6、6。
這兩種在基部具有切口部分的磨粒附著件4b、4c以這樣的方式層疊，以使得附著有磨粒的表面(即，研磨表面8)處于相同的定向，且腿6、6和切口部分5、5在它們的基部處彼此配合，從而使得在層疊后，基端的厚度B是頂端的厚度A的一半(見圖4)。將多個這兩種磨粒附著件4b、4c層疊并夾在不具有切口部分的一對磨粒附著件4a、4a之間，從而形成如圖4所示的磨粒附著件單元4A。在外圓周處密集層疊的環(huán)狀研磨層3可通過在安裝環(huán)2、2的外圓周上依次層疊磨粒附著件單元4A而形成。應當注意，每個磨粒附著件4a、4b、4c均在共同位置處形成有(一個或多個)橫向槽口7，并且這些槽口在橫截面大致為U形的凸緣處與安裝環(huán)2配合，從而使磨粒附著件4a、4b、4c的安裝位置在安裝環(huán)2的環(huán)形凹槽2a內(nèi)彼此對齊。構成待在基部處安裝到安裝環(huán)2上的環(huán)狀研磨層3的大量的磨粒附著件4可在基部處通過任何膠粘劑固定，從而構成具有與安裝環(huán)2、2一體的環(huán)狀研磨層3的研磨輪1。
在圖6(a)中示出了在較高層疊密度的情況下將環(huán)狀研磨層安裝到安裝環(huán)2、2上的另一實施例。在該實施例中，單位磨粒附著件4d、4e、4f構成具有期望縱橫尺寸的分隔單元。磨粒附著件4d在基部中心處形成有從底端具有期望尺寸h×b的切口部分5a，從而在兩側形成一對腿6a、6a。另一方面，另一磨粒附著件4e在左右兩側處形成有具有期望尺寸h×b′的切口5b、5b，從而在基部形成寬的腿6b。通過以使腿部6b與磨粒附著件4d中的切口5a(注意，在本實施例和其它實施例中使用與上述實施例相同的附圖標記)配合的方式組裝而形成單元4A。在圖6(a)中，分別用附圖標記7和8表示槽口和磨粒附著表面(研磨表面)。
可選擇地，如圖6(b)所示，通過將不具有切口部分的磨粒附著件4f和磨粒附著件4h層疊，并將成條狀(strip)具有大約一半尺寸的多個磨粒附著件4g粘貼到不具有切口部分的磨粒附著件的磨粒附著表面8的上半部，而構造單元4A以便使用。
在上述構造的研磨輪1中，在層疊磨粒附著件4的多個單元4A的情況下，以期望間隔插設單元4B(見圖2)，該單元4B僅具有基部而不具有表現(xiàn)研磨功能的頂部，從而在研磨層3的外部處形成磨粒附著件4的低層疊密度部分C。如圖1和圖2所示，磨粒附著件4的較低層疊密度部分C沿圓周方向以期望間隔形成在研磨層3中的多個位置處，從而在研磨輪1的圓周表面中交替分布磨粒附著件4的較高層疊密度部分D和較低層疊密度部分C。
磨粒附著件4的較低層疊密度部分C是如上所述不具有研磨功能的單元4B所在的位置。由于空白部分10形成在單元4B的頂部處，在該空白部分10處沿寬度方向形成凹槽，而鄰近空白部分10的磨粒附著件4在頂部不受約束，并從中部沿高度至頂端的位置處暴露于空白部分10，從而致使空白部分10被鄰近的磨粒附著件4的自由頂端(freed tip)覆蓋。這意味著磨粒附著件4的層疊分布在這些空白部分處變得稀疏，從而由于旋轉而使得在圓周表面部分11中形成軟性部分12。因此，通過使磨粒附著件4在較高層疊密度部分D處保持相對堅硬，而提高了研磨輪1的圓周表面部分11的研磨功能。另一方面，在磨粒附著件4稀疏從而撓曲的較低層疊密度部分C中，研磨功能較低，并且磨粒附著件4形成與待磨削表面軟接觸的區(qū)域。應當注意，在磨粒附著件4的較低層疊密度區(qū)域C中，磨粒附著件4的頂部在沿旋轉方向的前側趨于朝空白部分10彎曲，從而形成軟性部分12。另一方面，磨粒附著件4的頂部在空白部分10的后側彼此支撐，從而保持較高層疊密度部分D(即，剛性部分)。
具有這種構造的上述實施例中任一個的研磨輪1在通過安裝板(未示出)以任何已知手段安裝到研磨機的旋轉軸上之后進行旋轉。當在所述剛性部分(磨粒附著件的較高層疊密度部分D)與待磨削表面接觸時，磨粒附著件4在頂部處被其后的高層疊密度的磨粒附著件支撐，從而銳磨削待磨削表面并增強在待磨削表面上的研磨功能。另一方面，當研磨圓周部分11的軟性部分(磨粒附著件的較低層疊密度部分C)與待磨削表面接觸時，磨粒附著件4在這些部分處撓曲，并在被磨粒附著表面8(研磨表面8)軟移位時研磨該待磨削表面，從而軟磨削該表面。
由于待磨削表面通過剛性和柔性磨削部分以上述方式研磨，因此通過高層疊密度部分研磨并接著通過較低層疊密度部分軟研磨是瞬時而持續(xù)地重復的，從而使得能夠以比傳統(tǒng)的精研磨更好的光潔度來研磨待磨削表面。
另外，盡管研磨輪1設置有高層疊密度研磨部分D，但分布在多個位置處的軟研磨部分(低層疊密度研磨部分C)的設置也允許由在前的高密度研磨部分形成的碎屑進入隨后的低密度磨削部分中，并且還通過磨削旋轉的離心力將被自由操作的磨粒附著件4接受的這些碎屑排出，從而在研磨層3中不留碎屑。因此，避免了研磨表面(外表面部分9)的阻塞，從而維持了研磨功能。此外，由于如上所述在研磨層3中在軟研磨部分處形成空白部分10，因此研磨輪1在將空氣保持在空白部分10中的同時旋轉，從而在該空白部分10的外圍產(chǎn)生氣流。研磨輪1被多個執(zhí)行熱消散的分布的空白部分10冷卻，從而避免在研磨層3中產(chǎn)生熱。結果，可進一步提高工作效率。
由于在研磨輪的上述實施例中將不具有磨粒附著件的單元布置在研磨層3中的多個位置處，因此通過在研磨層3中設置空白部分10而形成磨粒附著件的較低層疊密度部分C。然而，為了通過形成期望數(shù)量的磨粒附著件的單元來設置磨粒附著件的較低層疊密度部分C，可通過將不具有研磨表面部分的磨粒附著件(它們不包括中部以上的頂部)混合而形成單元。這種構造對減少所述部分處的磨粒附著件的層疊密度是有效的，從而使得這些磨粒附著件能夠撓曲，由此當研磨輪旋轉時實現(xiàn)上述功能。
在研磨輪的上述實施例中，可以改變用于形成磨粒附著件的較低層疊密度部分C的空白部分10沿圓周方向的長度L(見圖2)。如果在可接受的范圍內(nèi)增加長度L，則磨粒附著件的較低層疊密度部分C變寬，從而提高軟研磨功能。相反，如果該長度較短，則磨粒附著件的較低層疊密度部分C變窄，從而控制研磨功能。因此，可根據(jù)應用來選擇合適的空白部分10的長度L。順便提及，通過使用直徑為400mm且寬度W＝75mm的研磨輪并且圓周速度為1500～2400mm/sec，該研磨輪具有用于高度E＝80mm的磨粒附著件4的、沿徑向的尺寸G＝50mm且長度L＝7mm的空白部分10，可獲得研磨鋼材的良好效果。上述數(shù)值不應當解釋為用于限制本發(fā)明。
權利要求
1.一種研磨輪，其包括具有期望尺寸和形狀的大量的磨粒附著件，每個磨粒附著件在其表面上均具有大量的磨粒，這些磨粒附著件以緊密層疊的關系沿徑向設置在安裝環(huán)的外側上；其特征在于，在通過層疊所述磨粒附著件而形成的環(huán)狀研磨層中沿圓周方向以期望間隔設置有不同密度部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的研磨輪，其特征在于，在組裝均具有多個待層疊的磨粒附著件的多個單元的同時，通過沿圓周方向以期望間隔在沿徑向朝向外圓周的中間位置處設置具有較少量已組裝的磨粒附著件的單元，而將所述不同密度部分分布在所述研磨層中。
3.根據(jù)權利要求1所述的研磨輪，其特征在于，通過在期望圓周節(jié)距的多個位置處在研磨層中的朝向圓周的中間位置處設置磨粒附著件的空白部分，而形成研磨層中的不同密度部分。
全文摘要
提供一種研磨輪，其能夠有效地消散研磨時在研磨層中產(chǎn)生的熱，能夠提高研磨性能，并且還能夠改善待磨削表面上的光潔度。研磨輪(1)包括具有期望尺寸和形狀的大量的磨粒附著件(4)，每個磨粒附著件在其表面上均具有大量的磨粒，這些磨粒附著件待以緊密層疊的關系沿徑向安裝在安裝環(huán)(2)的外圓周上，通過層疊所述磨粒附著件(4)而形成的研磨層(3)設置有沿圓周方向以期望間隔分布的不同密度部分，以提高磨粒附著件的較高層疊密度部分(D)處的研磨功能，并在磨粒附著件的較低密度層疊部分(C)處執(zhí)行軟磨削，并且能夠排出碎屑并改善熱消散，從而改善整個研磨功能。
文檔編號B24D7/00GK1807023SQ20061000059
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月11日 優(yōu)先權日2005年1月17日
發(fā)明者札谷全啟 申請人:3F科技株式會社