CN109689300A - 粗磨工具 - Google Patents
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Abstract
一种粗磨工具(1)具有支撑体(2)和至少一个研磨圈(S1到S4)。所述支撑体(2)包括用于粗磨的磨粒。所述支撑体(2)用于支撑所述至少一个研磨圈(S1到S4)，并且自身用于粗磨。所述粗磨工具(1)易于生产且鲁棒，并且具有高移除能力以及长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的粗磨工具，具体地说，用于操作手持式角磨机的粗磨工具。
背景技术
在减材制造工艺中，粗加工指的是在大芯片体积中移除材料。为了实现短加工时间，粗磨工具旨在允许高移除能力并且同时具有长使用寿命。
EP 3 015 222 A1公开了一种研磨碟，其具有衬垫和多个研磨圈。衬垫是阶梯状的从而形成多个环形部分，对每个环形部分紧固有一个研磨圈。以此方式，研磨圈形成多层研磨圈叠层。研磨圈叠层形成基本上截头锥形的阶梯状凹槽。这使得有可能以不同设定角度针对工件表面而定位研磨碟，并且允许基本上完全处理掉研磨圈叠层，直到衬垫到达工件表面并且研磨碟被磨坏为止。
发明内容
本发明是基于以下目的：提供一种鲁棒的粗磨工具，所述粗磨工具易于生产并且具有高移除能力以及长使用寿命。
此目的通过具有权利要求1的特征的粗磨工具实现。根据本发明，支撑体被配置成用于粗磨，并且包括磨粒。因此，支撑体既用于在粗磨期间支撑至少一个研磨圈，并且自身又用于粗磨，从而实现粗磨工具的高的鲁棒性水平和长使用寿命。支撑体具体地被配置成使得其符合德国标准DIN EN 12413“粘结研磨产品的安全要求”(2011年5月版)的安全要求“单点侧负荷”。支撑体也以简单的方式配置，并且易于生产。通过选择磨粒，可以实现对待加工材料的高移除能力。粗磨工具例如配置为研磨碟或研磨杯形轮。
粗磨工具具有一个或多个研磨圈，所述一个或多个研磨圈布置在支撑体上。邻近于支撑体的研磨圈通过粘接和/或铆接和/或螺接和/或钉合而紧固到支撑体。如果粗磨工具具有若干研磨圈，则每个另一研磨圈通过粘接和/或铆接和/或螺接和/或钉合而紧固到下层的研磨圈。粘接借助于粘合层进行，所述粘合层优选地包括树脂。
所述至少一个研磨圈分别具有至少一个具有定向磨粒和/或未定向磨粒的研磨层。磨粒具体地选自金刚石、立方氮化硼(CBN)、碳化硅(SiC)、天然刚玉和/或合成刚玉。刚玉例如是锆刚玉和/或氧化铝(Al2O3)。
根据权利要求2所述的粗磨工具确保了长使用寿命。磨粒借助于粘结剂粘结，并且形成研磨层或研磨区域。所述粘结剂具体地说是合成树脂，例如酚醛树脂。优选地，研磨层在粗磨工具的轴线方向上具有对应于支撑体的厚度的厚度。这意味着支撑体在其整个厚度上形成研磨层。磨粒具体地选自金刚石、立方氮化硼(CBN)、碳化硅(SiC)、天然刚玉和/或合成刚玉。刚玉例如是锆刚玉和/或氧化铝(Al2O3)。研磨层或研磨区域至少形成于支撑体的顶侧和/或下侧上。支撑体的磨粒与至少一个研磨圈的磨粒相同和/或不同。支撑体的研磨层或研磨区域具有相同或不同的磨粒。
根据权利要求3所述的粗磨工具确保了长使用寿命。优选地，支撑体具有两个支撑体加强件，所述两个支撑体加强件靠近支撑体的外侧，即靠近支撑体的顶侧和下侧。至少一个支撑体加强件借助于粘结剂或树脂接合到支撑体。外部支撑体加强件例如用粘结剂或树脂浸渍。外部支撑体加强件优选地为织物的形式，具体地说是玻璃织物或玻璃纤维织物。
根据权利要求4所述的粗磨工具确保了长使用寿命。优选地，支撑体具有嵌入于研磨层或研磨区域中的内部支撑体加强件。所述内部支撑体加强件散布有粘结磨粒。
根据权利要求5所述的粗磨工具确保了高的鲁棒性水平和长使用寿命。优选地，支撑体外径对应于研磨圈外径。
根据权利要求6所述的粗磨工具易于生产并且鲁棒。粗磨碟形式的粗磨工具也是普遍可用的。支撑体和/或至少一个研磨圈和/或研磨圈中的至少一者优选地具有偏移部。
根据权利要求7所述的粗磨工具具有极长的使用寿命。所述至少一个研磨圈，具体地说是由若干研磨圈形成的研磨圈叠层，布置在两个支撑体之间，每个支撑体包括用于粗磨的磨粒。所述支撑体以相同或不同的方式配置。第一支撑体在顶侧接合到研磨圈叠层的邻近布置的第一研磨圈，而第二支撑体在下侧接合到研磨圈叠层的邻近布置的最末研磨圈。
根据权利要求8所述的粗磨工具确保了高的鲁棒性水平和长使用寿命。研磨圈叠层的研磨圈以层的形式一个在另一个上方布置。
根据权利要求9所述的粗磨工具确保易于生产。研磨圈以简单的方式一个在另一个上方布置，并且邻近的研磨圈接合在一起。具体地说，接合通过粘接进行。优选地，邻近研磨圈在内部接合区域中接合在一起，并且不在围绕接合区域的工作区域中接合。支撑体和研磨圈叠层因此易于生产。
根据权利要求10所述的粗磨工具确保易于生产。第一研磨圈直接紧固到支撑体，而第二研磨圈仅紧固到第一研磨圈。因此，第二研磨圈不直接连接到支撑体，而是仅间接连接到支撑体。具体地说，接合通过粘接进行。优选地，研磨圈具有：内部接合区域，其中第一研磨圈接合到支撑体，并且第二研磨圈接合到第一研磨圈；以及工作区域，所述工作区域围绕接合区域并且其中未接合研磨圈。
根据权利要求11所述的粗磨工具确保了高移除能力。研磨圈叠层的研磨圈优选地不在工作区域中接合，而是以未层叠的方式彼此紧密地靠在一起。由于至少一个研磨圈未在工作区域中接合，因此所述研磨圈在磨坏之后易于从研磨过程移除。至少一个研磨圈由在基部上的研磨材料制成。因此，磨粒借助于粘结剂布置在背衬层或基部上。在磨粒磨坏之后，在研磨过程中实现了在工作区域中的背衬层或基部的有针对性的磨损，使得下层的研磨圈或支撑体容易并且快速地与待加工的工件接合。结果，实现了粗磨工具的高移除能力和高的侵蚀性水平。至少一个研磨圈的工作区域以基本上环形或碟形的方式形成。
根据权利要求12所述的粗磨工具确保了高移除能力。由于定向磨粒，实现了高的侵蚀性水平和高移除能力。这具体地允许平面地使用粗磨工具。磨粒优选由金刚石、立方氮化硼(CBN)、碳化硅(SiC)、天然刚玉和/或合成刚玉制成。刚玉例如是锆刚玉和/或氧化铝(Al2O3)。
根据权利要求13所述的粗磨工具确保了高的鲁棒性水平。由于研磨圈加强，实现了对特定研磨圈的撕裂的高阻力。研磨圈加强件至少在工作区域中紧固到至少一个研磨圈。优选地，研磨圈加强件在整个表面上，即在工作区域和接合区域中，紧固到至少一个研磨圈。研磨圈加强件具体地紧固到至少一个研磨圈的后侧。优选地，研磨圈加强件借助于粘结剂(例如酚醛树脂)紧固到研磨圈的后侧。具体地说，研磨圈加强件紧固到研磨圈中的每一个。研磨圈加强件例如借助于树脂接合到研磨圈的后侧或下侧。优选地，所有研磨圈接合到相关联的研磨圈加强件。如果需要，有可能仅将个别研磨圈接合到研磨圈加强件。优选地，研磨圈加强件紧固到至少一个研磨圈的后侧或下侧和/或嵌入于至少一个研磨圈的研磨层中。用于对研磨圈加强件进行紧固的粘结剂，具体地说树脂，具体地还用于将研磨圈紧固到支撑体或下层的研磨圈。
根据权利要求14所述的粗磨工具确保易于生产。至少一个研磨圈由在基部上的研磨材料制成。基部形成用于布置在其上的磨粒的背衬层。背衬层具体地配置为纸、硫化纤维、无纺布和/或背衬织物，例如织造织物和/或无纬织物。磨粒以定向和/或未定向的方式布置在背衬层上。磨粒借助于粘结剂粘结到背衬层。另外，顶层或顶部粘结物可以布置在磨粒上。
根据权利要求15所述的粗磨工具确保易于生产和长使用寿命。背衬织物具体地说是背衬织物，其在经向和纬向上具有至少一个线。优选地，背衬织物为聚酯/棉共混织物的形式。
根据权利要求16所述的粗磨工具确保了长使用寿命。至少一个研磨圈用填充树脂硬化，使得至少一个研磨圈在加工工件期间的循环偏差减小。由于明显的循环偏差，磨粒在磨粒被磨掉之前就从基部脱落，并且已经实现了其材料移除潜力。另外，由于脱落的磨粒，研磨材料层被削弱，因为邻近磨粒不再能够彼此支撑。由于硬化，防止了明显的循环偏差。通过随后向在基部上由研磨材料形成的研磨圈提供填充树脂，接着使填充树脂固化，来进行硬化。填充树脂例如选自由热固性材料、弹性体、合成树脂和/或热塑性塑料及其组合组成的群。优选地，填充树脂是热固性材料，例如酚醛树脂。在磨粒已接合到支撑体或下层的研磨圈之后，容易向研磨圈提供或浸渍填充树脂。优选地，将至少一个研磨圈浸入填充树脂浴中。
根据权利要求17所述的粗磨工具确保了高的鲁棒性水平以及长使用寿命。优选地，至少一个支撑体加强件和/或相应的研磨圈加强件是织物，具体地说是玻璃纤维织物。
根据权利要求18所述的粗磨工具确保了长使用寿命。相应研磨圈的至少一个研磨层包括磨粒。每个研磨圈可以在面向支撑体的下侧上和/或在背对支撑体的顶侧上具有研磨层。优选地，所有研磨圈在相应顶侧和/或相应下侧上具有研磨层。相应研磨圈的研磨层由相同磨粒或不同磨粒形成。此外，不同研磨圈的研磨层由相同磨粒和/或不同磨粒形成。
附图说明
从以下若干示例性实施例的描述中，本发明的其它特征、优点和细节将变得显而易见。
在图式中：
图1示出了根据第一示例性实施例的粗磨工具的示意性剖视图，
图2示出了图1中的粗磨工具的分解说明来展示结构，
图3示出了图1中的粗磨工具的支撑体和第一研磨圈以及相关联的第一研磨圈加强件的放大剖视图，
图4示出了根据第二示例性实施例的粗磨工具的示意性剖视图，以及
图5示出了图1或4中的粗磨工具的支撑体和第一研磨圈以及相关联的第一研磨圈加强件的放大剖视图。
具体实施方式
在下文中参考图1到3描述第一示例性实施例。粗磨工具1是粗磨碟的形式，并且具有碟形或盘形支撑体2和研磨圈叠层3。支撑体2和研磨圈叠层3与公共轴线M同心地形成用于紧固工具驱动器的通孔5。支撑体2形成环形偏移部6。平面工作区域7径向布置在偏移部6的外侧，而接合区域8和夹持区域9径向布置在偏移部6的内侧。或者，粗磨碟可以按平面方式形成。
研磨圈叠层3具有数目N个研磨圈S和相关联的研磨圈加强件A，其中，对于数目N：1≤N≤9，具体地说2≤N≤8，并且具体地说3≤N≤7。图2说明了例如具有四个研磨圈和四个相关联的研磨圈加强件的研磨圈叠层3，其中研磨圈个别地表示为S1到S4，而相关联的研磨圈加强件为A1到A4。每个特定的研磨圈加强件A1到A4紧固到相应的相关联研磨圈S1到S4的后侧10。借助于粘结剂，例如酚醛树脂，例如在整个表面上进行紧固。每个特定的研磨圈加强件A1到A4至少设置在相应研磨圈S1到S4的工作区域7中并且在其整个表面上紧固到后侧10。每个特定的研磨圈加强件A1到A4例如是由玻璃纤维制成的织物和/或由黄麻纤维制成的织物。
具有相关联的第一研磨圈加强件A1的第一研磨圈S1在接合区域8中紧固到支撑体2。紧固具体地说通过粘接进行。举例来说，在接合区域8中，接近于偏移部6，施加环绕的粘合层4，借助于所述粘合层，包含相关联研磨圈加强件A1的第一研磨圈S1被粘接。粘合层4具体地通过用于将研磨圈加强件A1紧固到研磨圈S1的粘结剂或树脂形成。包含相关联的第二研磨圈加强件A2的第二研磨圈S2在接合区域8中紧固到第一研磨圈S1。紧固具体地说通过粘接进行。举例来说，以对应方式，在接合区域8中，接近于偏移部6，施加环绕的粘合层4，借助于所述粘合层，进行粘接。研磨圈S2到下层的研磨圈S1的粘接具体地说用粘结剂或树脂进行，所述粘结剂或树脂还用于将研磨圈加强件A2紧固到研磨圈S2。以对应方式，具有相关联的第三研磨圈加强件A3的第三研磨圈S3紧固到第二研磨圈S2，并且具有相关联第四研磨圈加强件A4的第四研磨圈S4紧固到第三研磨圈S3。因此，具有相关联研磨圈加强件A1的第一研磨圈S1紧固到支撑体2，而具有相关联研磨圈加强件A2到A4的另外的研磨圈S2到S4紧固到相应的下层的研磨圈S1到S3。因此，具有相关联研磨圈加强件A2到A4的研磨圈S2到S4不直接紧固到支撑体2。在工作区域7中，具有相关联研磨圈加强件A1到A4的研磨圈S1到S4被松开或未接合，并且以未层叠方式彼此紧密地靠在一起。
支撑体2具有支撑体外径DT，并且具有相关联研磨圈加强件A1到A4的研磨圈S1到S4具有研磨圈外径DS，其中优选地：0.1·DS≤DT≤1.2·DS，具体地说0.5·DS≤DT≤1.1·DS，并且具体地说0.8·DS≤DT≤DS。在根据图2的示例性实施例中，例如：DT≈DS。
研磨圈S1到S4呈在基部上的研磨材料的形式。研磨圈S1到S4包括背衬层11，定向磨粒13借助于粘结剂12粘结到所述背衬层。在定向磨粒13上形成顶层14。背衬层11形成用于紧固相应研磨圈加强件A1到A4的后侧10。具有磨粒13和顶层14的粘结剂12形成研磨圈S1到S4的相应研磨层17。研磨层17布置在相应研磨圈S1到S4的背对支撑体2的顶侧上。替代地或另外，研磨层17可以布置在面向支撑体2的下侧上。优选地，研磨层17布置在顶侧和下侧上，从而允许双侧加工。
背衬层11例如配置为纸、硫化纤维、无纺布和/或背衬织物。优选地，背衬织物包括聚酯纤维、棉纤维和/或玻璃纤维。背衬层11具体地配置为聚酯/棉共混织物。粘结剂12例如是合成树脂，具体地说是酚醛树脂。定向磨粒13例如是金刚石磨粒。磨粒13具体地选自金刚石、立方氮化硼(CBN)、碳化硅(SiC)、天然刚玉和/或合成刚玉。刚玉例如是锆刚玉和/或氧化铝(Al2O3)。
支撑体2被配置成用于粗磨。其包括借助于粘结剂15粘结的磨粒16，以及支撑体加强件18和19。磨粒16例如选自金刚石、立方氮化硼(CBN)、碳化硅(SiC)、天然刚玉和/或合成刚玉。刚玉例如是锆刚玉和/或氧化铝(Al2O3)。外部支撑体加强件18布置在面向第一研磨圈S1的顶侧20和背对研磨圈S1的下侧21邻近，而内部支撑体加强件19嵌入于支撑体2中并且散布有粘结剂15和磨粒16。支撑体2在轴线M的方向上具有支撑体厚度dT，支撑体2以所述厚度形成粗磨层或研磨层22。支撑体加强件18、19优选地为织物的形式。所述织物具体地包括玻璃纤维和/或黄麻纤维。
在下文中参考图4描述了本发明的第二示例性实施例。与第一示例性实施例相反，配置为粗磨碟的粗磨工具1具有第二支撑体23，使得研磨圈叠层3布置在第一支撑体2与第二支撑体23之间。第二支撑体23以与第一支撑体2相同的方式形成。第二支撑体23以与第一支撑体2相同的方式定向，并且在接合区域8中紧固到最末研磨圈S4。紧固具体地说通过粘接进行。另外，研磨圈S1到S4浸渍有填充树脂24，所述填充树脂在固化后使研磨圈S1到S4硬化。因此，填充树脂24另外被引入到由基部上的研磨材料形成的研磨圈S1到S4中。为此，粗磨工具1，例如在紧固研磨圈S1到S4之后，用填充树脂24浸渍，优选地通过浸入填充树脂24的浴中。填充树脂24例如是合成树脂，优选地是酚醛树脂。填充树脂24具体地浸渍背衬层11，并且使其中含有的线硬化。关于进一步的结构，参考对第一示例性实施例的描述。
在图5中，描述了第三示例性实施例，其也可与前两个实施例组合。在此情况下，研磨圈S1到S4各自形成两个研磨层17，使得每个特定研磨圈加强件A1到A4嵌入于相关联的研磨圈S1到S4中。研磨层17中的一个面向支撑体2或23，而另一研磨层17背对支撑体2或23。这意味着研磨层17形成于相应研磨圈S1到S4的顶侧和下侧上。这允许用粗磨工具1进行双侧加工。关于进一步的结构，参考第一示例性实施例。
根据本发明，支撑体2或支撑体2、23用于支撑研磨圈叠层3，并且同时自身用于粗磨。由于具有相关联研磨圈加强件A1到A4的研磨圈S1到S4未在工作区域7中接合而是以未层叠的方式彼此紧密地靠在一起，因此允许有针对性的磨损，使得不连续磨损的磨粒13在研磨过程中进行研磨接合。由于定向磨粒13，实现了高移除能力和高的侵蚀性水平，使得粗磨工具1具体地也可以在平面设定角度下使用，具有根据本发明的优点。支撑体2自身或支撑体2、23自身具有粗磨工具的特性，具体地说具有粗磨碟的特性。粗磨工具1例如被配置为粗磨碟或粗磨杯形轮。如果需要，有可能在研磨圈加强件与相邻研磨圈中的一个之间设置额外的纸分离层。
Claims (18)
1.一种粗磨工具，其具有
-支撑体(2、23)，
-至少一个研磨圈(S1到S4)，以及
-用于对工具驱动器进行紧固的通孔(5)，
其特征在于，
所述支撑体(2、23)包括用于粗磨的磨粒(16)。
2.根据权利要求1所述的粗磨工具，其特征在于，所述支撑体(2、23)形成研磨区域(22)，所述研磨区域包括借助于粘结剂(15)粘合的所述磨粒(16)。
3.根据权利要求1或2所述的粗磨工具，其特征在于，所述支撑体(2、23)包括至少一个支撑体加强件(18)，所述支撑体加强件具体地布置在所述支撑体(2、23)的顶侧(20)和/或下侧(21)邻近。
4.根据权利要求3所述的粗磨工具，其特征在于，至少一个支撑体加强件(19)嵌入所述研磨区域(22)中。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述支撑体(2、23)具有支撑体外径DT，并且所述至少一个研磨圈(S1到S4)具有研磨圈外径DS，其中：0.1·DS≤DT≤1.2·DS，具体地说0.5·DS≤DT≤1.1·DS，并且具体地说0.8·DS≤DT≤DS。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述支撑体(2、23)以碟形方式形成，并且具体地说具有偏移部(6)。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述至少一个研磨圈(S1到S4)布置在第一支撑体(2)与第二支撑体(23)之间。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
对于所述至少一个研磨圈(S1到S4)的数目N：1≤N≤9，具体地说2≤N≤8，并且具体地说3≤N≤7。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
多个研磨圈(S1到S4)彼此重叠地布置，其中第一研磨圈(S1)紧固到所述支撑体(2)，并且每个另外的研磨圈(S2到S4)紧固到下层的研磨圈(S1到S3)。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
第一研磨圈(S1)紧固到所述支撑体(2)，并且第二研磨圈(S2)紧固到所述第一研磨圈(S1)。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述至少一个研磨圈(S1到S4)形成接合区域(8)和围绕所述接合区域(8)的工作区域(7)，并且所述至少一个研磨圈(S1到S4)紧固到所述接合区域(8)并且在所述工作区域(7)中松开。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述至少一个研磨圈(S1到S4)具有定向磨粒(13)。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
研磨圈加强件(A1到A4)紧固到所述至少一个研磨圈(S1到S4)的表面的至少一部分。
14.根据权利要求1到13中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述至少一个研磨圈(S1到S4)包括其上布置有磨粒(13)的背衬层(11)，其中所述背衬层(11)具体地配置为纸、硫化纤维、无纺布和/或背衬织物。
15.根据权利要求14所述的粗磨工具，其特征在于，所述背衬织物包括聚酯纤维、棉纤维和/或玻璃纤维，并且具体地说为聚酯/棉共混物。
16.根据权利要求1到15中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述至少一个研磨圈(S1到S4)用填充树脂(24)硬化。
17.根据权利要求3到16中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述至少一个支撑体加强件(18、19)和/或所述研磨圈加强件(A1到A4)包括玻璃纤维和/或黄麻纤维。
18.根据权利要求1到18中任一项所述的粗磨工具，
其特征在于，
所述至少一个研磨圈(S1到S4)分别形成至少一个研磨层(17)，所述至少一个研磨层具体地布置在所述至少一个研磨圈(S1到S4)的顶侧和/或下侧上。
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