凹孔中帶有磨料復(fù)合單元的研磨件制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及研磨件，特別是涉及帶涂層的有模壓底板的研磨件，模壓底板上有凹孔，凹孔中帶有磨料復(fù)合單元。每個(gè)磨料復(fù)合單元都按照所要求的側(cè)面間距排列成一種精確的圖形。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了一種制備研磨件的方法。另一種實(shí)施方案是提供貫穿整個(gè)模壓底板的凹孔，以使磨料復(fù)合單元從模壓底板的前表面和后表面上都向外凸出。（*該技術(shù)在2013年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及研磨件，特別是涉及帶涂層的有壓紋底材的研磨件，壓紋底材上有凹孔，凹孔中帶有磨料復(fù)合單元。研磨件在現(xiàn)有技術(shù)中早已為人們所知，并且被用于對(duì)各種表面進(jìn)行研磨，精加工和拋光。在其最基本的形式中，帶涂層的研磨件含有與底材粘結(jié)在一起的磨粒。紙和布早就用作底材來制造帶涂層的研磨件，也可以把磨粒粘結(jié)在其他類型的底材上，包括剛性底材。粗級(jí)研磨件用于對(duì)工件進(jìn)行粗磨或研磨。在此系列的另一端，把極細(xì)的磨粒，有時(shí)稱作微磨粒，結(jié)合到帶涂層的研磨件中并用于完成高精度公差的精加工或拋光。例如，用含微磨粒的帶涂層的研磨件可進(jìn)行磁頭的精加工;軟盤的拋光或磨光在丙烯酸樹脂的表面造成高光潔度，以及對(duì)不銹鋼或黃銅作最后的精加工。無論是采用微磨粒、粗磨粒，或其他類型的磨粒，帶涂層的研磨面上都會(huì)被工件的磨耗材料所堵塞或粘住。解決此問題的一條途徑已經(jīng)發(fā)表，方法是將磨粒在底材表面排列成網(wǎng)點(diǎn)圖形或矩陣，例如可參閱Hurst的美國專利3246430，Gorton的美國專利794495，Bergstrom的美國專利1657784，和Kramis等人的美國專利4317660。當(dāng)磨粒被排列成這種圖形時(shí)，就有了清除磨耗材料的通道。通過將粘合劑在底材上涂成所需的網(wǎng)點(diǎn)圖形，制成了磨粒也排成點(diǎn)狀圖形的帶涂層的研磨件，這樣，表面就充滿了粘在粘合劑點(diǎn)上的磨粒，這種方法使每個(gè)粘合劑位置上都有多個(gè)磨粒。另一種方法是，粘合劑可以是連續(xù)的而磨?？膳帕谐伤璧膱D形。用手將磨粒，例如金剛石，排列成所需圖形，已經(jīng)制成其他類型的研磨工具。但是將用手工放置大的磨料例如金剛石，用于商售的柔性涂層研磨件上還沒有見過。即使經(jīng)過嚴(yán)格分級(jí)，磨粒大小仍會(huì)有所不同，特別是具有不規(guī)則的形狀。在使用尺寸大體相同的球形聚集體時(shí)，由于不規(guī)則大小和形狀的粒子所造成的一些問題已經(jīng)有報(bào)導(dǎo)。即使采用了經(jīng)過嚴(yán)格分級(jí)的球形聚集體，但由于不能調(diào)節(jié)磨?；蚓奂w的數(shù)量及配置，仍然進(jìn)一步帶來問題，如切削速率不勻;并產(chǎn)生不合格尺寸的劃痕。這些問題在微磨應(yīng)用中是很突出的。Calhoun等人的美國專利4930266公開了一種能在高切削速率下進(jìn)行精加工的研磨件。Calhoun等人公開了一種印制方法，是把單個(gè)的磨粒或聚集體排列成規(guī)則的預(yù)定圖形。因此由Calhoun等人所描述的研磨件提供了能夠產(chǎn)生相對(duì)可預(yù)測的，一致的，可重復(fù)的表面光潔度的研磨件。即使這樣，仍然需要能使表面具有可預(yù)測的，一致的，可重復(fù)的表面光潔度的研磨件。也需要易于從研磨件表面除去磨耗材料的研磨件。本專利技術(shù)提供了在預(yù)定切削速率下能使表面具有可預(yù)測的，一致的，可重復(fù)的表面光潔度的研磨件。制造本專利技術(shù)研磨件的方法很有效，并能夠生產(chǎn)如下的研磨件，即磨料復(fù)合單元按照精確的圖形牢固固定在底板的凹孔中，并且使每個(gè)磨料復(fù)合單元之間留下所需要的側(cè)面空間。每個(gè)磨料復(fù)合單元都含有分散在粘合劑中的磨粒。優(yōu)選的是磨料復(fù)合單元中含有5-95%重量的磨粒。按照本專利技術(shù)的方法，提供了一種具有前表面和后表面的壓花底板，前表面帶有多個(gè)凹孔，凹孔又分為凹面部分和側(cè)壁部分。側(cè)壁部分位于在前表面和凹面部分之間，從而限定了底板前表面中的多個(gè)凹孔。凹孔中填充了研磨膏，該研磨膏含有許多分散在粘合劑母體中的磨粒。凹孔中還含有膨脹劑，它或者與研磨膏分開放置，或者分散在研磨膏中，當(dāng)膨脹劑被活化時(shí)，會(huì)引起研磨膏向外膨脹并超出壓花底板的前表面。粘合劑母體硬化后，單個(gè)的磨料復(fù)合單元就延伸高出模壓底板的前表面。為了進(jìn)一步使磨料復(fù)合單元固定在模壓底板上，還可以在模壓底板的前表面和磨料復(fù)合單元上涂敷一層膠料涂層。另一種實(shí)施方案是，凹孔可以延伸貫穿整個(gè)模壓底板。在此方案中，膨脹劑的作用是迫使研磨膏膨脹向外既高出前表面又高出后表面，從而使磨料復(fù)合單元凸出在模壓底板的每個(gè)側(cè)面上。為了進(jìn)一步使磨料復(fù)合單元固定在模壓底板上，可在模壓底板的前表面或后表面或兩面都涂敷一層膠料涂層。本專利技術(shù)的一種實(shí)施方案是研磨件中具有一個(gè)帶前表面和后表面的模壓底板，上述前表面中形成了許多凹孔，每個(gè)凹孔又有一個(gè)側(cè)壁部分和一個(gè)凹面部分，側(cè)壁部分從前表面一直擴(kuò)展到每個(gè)凹孔的凹面部分;許多磨料復(fù)合單元安置在上述凹孔中，使每個(gè)凹孔中最多含有一個(gè)磨料復(fù)合單元，這些磨料復(fù)合單元延伸高出模壓底板的前表面，每個(gè)磨料復(fù)合單元都被一片不含磨料復(fù)合單元的區(qū)域所包圍，上述磨料復(fù)合單元含有分散在粘合劑中的磨粒。本專利技術(shù)的另一種實(shí)施方案是研磨件中含有一個(gè)模壓底板，它有一個(gè)前表面，一個(gè)后表面，并且有許多凹孔延伸貫穿模壓底板，這種凹孔包括一個(gè)從模壓底板前表面一直延伸到后表面的側(cè)壁部分，許多磨料復(fù)合單元安置在上述凹孔中，使每個(gè)凹孔中都最多含有一個(gè)磨料復(fù)合單元。這種磨料復(fù)合單元從模壓底板延伸既高出前表面又高出后表面，每個(gè)磨料復(fù)合單元都被一片不含磨料復(fù)合單元的區(qū)域所包圍，上述磨料復(fù)合單元又含有分散在粘合劑中的磨粒。這里所述的“模壓底板”，是指凹孔部分延伸或完全延伸貫穿模壓底板，或者是兩種都有。這種模壓底板可以由單層或多層組成，其中到少有一層必須經(jīng)過模壓。這樣才能在與第二層疊合的面層中形成凹孔。在多層模壓底板中，每一層可以用相同材料或不同材料制成。本專利技術(shù)的方法不論是根據(jù)面積間距(單元/cm2)測量，還是用線性間距(每線性厘米的單元數(shù))測量，或是用其他方法測量，都容許磨料復(fù)合單元之間有非常精確和緊密的間距。當(dāng)用線性間距測量時(shí)，可以測出個(gè)數(shù)最多的方向上磨料復(fù)合單元的數(shù)目。這里所述的“精確”，是指單個(gè)磨料復(fù)合單元以預(yù)定方式排列有模壓底板上的位置。每個(gè)精確相間的磨料復(fù)合單元的側(cè)面間距不必完全相同，但對(duì)于特殊的用途則應(yīng)當(dāng)按要求予以間隔。這里所述的“規(guī)則”，是指磨料復(fù)合單元按照一定的圖形間隔排列在特定的線形方向上，以使相鄰的磨料復(fù)合單元間距大體相同。例如，一種規(guī)則矩陣形式是使磨料復(fù)合單元的行和列滿足下列條件使相鄰的行間距為X，相鄰的列間距為Y。附圖說明圖1是涂敷研磨膏之前的有一個(gè)底層的模壓底板的示意透視圖。圖2是向模壓底板的凹孔中涂敷研磨膏的示意透視圖。圖3是本專利技術(shù)的研磨件在膨脹劑被活化后的示意透視圖。圖4是本專利技術(shù)的研磨件剖面示意圖。圖5是本專利技術(shù)的研磨件剖面示意圖。圖6是本專利技術(shù)的研磨件剖面示意圖。圖7是本專利技術(shù)的研磨件剖面示意圖。本專利技術(shù)提供了包含模壓底板的研磨件，其中凹面部分分布著磨料復(fù)合單元。這種磨料復(fù)合單元含有分散在粘合劑中的磨粒。圖1到圖6示意性地描繪了本專利技術(shù)的研磨件及其相關(guān)部分。這些圖不必按比例繪制，但按比例繪制是為了最好地舉例說明其組成及相互關(guān)系。參照圖1，所示為整體定為10的研磨件的一部分，它有模壓底板11，面層12和底層14。面層12有包括凹孔20的前表面16，凹孔20又包括側(cè)壁部分22和凹面部分(沒有注出)。參照圖2，所示為整體定為23的研磨件的一部分，它有模壓底板24，面層25和底層26，面層25包括前表面27和凹孔28。刮刀29表示向凹孔28中涂敷研磨膏30。填滿的凹孔31也已注明。參照圖3，所示為整體定為40的研磨件的一部分，它有模壓底板41，面層42和底層43。面層42有前表面44，其中含有向外凸出的磨料復(fù)合單元46。參照圖4，所示為是研磨件50的剖面圖。研磨件50包含模壓底板51，面層52和底層54。面層52有前表面56和凹孔60。每個(gè)凹孔60都包含側(cè)壁部分62和凹面部分64。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
制造研磨件的方法，該方法包含下列步驟：Ａ．提供具有前表面和后表面的模壓底板，所述前表面上有形成的凹孔，凹孔有側(cè)壁部分和凹面部分，每個(gè)凹孔的側(cè)壁部分從每個(gè)凹孔的前表面一直延伸到凹面部分；Ｂ．在凹孔中填充研磨膏，它含有許多分散在粘合劑母體中的磨粒；Ｃ．使所述研磨膏膨脹高出模壓底板的前表面；并且Ｄ．固化所述粘合劑母體以形成擴(kuò)展到高于所述底板前表面的多個(gè)磨料復(fù)合單元。

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：WJ布魯克斯沃特，CD卡豪恩，RJ韋布，
申請(專利權(quán))人：明尼蘇達(dá)州采礦制造公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]