專利名稱：磨盤和緊固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括一背襯板和壓配到該背襯板上的緊固件的研磨物件。
背景技術(shù)：
各種研磨物件用來磨削或拋光各種基質(zhì)，包括鋼和其它金屬、木材、木質(zhì)的層合品、工程用板、塑料、玻璃纖維、皮革和陶瓷。研磨物件可呈任何各種形式，包括片、盤、帶、輪和條帶。
許多研磨物件在打磨組件中用作為盤片。典型的砂紙打磨或打磨組件包括由一彈性和加強(qiáng)材料，例如，橡膠或塑料制成的環(huán)形備用墊，以及具有背襯板和研磨表面(例如，由涂覆的研磨盤和無紡的研磨盤提供)的研磨盤，研磨表面包括研磨材料(例如，磨粒和磨粒膏劑)。研磨盤和備用墊通常安裝在一工具的旋轉(zhuǎn)軸上，并使用一緊固螺母將研磨盤和備用墊固定到工具軸上。工具軸插入到研磨盤和備用墊的中心孔中。通過將螺母擰到軸上，從而通過磨盤擠壓到備用墊上而可轉(zhuǎn)動地將盤安裝在備用墊上，這樣，在磨盤上施加摩擦壓力。在使用中，組件的軸旋轉(zhuǎn)，使用相當(dāng)?shù)牧⒛ケP的研磨表面壓靠在基質(zhì)或工件上，以便于磨削基質(zhì)或工件。在打磨過程中，磨盤承受劇烈的應(yīng)力。
磨粒材料可全部地覆蓋或僅局部地覆蓋在背襯板的表面上。一種特定型式的磨盤使用一環(huán)形的涂復(fù)到背襯板上的磨粒材料，這樣，磨粒材料的內(nèi)徑向邊界與背襯板同心。具有一環(huán)形磨粒材料的磨盤的實例包括片狀盤、無紡表面處理盤以及磨輪。
用于研磨物件(例如，磨盤)的背襯板通常由下列材料制成紙、諸如酚醛浸漬的玻璃纖維的聚合物材料、布、無紡材料、硫化纖維，或這些材料的組合。然而，許多這些材料不適合用于某些應(yīng)用，因為它們沒有足夠的強(qiáng)度、彈性或耐沖擊能力。此外，其中有些材料老化太快。在某些情形中，材料對用作冷卻劑和切割流體的液體較為敏感。其結(jié)果，在某些應(yīng)用中可發(fā)生產(chǎn)品使用壽命較短的現(xiàn)象。
一種普通的背襯板材料是硫化纖維。硫化纖維背襯板通常耐熱且強(qiáng)度大，當(dāng)涂覆的磨粒使用于強(qiáng)加熱和壓力的嚴(yán)重工況條件的磨削操作時這種背襯板具有其優(yōu)越的特征。例如，硫化纖維用于某種磨削操作中，例如，焊接打磨、外形打磨以及邊緣打磨，其中，涂覆的磨料可面對140℃以上的溫度。然而，硫化纖維背襯板價錢貴，且吸濕，因此對濕度較為敏感。
在極端的濕度條件下(即高和低濕度條件)，分別由于水分的吸收或喪失，硫化纖維通常膨脹或收縮。其結(jié)果，由硫化纖維制成的砂輪磨具趨于形成杯形，致使涂覆的磨盤以凹陷或凸出的方式卷曲。當(dāng)呈現(xiàn)這種杯形或發(fā)生卷曲時，受影響的磨盤不再平坦地位于背襯墊或支承墊上。這樣，磨盤變得不能使用。
為了克服杯形和卷曲問題，已有人使用諸如酚醛加強(qiáng)纖維背襯板之類的其它類型的背襯板材料。盡管這些背襯板通常更能抵抗杯形或卷曲，但使用這種類型的材料已導(dǎo)致其它的問題(例如，開裂)。
要求設(shè)計出磨盤，其能快捷并容易地從轉(zhuǎn)動軸上拆下。一種將磨盤固定到軸上的常用的技術(shù)是通過將一螺母擰入到一工具的轉(zhuǎn)動軸上(由此，將盤壓緊在背襯墊上)而得以實現(xiàn)。每次要求改換磨盤時，通常需要使用工具(例如，扳手)來擰松和擰緊螺母。改換磨盤所需的時間明顯地可限制打磨任務(wù)的效率。為了解決這個問題，已有人使用其它類型的緊固件。遺憾的是，這種緊固件不能實施快捷和容易的拆裝。
例如，酚醛加強(qiáng)背襯板結(jié)合一插入物一起使用，該插入物粘結(jié)或附連在形成通過背襯墊的一中心孔內(nèi)。其它的實例是采用粘結(jié)劑粘結(jié)或機(jī)械方法連接到背襯板上的金屬扣眼或螺母。采用這兩種類型安裝結(jié)構(gòu)中的任一種來制作商用的有用的實施例的制造方法相當(dāng)昂貴。這種費(fèi)用之昂貴一部分可歸結(jié)于鉆孔或打洞，或?qū)⒉迦胛锘蚪饘倏垩坫T接在背襯板內(nèi)而又不致使相對脆的背襯板開裂引起的加工難度。
當(dāng)使用相對柔軟的背襯板材料時，背襯板趨于不理想地卷曲或變成其它的畸形。此外，更加困難的是，難于將緊固件足夠地固定在背襯板上。
還有一種需要是要求研究出能提供一種具有耐受相對粗糙打磨環(huán)境的足夠強(qiáng)度的磨盤的制造工藝過程，這種磨盤可容易地制造和在工具上進(jìn)行拆卸。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本發(fā)明提供一磨具，它包括(a)一具有一第一主表面和與第一主表面相對的一第二主表面的背襯板(例如，大致圓形的背襯板)，其中，背襯板包括一從其中延伸通過的中心孔，且其中，背襯板包括一熱塑性粘結(jié)劑材料和含纖維的加強(qiáng)材料；(b)一固定在背襯板的第一主表面上的磨料層；以及，(c)一壓配在背襯板上的緊固件，以形成中心孔。
在另一方面，本發(fā)明提供一種制造磨具的方法，它包括將粘結(jié)劑涂覆到具有一中心孔的背襯板上，其中，背襯板包括一熱塑性粘結(jié)劑材料和含纖維的加強(qiáng)材料；將磨粒材料放置在粘結(jié)劑上；將背襯板放在一夾具上；放上一具有叉的緊固件，從而與中心孔同心；以及，將叉推入通過背襯板并彎折叉，以固定地將緊固件連接到背襯板上。
在另一方面，本發(fā)明提供一種打磨表面的方法，該方法包括提供一包括下列部件的磨具一具有一第一主表面和與第一主表面相對的一第二主表面的背襯板，其中，該背襯板包括一通過其中延伸的中心孔，以及，背襯板包括一熱塑性粘結(jié)劑材料和含纖維的加強(qiáng)材料；一固定在背襯板的第一主表面上的磨料層；以及一壓配在背襯板上的緊固件，以形成中心孔；通過磨具的中心孔將磨具連接到一軸上(例如，一工具的轉(zhuǎn)動軸)；將磨料層的至少一部分與工件的表面接觸；以及相對于工件的表面移動(例如，轉(zhuǎn)動軸)磨具，這樣，工件的至少一部分被磨料層的至少一部分打磨。
附圖的簡要說明本發(fā)明將參照下面供參考的附圖作進(jìn)一步解釋，其中，在全部的若干個視圖中，本發(fā)明不同的實施例中的相同的結(jié)構(gòu)用相同的標(biāo)號表示。


圖1是安裝在一工具上的、根據(jù)本發(fā)明的一示范的磨具10的立體圖。
圖2是圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的示范的磨具的平面圖。
圖3是沿線″3-3″截取的、圖2所示的磨具的截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一示范的磨具的截面圖。
盡管以上標(biāo)明的附圖闡明的是本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，但如在討論中所指出的，也可構(gòu)思本發(fā)明的其它的實施例。本公開的描述借助于代表性的實例給出本發(fā)明的說明性的實施例，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可在本發(fā)明原理的范圍和精神內(nèi)，設(shè)計出許多其它的改型和實施例。
詳細(xì)描述一根據(jù)本發(fā)明示范的磨盤的立體圖示于圖1中。所示磨盤10安裝在工具12上(如圖所示的一角向砂輪)。磨盤10旋入在工具12的螺紋軸14上。軸14形成一延伸通過磨盤10中心的縱向軸線15。磨盤10具有一固定地安裝在大致圓形的背襯板22上的環(huán)形磨料20(如圖所示的片形盤)。盡管所示磨盤10安裝在角砂輪機(jī)12上，但應(yīng)該理解的是，任何具有一轉(zhuǎn)動軸的工具均可結(jié)合磨盤10使用(例如一鉆孔機(jī))。所謂“大致圓形”是指磨盤的形狀為圓形，且是典型的圓形，然而，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，也可采用其它形狀(例如六角形)。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的磨盤10的一平面圖。緊固件24安裝在背襯板22上，這樣，使磨盤10旋入到工具12的軸14上。背襯板22具有打磨表面22A和工具表面22B(如圖3所示)。例如，緊固件24可以是一“無螺紋緊固件”，或如在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的金屬板螺母，以及如美國專利2,156,002(Tinnerman)中所述的Tinnerman螺母緊固裝置。盡管Tinnerman螺母是優(yōu)選的緊固裝置，但在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下也可采用其它類型的緊固件。較佳的緊固件24是1.5英寸(38.1毫米)快速換裝鈕，嚙合5/8英寸直徑、每英寸11螺牙的軸(15.875毫米直徑、每毫米0.43螺牙)，其由加利福尼亞州洛杉磯市的Metal Products Engineering公司制造。例如，緊固件24可由28量具鋼制成，但在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，也可采用其它的材料(例如，黃銅或鋁)。中心孔26(如圖2中虛線所示)延伸通過背襯板22的中心。緊固孔29圍繞中心孔26同軸地設(shè)置，并圍繞中心孔26沿徑向間隔開，延伸通過背襯板22。
如圖2所示的磨盤10的橫截面示于圖3中。為說明起見，工具軸14(虛線表示)圖示為旋入到緊固件24中。緊固件包括環(huán)形突緣28，它定位成使突緣28的頂表面30與背襯板22的打磨表面22A接合。與環(huán)形突緣28一體形成的縱向接合圓柱31延伸通過中心孔26。一般來說，當(dāng)它安裝在軸14上時，背襯墊組件14A(虛線表示)用來支承磨盤10。工具的軸14旋入到在圓柱31上的環(huán)形環(huán)31A上。環(huán)形環(huán)31A使磨盤10快速地旋入和旋出軸14。
磨料20粘結(jié)在背襯板22的打磨表面22A上。例如，磨料20可成形而形成與中心孔26同心的環(huán)面32。環(huán)面32具有徑向內(nèi)邊緣34和徑向外邊緣36。粘結(jié)劑38設(shè)置在磨料20與背襯板22之間，以將磨料20的環(huán)面32固定到背襯板22上。粘結(jié)劑38的內(nèi)緣34沿環(huán)面32的內(nèi)邊緣34設(shè)置，其中，內(nèi)邊緣34最靠近背襯板22。
緊固件24通過叉46固定在背襯板22上，叉46與環(huán)形突緣28一體形成。叉46彎曲通過緊固孔29，從背襯板22的打磨側(cè)30延伸到背襯板22的工具表面22B。延伸超過工具表面22B的各叉46的部分然后向內(nèi)(或向外)彎曲，以便沿背襯板22的工具表面22B沿徑向延伸。因此，叉46接合背襯板22，這樣，緊固件24在轉(zhuǎn)動方向和軸向上均被固定到背襯板22上。當(dāng)緊固件24安裝在背襯板22(將在下文中討論)時，通常在背襯板22上形成緊固孔29。因此，緊固件24應(yīng)由硬度足以將叉46推過背襯板22的材料制成，而同時足以柔軟使叉46可沿工具表面22B彎曲。
利用叉46將緊固件24安裝在背襯板22上，以將緊固件24固定到位，這就使利用本發(fā)明組裝磨盤的方法變得簡單。例如，磨盤10可以如下進(jìn)行制造手工或自動地(使用一機(jī)器)選擇背襯板22，并將背襯板22放置在旋轉(zhuǎn)心軸上。心軸可以恒定的速度旋轉(zhuǎn)，以便于涂覆粘結(jié)劑。例如，粘結(jié)劑可手工地或自動地被涂覆。例如，通過控制轉(zhuǎn)速、涂覆時間、粘結(jié)劑流量以及添加到塑料背襯板22上的排數(shù)，來控制涂覆的粘結(jié)劑的量。例如，這些因素可受到背襯板22的直徑以及粘結(jié)到背襯板上的磨料的類型的影響。然后，塑性背襯板22可轉(zhuǎn)向到另一工位，例如，采取手工或自動的方式，在該工位，例如根據(jù)形成磨盤的類型，矩形片狀的磨料添加到背襯板上以形成片狀盤，材料的磨料環(huán)放置在背襯板上，或磨粒材料以其它方式添加到背襯板上。磨粒材料可以中心定位，或其它方式定位在背襯板上，例如，利用一夾具或壓機(jī)。通常，粘結(jié)劑是固化材料，它在添加緊固件24之前或之后固化，例如用手工或自動的方式，通過背襯板22的中心孔26。
背襯板22放置在一鉚接夾具內(nèi)以定向于中心孔26。緊固件24放置在中心孔26內(nèi)并定向成基本上與由孔26形成的圓周同心。對鉚接固定裝置(未示出)施加壓力，該固定裝置的功能是當(dāng)將叉46推入通過背襯板22，并彎折叉46以在背襯板22和緊固件24之間實現(xiàn)可靠的連接時，它將背襯板22和緊固件夾持到位。
上述方法僅是將緊固件配裝到背襯板上的一個示范性方法。應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，也可采用本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的其它方法。例如，緊固件可通過中心孔從工具表面延伸到打磨表面。此外，例如，可使用如美國專利4,245,438(van Buren，Jr.)中所述的Grit-Lock型緊固件。Grit-Lock型緊固件基本上可按上述相同的方式安裝到背襯板上。此外，組裝步驟的順序不必完全如上所述地進(jìn)行(例如，緊固件24可在粘貼磨料之前固定到背襯板22上)。
將緊固件壓配入背襯板能使快捷換裝緊固件經(jīng)濟(jì)地插入到磨盤中。緊固件重量輕，相對于盤可轉(zhuǎn)動地固定，這樣，整個盤可轉(zhuǎn)動地從軸上旋入和旋出緊固件，而不必如以前那樣要求使用扳手。在使用方便性上，結(jié)果得到顯著的改進(jìn)，其允許快捷換裝磨盤，當(dāng)各磨盤變得磨損時或當(dāng)需要具有不同磨料介質(zhì)時，就需要這種快捷的換裝。先前的背襯板做得相當(dāng)硬，無彈性的材料可耐受粗糙的打磨環(huán)境，然而，企圖將緊固件壓配入這些先前的背襯板，卻導(dǎo)致背襯板的碎裂。
盡管圖1-4代表根據(jù)本發(fā)明的磨具，但在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，也可構(gòu)思成具有其它形狀和形式的其它結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的磨具(例如一盤)可根據(jù)磨具的最終用途而具有各種各樣的背襯板形狀。例如，背襯板可以是錐形的，這樣，背襯板的中心部分厚于外圍部分。背襯板可具有均勻的厚度或非均勻的厚度。背襯板可呈浮雕形。背襯板的中心可以下陷或低于外圍部。背襯板的邊緣可有目的地彎曲做成一“杯形”盤(如果這樣要求的話)。背襯板的邊緣還可是光滑的或有圓齒的。
背襯板在劇烈的打磨條件下應(yīng)足夠堅韌和能耐熱，這樣，背襯板不會在使用過程中(例如，在打磨、磨削或拋光操作過程中)因產(chǎn)生的熱而顯著地碎裂或變形。背襯板的一實施例在操作中可在工件的打磨交界面上承受至少約200℃的溫度。在有關(guān)溫度和壓力的上下文中，術(shù)語“在打磨交界面上”是指背襯板在磨具上的磨粒與工件之間的接觸點處所經(jīng)歷的瞬時的或集中的溫度和壓力。因此，背襯板的平衡的或總體的溫度通?？尚∮谠诓僮鬟^程中磨粒與工件之間的接觸點處的瞬時的或集中的溫度和壓力。
背襯板應(yīng)足夠堅韌，這樣，在制造磨具的過程中以及在使用的過程中，它不會因受力而顯著地碎裂或粉碎。這就是說，背襯板較佳地能在操作中承受緊固件的壓配插入(press fit insertion)，以及能用于在工件的打磨交界面上壓力至少約為7公斤/厘米2的打磨操作中，較佳地至少約為13.4公斤/厘米2的壓力。本發(fā)明的諸實施例使用顯示足夠彈性的背襯板，以便承受通常的打磨條件，且較佳地承受嚴(yán)重的打磨條件?！白銐驈椥浴笔侵副骋r板可彎曲并返回到原始形狀而沒有明顯的永久變形。即，對于某些打磨操作，一“彈性”的背襯板是能夠彎曲和適應(yīng)于被磨削工件的輪廓，且背襯板沒有永久的變形，但當(dāng)壓靠在工件上時卻有足夠的強(qiáng)度來傳遞有效的磨削力。
本發(fā)明的實施例利用在環(huán)境條件下具有至少約為9000公斤/厘米2的彈性模量的背襯板，試樣尺寸為25.4毫米(寬度)×50.8毫米(橫貫夾具的跨距)×0.8-1.0毫米(厚度)，且位移速率為4.8毫米/分鐘，并遵照美國試驗和材料協(xié)會(ASTM)D790(1991年出版)的試驗方法規(guī)定的程序進(jìn)行測定。背襯板的某些實施例具有的彈性模量約在9000公斤/厘米2和141,000公斤/厘米2之間。小于9000公斤/厘米2的彈性模量太低，以致不能提供所要求水平的打磨性能。具有大于約141,000公斤/厘米2彈性模量的背襯板通常太剛性而不能充分地順應(yīng)工具的表面。
簡要地說，ASTM D790試驗方法涉及到使用三點加載系統(tǒng)或四點加載系統(tǒng)，在三點加載系統(tǒng)中，借助于一具有一圓柱形表面的加載頭利用中心載荷加載在兩個支承點之間的中間處，各支承具有一圓柱形表面；在四點加載系統(tǒng)中，利用兩個加載點，它們離其相鄰支承點的距離相等，兩個加載點之間的距離是支承跨距的三分之一或二分之一。試樣發(fā)生撓曲直到最大應(yīng)變達(dá)到0.05毫米/毫米(即，5％撓度)。彈性模量(即，切線彈性模量)由載荷對撓度的曲線的初始斜率確定。
本發(fā)明的實施例利用顯示了有足夠撓曲韌性的背襯板。所謂“足夠撓曲韌性”是指背襯板在磨具組裝過程中以及打磨條件下具有足夠的剛度來承受緊固件的插入，但不具有致使在背襯板中形成開裂、由此降低結(jié)構(gòu)完整性那樣的不理想的脆性。
背襯板要求的韌性也可通過測定背襯板的沖擊強(qiáng)度來證明。沖擊強(qiáng)度可遵照ASTM D256(1990年出版，b版)規(guī)定的試驗程序或D3029(1990年出版)的試驗方法測定。這些方法包括斷裂規(guī)定尺寸的標(biāo)準(zhǔn)試樣所需要的力的確定。背襯板較佳地具有在環(huán)境條件下對0.89毫米厚的試樣至少約為0.4焦耳的沖擊強(qiáng)度(即，加納爾沖擊值)或平均失效能(mean failure energy)。具體來說，一用于本發(fā)明的背襯板具有在環(huán)境條件下對0.89毫米厚的試樣至少約為0.9焦耳的加納爾(Gardner)沖擊值，最佳的是，在環(huán)境條件下對0.89毫米厚的試樣至少約為1.6焦耳的沖擊強(qiáng)度。
本發(fā)明的實施例利用一具有要求拉伸強(qiáng)度的背襯板。拉伸強(qiáng)度是在沒有撕裂的情況下一物質(zhì)能夠承受最大縱向應(yīng)力的量度，它表明了抗轉(zhuǎn)動失效性和由于在操作過程中在會與磨具接觸的工件內(nèi)的不連續(xù)高阻力引起的“阻礙”的能力。要求的拉伸強(qiáng)度限定至少約為17.9公斤/厘米(在約150℃厚度約為0.75-1.0毫米的試樣寬度)。
本發(fā)明的實施例利用一顯示合適形狀控制并對諸如濕度和溫度之類的環(huán)境條件充分敏感的背襯板。這就意味著較佳的背襯板具有在一寬范圍的環(huán)境條件下的上面所列的諸特性。較佳地，背襯板具有在約10-30℃溫度范圍內(nèi)和在約30-50％相對濕度(RH)的濕度范圍內(nèi)的以上所列的特性。更佳地是，背襯板具有在一寬的溫度范圍內(nèi)(即，從低于0℃至約100℃)和在一寬的濕度值范圍內(nèi)(即，從低于10％RH至約90％RH)的以上所列的特性。
在極端的濕度條件下(即，大于約90％RH的高濕度條件，以及低于約10％RH的低濕度條件)，分別由于吸水或失水，背襯板不會顯著地受膨脹或收縮的影響。其結(jié)果，本發(fā)明使用的磨具將不會明顯地變形(例如，以凹陷或凸出的形式成杯形或卷曲)。
背襯板包含熱塑性粘結(jié)劑材料(如圖3所示25)以及有效量的含纖維的加強(qiáng)材料(如圖3所示26)。所謂的含纖維加強(qiáng)材料的“有效量”是指背襯板包含一足夠量的纖維加強(qiáng)材料，以在如上討論的耐熱性、韌性、彈性、剛度、形狀控制等方面賦予起碼的改進(jìn)。
較佳地，在背襯板內(nèi)的熱塑性粘結(jié)劑材料量在大約60-99％范圍內(nèi)，更佳地是在大約62-95％范圍內(nèi)，且最好地是在大約65-85％范圍內(nèi)(根據(jù)背襯板的總重量)。在全部硬化的背襯板成分中，一典型背襯板的其余部分主要是帶有少量空隙(如果有的話)的含纖維加強(qiáng)材料。盡管可有添加到粘結(jié)劑成分中的附加成分，但本發(fā)明使用的背襯板主要包含一熱塑性粘結(jié)劑材料和一有效量的含纖維加強(qiáng)材料。
一般來說，加強(qiáng)材料的含量越高，背襯板強(qiáng)度越大。然而，如果存在太多含纖維加強(qiáng)材料，則背襯板可對于要求的應(yīng)用顯得太脆。通過適當(dāng)選擇熱塑性粘結(jié)劑材料和含纖維加強(qiáng)材料，例如聚酰胺熱塑性粘結(jié)劑和玻璃加強(qiáng)纖維，可采用相當(dāng)較高水平的粘結(jié)劑來生產(chǎn)帶有少量空隙(如果有的話)和如上所述特性的硬化的背襯板成分。
可任意的是形成背襯板的硬化的材料具有的空隙體積約小于0.1％。這里，“空隙體積”是指在背襯板內(nèi)充填空氣或氣體(即，無固體材料)的體積?？障兜陌俜直润w積可通過比較硬化的背襯板成分的實際密度(質(zhì)量/體積)與各種成分的全部計算密度加以確定。即，空隙百分比體積等于〔1-(實際密度/計算密度)〕×100。
熱塑性粘結(jié)劑材料是聚合物材料(例如，一有機(jī)聚合物材料)，當(dāng)它暴露在提高的溫度下立即軟化和熔化，并當(dāng)冷卻到環(huán)境溫度時通常返回到其原始狀況。在制造過程中，熱塑性粘結(jié)劑材料加熱到其軟化溫度以上，或在某些情形中高于其熔化溫度，從而致使其流動和形成磨具要求的形狀。在背襯板形成之后，熱塑性粘結(jié)劑冷卻和固體化。這樣，熱塑性粘結(jié)劑材料可模制成各種形狀和尺寸。
例如，背襯板的形成可通過采用諸如注塑模制的傳統(tǒng)的模制技術(shù)來成形或模制熱塑性材料。使用這樣的模制技術(shù)相對于傳統(tǒng)的“網(wǎng)膜(web)”工藝可減小構(gòu)造中浪費(fèi)的材料量。比起以前提供的方法，注塑模制還可使背襯板比更加同心。使背襯板保持同心，有助于最大程度地減小或消除使用磨盤過程中的搖晃。此外，例如，一同心的背襯板可允許保持更緊的制造公差(即，當(dāng)安裝磨料和緊固件時)。此外，例如，磨盤的較高的同心度可最大程度地減小或防止在打磨過程中會出現(xiàn)的邊緣的卷曲，由此，提高了磨盤的效率。
模制技術(shù)還可在制造過程中控制背襯板的收縮，并允許將結(jié)構(gòu)件(例如，突脊)模制成背襯板(如已知技術(shù)中已知的)，以幫助最大程度地減小或防止翹曲。
也可使用網(wǎng)膜制造工藝來形成背襯板。在典型的網(wǎng)膜制造工藝過程中，用于磨盤的背襯板以連續(xù)的網(wǎng)膜形式進(jìn)行制造，然后，切割成要求的盤的形狀。盡管可采用注塑模制技術(shù)來生產(chǎn)用于本發(fā)明的背襯板的背襯板(以提供較緊的制造公差以及空隙的損耗)，但這不意味著不能使用傳統(tǒng)的“網(wǎng)膜”工藝。相反，當(dāng)使用背襯板的某些實施例(例如，熱塑性浸漬布)時，利用傳統(tǒng)的網(wǎng)膜工藝來形成背襯板會是必要的。
使用在本發(fā)明中的可模制的熱塑性材料包括那些具有高熔化溫度、高耐熱特性以及良好韌性的材料，這樣，包含這些材料的硬化的復(fù)合背襯板在操作中能承受各種磨削的條件以及緊固件的機(jī)械插入，而不會顯著地變形或碎裂。
硬化的背襯板成分包括那些能在工件的打磨交界面處承受至少約200℃的溫度和至少約7公斤/厘米2的壓力的背襯板，較佳地是至少約13.4公斤/厘米2。可模制的熱塑性材料包括那些具有至少約為200℃的熔化溫度，較佳地是至少約為220℃的材料。此外，韌性的、耐熱的熱塑性材料的熔化溫度較佳地比含纖維加強(qiáng)材料的熔化溫度足夠低(即，至少低約25℃)。這樣，在粘結(jié)劑的模制過程中，含纖維加強(qiáng)材料不會受到不利的影響。合適的熱塑性材料還包括那些通常在含水環(huán)境中不溶解的材料，至少因為要求在潮濕表面上使用磨盤。
根據(jù)本發(fā)明適于制備磨具中的背襯板的熱塑性材料的實例包括聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚酯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、縮醛聚合物、聚酰胺，以及它們的組合。聚酰胺材料是優(yōu)選的熱塑性粘結(jié)劑材料，至少因為它們固有地具有韌性和耐熱性，通常對優(yōu)選的粘結(jié)劑樹脂提供良好的粘結(jié)，而無需打底，且相對地便宜。
一種制造背襯板的較佳的熱塑性材料是聚酰胺樹脂材料，其特點在于具有一酰胺族，即，--C(ONH)--?？墒褂酶鞣N類型的聚酰胺樹脂材料(即，尼龍)，例如尼龍6/6或尼龍6。尼龍6/6是脂肪酸和乙二胺的濃縮產(chǎn)物。尼龍6/6的熔點約為264℃，拉伸強(qiáng)度約為770公斤/厘米2。尼龍6是ε-己內(nèi)酰胺的聚合物。尼龍6的熔點約為223℃，拉伸強(qiáng)度約為700公斤/厘米2。
用作按照本發(fā)明的背襯板的市場出售的尼龍樹脂的實例包括具有下列商標(biāo)的商品由密蘇里州St.Louis市的Monsanto公司出品的“VYDYNE”；由特拉華州Wilmington的DuPont公司出品的“ZYTEL”和“MINLON”；由新澤西州Piscataway的Huls America公司出品的“TROGAMID T”；由新澤西州Morristown的Allied Chemical Corp.出品的“CAPRON”；由賓夕法尼亞州Pittsburgh的Mobay Inc.出品的“NYDUR”；以及由新澤西州Parsippany的BASF Corp.出品的“ULTRAMID”。盡管可使用一礦物填充的熱塑性材料，也供有例如以牌號為“MINLON”出售的礦物填充的尼龍6。
再次，除了熱塑性粘結(jié)劑材料之外，用于本發(fā)明的背襯板包括有效量的含纖維加強(qiáng)材料。如上所討論的，含纖維加強(qiáng)材料的“有效量”是在背襯板的物理特性(即，耐熱性、韌性、彈性、剛度、形狀控制等)上賦予起碼的改進(jìn)的足夠的量。此外，不使用太多的含纖維加強(qiáng)材料來引起任何顯著數(shù)量的空隙以及對背襯板的結(jié)構(gòu)完整性的不利影響。較佳地，背襯板中的含纖維加強(qiáng)材料的量在大約1-45％的范圍內(nèi)，更佳地是在大約5-40％的范圍內(nèi)，最佳地是在大約15-35％的范圍內(nèi)(根據(jù)背襯板的重量而定)。
含纖維加強(qiáng)材料可呈單纖維或纖維股線的形式，或呈纖維墊或網(wǎng)的形式。例如，為有利于制造，含纖維加強(qiáng)材料可以是呈單纖維或含纖維的股線。纖維通常形成為具有長寬比至少約為100∶1的細(xì)線狀的片。纖維的長寬比是纖維較長尺寸對較短尺寸的比例。席墊(mat)或網(wǎng)可以是紡織的或無紡的基體形式。一無紡的席墊是通過機(jī)械的、熱的、或化學(xué)的方法由粘結(jié)的或糾纏的纖維制成的、諸纖維的隨機(jī)分布的基體。
應(yīng)用于本發(fā)明的有效的加強(qiáng)纖維的實例包括金屬纖維或非金屬纖維。非金屬纖維包括玻璃纖維、碳纖維、礦物纖維、由耐熱的有機(jī)材料形成的合成的或天然的纖維，或由陶瓷材料制成的纖維。較佳的應(yīng)用于本發(fā)明的纖維包括非金屬纖維，更優(yōu)選的纖維包括耐熱有機(jī)纖維、玻璃纖維，或陶瓷纖維。
“耐熱”有機(jī)纖維是指在背襯板的制造和使用條件下耐受熔化而否則則會分解的有機(jī)纖維。有效的天然有機(jī)纖維的實例包括羊毛、綢、棉或纖維素。有效的合成有機(jī)纖維的實例包括聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、人造絲纖維、聚酰胺纖維、丙烯酸纖維、芳族聚酸胺纖維，或酚醛纖維。用于本發(fā)明的優(yōu)選的有機(jī)纖維是芳族聚酸胺纖維。這樣的纖維可從特拉華州Wilmington的DuPont Co.公司按照牌號“KEVLAR”和“NOMEX”購得。
一般來說，任何的陶瓷纖維可用于本發(fā)明的背襯板。適用于本發(fā)明的陶瓷纖維的實例包括由明尼蘇達(dá)州St.Paul的3M Company出品的牌號為“NEXTEL 312、440、610、650和720”的產(chǎn)品。
用于本發(fā)明的最優(yōu)選的加強(qiáng)纖維是玻璃纖維，這至少因為它們對涂覆的磨具能賦予要求的特性，并且相對便宜。此外，存在有合適的界面粘結(jié)劑來提高玻璃纖維與熱塑性材料的粘結(jié)。玻璃纖維通常用字母級(letter grade)來分類。例如，E玻璃用于電氣上，而S玻璃用于強(qiáng)度要求方面。字母編碼還表明直徑范圍，例如尺寸“D”代表一直徑約為6微米的細(xì)絲，而尺寸“G”代表一直徑約為10微米的細(xì)絲。一些可使用級別的玻璃纖維包括表示為D至U的細(xì)絲的E玻璃和S玻璃。優(yōu)選級別的玻璃纖維包括細(xì)絲標(biāo)號“G”的E玻璃和細(xì)絲標(biāo)號“G”的S玻璃。市場上可購的玻璃纖維，例如，可從以下公司購得佛羅利達(dá)州Oldsmar的Specialty Glass Inc.；俄亥俄州Toledo的Owens-Corning Fiberglass Corp.；以及密蘇里州Rolla的Mo-Sci Corporation。
如果采用玻璃纖維，則玻璃纖維最好伴有界面的粘結(jié)劑(即，偶聯(lián)劑(coupling agent)，例如，硅烷偶聯(lián)劑(silane coupling agent))，以改善與熱塑性材料的粘結(jié)。硅烷偶聯(lián)劑的實例包括由密執(zhí)安州Midland的Dow CorningCorp.出品的商標(biāo)為“Z-6020”和“Z-6040”的產(chǎn)品。
通過使用短至100微米長度的纖維材料或長至需要為一連續(xù)的纖維材料，可以獲得諸優(yōu)點。較佳地，纖維的長度是約從0.5毫米至約50毫米，更佳地是約從1毫米至約25毫米，最佳地是約從1.5毫米至約10毫米。優(yōu)選纖維的纖維加強(qiáng)材料的丹尼爾(即纖細(xì)度)值為約1至約5000丹尼爾，通常在約1至1000丹尼爾。更佳地是，纖維丹尼爾值將為約3至300，最佳地為約5至200。應(yīng)該理解的是，丹尼爾值的大小很大程度上受采用的特殊類型的纖維加強(qiáng)材料的影響。
纖維加強(qiáng)材料可在整個熱塑性材料(即，在整個背襯板體內(nèi)，而不是僅鑲嵌在熱塑性材料的表面內(nèi))內(nèi)分布。這是為了賦予整個背襯板體的改進(jìn)的強(qiáng)度和磨損特性的目的?？梢圆捎脝卫w維或股線，或尺寸基本上與完成的背襯板的尺寸相當(dāng)?shù)睦w維席墊或網(wǎng)結(jié)構(gòu)，來制造含纖維加強(qiáng)材料分布在整個背襯板體的熱塑性粘結(jié)劑材料內(nèi)的結(jié)構(gòu)。盡管在該優(yōu)選的實施例中，背襯板的獨(dú)特的區(qū)域中可不具有纖維加強(qiáng)材料，較佳地是，纖維加強(qiáng)材料基本上均勻地分布在整個背襯板內(nèi)。
對于本發(fā)明的有利的應(yīng)用，纖維加強(qiáng)材料可按要求定向。即，纖維可隨機(jī)地分布，或它們可定向成沿要求的方向延伸以賦予改進(jìn)的強(qiáng)度和磨損的特征。通常地，如果定向是要求的，則纖維通常應(yīng)橫向于(±20°)避免撕裂橫貫的方向而延伸。
背襯板還可包括有效量的增韌劑。這對于某些應(yīng)用是尤為首選的。增韌劑的主要目的是提高背襯板的沖擊強(qiáng)度。所謂“有效量的增韌劑”是指存在一定量的增韌劑，以賦予背襯板起碼的韌性的改進(jìn)，而不致變得太柔軟。應(yīng)用于本發(fā)明的背襯板較佳地包括足夠的增韌劑，以達(dá)到以上所列的要求的沖擊試驗值。
本發(fā)明的實施例可利用包括約1％和30％(基于背襯板的總重量)的增韌劑背襯板。較佳地，增韌劑存在量約為5-15％(重量)。存在于背襯板中的增韌劑量可根據(jù)所采用的特定的增韌劑進(jìn)行變化。例如，一種增韌劑可具有較少彈性體的特征，可要求較大量的增韌劑來賦予背襯板以要求的特性。
賦予本發(fā)明背襯板要求的剛度特征的增韌劑的實例包括橡膠型的聚合物(即，天然橡膠和合成彈性體)和增塑劑。
增韌劑(即，橡膠增韌劑和增塑劑)的實例包括甲苯磺酰胺的衍生物(例如，N-丁基-和N-乙烷基-甲苯磺酰胺的混合物，例如，其可從伊利諾斯州芝加哥市的Akzo Chemicals公司以牌號“KETJENFLEX 8”的商品購得)；苯乙烯丁二烯共聚物；聚醚主鏈聚酰胺(例如，可從新澤西州Glen Rock的Atochem公司以牌號“FEBAX”的商品購得)；橡膠-聚酰胺共聚物(可從特拉華州Wilmington的DuPont公司以牌號“ZYTEL FN”的商品購得)；以及苯乙烯-(乙烯丁烯)-苯乙烯的官能三段型聚合物(例如，可從得克薩斯州Houston的Shell ChemicalCo.公司以牌號“KRATON FGI901”的商品購得)；以及，它們的混合物。在此組群中，橡膠-聚酰胺共聚物和苯乙烯-(乙烯丁烯)-苯乙烯的官能三段型聚合物是優(yōu)選的，這至少因為它們賦予背襯板和本發(fā)明的制造工藝過程以有利的特性。橡膠-聚酰胺共聚物是最優(yōu)選的，這至少因為它們賦予應(yīng)用于本發(fā)明的背襯板以有利的沖擊和磨削特性。
如果背襯板由注塑模制法制造，則通常增韌劑的添加是以增韌劑顆粒和其它組分混合的方式進(jìn)行。該過程通常包含增韌劑顆粒和含纖維熱塑性材料的顆粒進(jìn)行翻滾混合。一種更優(yōu)選的方法包含在一合適的擠出機(jī)內(nèi)將熱塑性材料、堅強(qiáng)纖維和增韌劑一起復(fù)合，并將混合物制成顆粒，然后，將這些制備好的顆粒饋送到注塑模制機(jī)中。增韌劑和熱塑性材料的商品，例如，可從新澤西州，Parsippany的BASF Corp.以牌號“ULTRAMID”的商品購得。尤其是，“ULTRAMID B3ZG6”是用于本發(fā)明的含有增韌劑和玻璃纖維的尼龍樹脂。
除了上述的材料之外，應(yīng)用于本發(fā)明的背襯板根據(jù)最終要求的特性可包括有效量的其它材料或成分。例如，背襯板可包括一形狀穩(wěn)定劑(即，帶有熔點高于上述熱塑性粘結(jié)劑材料的熔點的熱塑性聚合物)。合適的形狀穩(wěn)定劑包括(但不限于)硫化亞苯基、聚酰亞胺，以及聚酰胺。較佳的形狀穩(wěn)定劑的實例是聚苯氧基尼龍混合物，例如，可從馬薩諸塞州Pittsfield的General Electric公司以牌號“NORYL 6TX 910”的商品購得。如果在涂覆的磨料結(jié)構(gòu)中采用酚醛基樣式涂層和尺寸涂層，然而，聚苯氧基尼龍混合物不是優(yōu)選的，因為在酚醛樹脂粘結(jié)劑層與尼龍之間的不均勻的相互作用導(dǎo)致形狀穩(wěn)定效果的逆轉(zhuǎn)。這種不均勻的互相作用原因在于難于獲得聚苯氧基和尼龍的均勻的混合物。
其它可添加到本發(fā)明某些應(yīng)用中的背襯板中的這樣的可供選擇的材料包括無機(jī)或有機(jī)填料。無機(jī)填料也已知為礦物填料。填料形成為顆粒材料，通常顆粒大小約小于100微米，較佳地小于約50微米。用于本發(fā)明中的有用的填料的實例包括碳黑、碳酸鈣、硅石、硅酸鈣、冰晶石、酚醛填料，或聚乙烯醇填料。如果采用一填料，則從理論上講，填料填充在加強(qiáng)纖維之間，并可防止通過背襯板的裂縫的擴(kuò)展。通常地，一填料的用量不大于約20％(基于背襯板的重量)。較佳地，使用至少一有效量填料。這里所述的術(shù)語“有效量”是指足夠的填充量，但不顯著地減小硬化的背襯板的拉伸強(qiáng)度。
其它可添加到本發(fā)明某些應(yīng)用中的背襯板中的有用的可供選擇的材料包括顏料、油、防靜電添加劑、阻燃劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線穩(wěn)定劑、內(nèi)潤滑劑、抗氧化劑，以及加工助劑。沒有人會使用比上述更多的材料以求所需的結(jié)果。
用于背襯板的合適的材料的其它的實例見諸于美國專利5,316,812(Stout等人)和5,669,941(Peterson)。
結(jié)合纖維加強(qiáng)材料使用粘結(jié)劑可對背襯板材料提供強(qiáng)度和彈性，它比用于先前的磨盤(例如，熱塑性浸漬布)中的背襯板做得更薄和重量輕。在本發(fā)明磨盤中的背襯板的機(jī)械性能允許緊固件壓配入背襯板中而不會碎裂背襯板，同時，背襯板保持足夠的強(qiáng)度來承受粗糙的打磨環(huán)境。
較佳地，背襯板直徑為3英寸(7.62厘米)至7英寸(17.78厘米)，并且大致呈圓形，因為它們是用于磨盤的標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)尺寸。然而，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下也可構(gòu)思其它的尺寸。背襯板的厚度通常形成為約20密爾(0.51毫米)至70密爾(1.78毫米)，較佳地是約40密爾(1.02毫米)至55密爾(1.40毫米)，最佳地是約50密爾(1.27毫米)。
薄的背襯板具有另外的優(yōu)點。例如，使磨盤帶有薄的、強(qiáng)度大的背襯板可減小磨盤的重量。在許多工業(yè)的磨削應(yīng)用中要求有較高的轉(zhuǎn)速。采用較輕的磨盤，則可減小轉(zhuǎn)動磨盤所需要的力。因此，由同樣大小的力產(chǎn)生的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)可得到提高。此外，減小磨盤的重量可減小操作者承受的重量，減少工人的疲勞。最后，生產(chǎn)較薄的背襯板需要較少的材料，因此自然就較便宜。
應(yīng)用于本發(fā)明的背襯板可使用重量輕、可穿孔到背襯板中的無螺紋緊固件。進(jìn)入到背襯板中的模制結(jié)構(gòu)件可增加背襯板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而不明顯地增加背襯板的重量。所有這些特征可減小工具的總重，降低工人的疲勞。
用于根據(jù)本發(fā)明的磨具中的磨料可成形而形成安裝在背襯板上的環(huán)形材料。在本發(fā)明的磨盤的一實施例中，磨料涂復(fù)到單個的片上(圖2中示出的″50″)，它們重疊和粘貼在背襯板上，形成如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的、并如圖1-3所示的“片形盤”。諸片應(yīng)這樣排列當(dāng)磨盤連接到工具(如圖1所示的″12″)上并與一工件表面接觸時，磨盤的轉(zhuǎn)動致使磨料片磨削工件表面。
根據(jù)本發(fā)明的磨具的其它的實施例可使用不同的磨料，例如，涂復(fù)的磨料，粘結(jié)的磨料和無紡的磨料，所有這些在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)都是熟知的。
根據(jù)本發(fā)明示范的磨盤的其它實例示于圖4中。磨盤110包括磨料122、緊固件124和粘結(jié)劑138(包括粘結(jié)劑138的內(nèi)緣140)，它們的描述可參照圖1-3。在圖4中的磨具120顯示為一無紡磨料(nonwoven abrasive)。無紡磨料產(chǎn)品(例如，如圖4所示)通常包括一敞開的多孔蓬松的聚合物細(xì)絲結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有分布在整個結(jié)構(gòu)上的磨粒，并用有機(jī)粘結(jié)劑粘結(jié)在上面。細(xì)絲的實例包括聚酯纖維、聚酰胺纖維和芳族聚酸胺纖維。
制造磨料層、材料等的技術(shù)在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是熟知的，可參見有關(guān)這方面的資料(例如，參見美國專利4,314,827(Leitheiser等人)；4,518,397(Leitheiser)；4,623,364(Cottringer)；4,744,802(Schwabel)；4,770,671(Monroe等人)；4,881,951(Wood等人)；5,011,508(Wald等人)；5,139,978(Wood)；5,201,916(Berg等人)；5,366,523(Rowenhorst等人)；5,429,647(Larmie)；5,498,269(Larmie)；5,551,963(Larmie)； 4,311,489(Kressner)；4,652,275(Bloecher等人)；4,799,939(Bloecher等人)；4,734,104(Broberg)；4,737,163(Larkey)；5,203,884(Stout等人)；5,496,386(Broberg等人)；5,609,706(Benedict等人)；5,961,674(Gagliardi等人)；4,543,107(Rue)；以及2,958,593(Hoover等人))。
用于制造磨料層的合適的有機(jī)粘結(jié)劑包括熱固性有機(jī)聚合物。合適的熱固性有機(jī)聚合物的實例包括酚醛樹脂、脲醛樹脂、密胺-甲醛樹脂、聚氨基甲酸酯纖維、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、具有側(cè)鏈α,β-不飽和羰基的氨基塑料樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸聚氨基甲酸酯、丙烯酸環(huán)氧，以及它們的組合。粘結(jié)劑和/或磨料產(chǎn)品還可包括添加劑，例如，纖維、潤滑劑、潤濕劑、觸變材料、表面活性劑、顏料、染料、防靜電劑(例如，碳黑、氧化釩、石墨等)、偶聯(lián)劑(例如，硅烷、鈦酸鹽、鋁酸鋯等)、增塑劑、懸浮劑，以及諸如此類的物質(zhì)。選擇這些選擇性添加劑的量，以提供所要求的特性。偶聯(lián)劑可改進(jìn)與磨粒和/或填料的粘結(jié)。粘結(jié)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)可加熱固化、輻射固化或兩者的組合。粘結(jié)劑化學(xué)結(jié)構(gòu)的其它的細(xì)節(jié)可參見美國專利4,588,419(Caul等人)，4,751,137(Tumey等人)，以及5,436,063(Follett等人)。
通常地，磨粒的莫氏(moh)硬度值為至少5、6、7、8、9或甚至10。合適的磨粒包括熔化的氧化鋁(包括白熾熔化氧化鋁、熱處理氧化鋁和褐色氧化鋁)、碳化硅、碳化硼、碳化鈦、金剛鉆、立方氮化硼、石榴石、熔化氧化鋁-氧化鋯，以及溶膠凝膠衍生的磨粒等。溶膠凝膠衍生的磨?？梢允亲丫Щ蚍亲丫АＭ瑯拥?，溶膠凝膠衍生的磨粒可以是隨機(jī)成形或具有與其相關(guān)的形狀，例如，一桿形或三角形。溶膠凝膠磨粒的實例包括在下列專利中描述的磨粒美國專利4,314,827(Leitheiser等人)、4,518,397(Leitheiser等人)、4,623,364(Conttringer等人)、4,744,802(Schwabel)、4,770,671(Monroe等人)；4,881,951(Wood等人)，5,011,508(Wald等人)，5,090,968(Pellow)，5,139,978(Wood)，5,201,916(Berg等人)，5,227,104(Bauer)，5,366,523(Rowenhorst)，5,429,647(Larmie)，5,498,269(Larmie)，以及5,551,963(Larmie)。這些磨粒還可呈磨粒集塊的形式。
對于圖1-4所示的磨盤的實施例，磨料20和120通過粘結(jié)劑38和138粘結(jié)到背襯板22和122上。磨料20和120的徑向和軸向厚度可根據(jù)所要求的應(yīng)用和磨料類型而變化。
使用根據(jù)本發(fā)明的磨具可以實施干式或濕式打磨。對于濕式打磨，液體可以輕的薄霧形式引入或供應(yīng)，使之完全充滿。普通使用的液體的實例包括水、水溶油、有機(jī)潤滑劑以及乳狀液。液體可用來減小與打磨有關(guān)的熱和/或用作潤滑劑。液體可包含少量的諸如殺菌劑、添加劑、防沫劑等的添加劑。
根據(jù)本發(fā)明的磨具可用來打磨各種工件，例如，鋁和鋁合金、碳鋼、低碳鋼、工具鋼、不銹鋼、硬鋼、黃銅、鈦、玻璃、陶瓷、木材、木材樣的材料、塑料、油漆、涂漆表面、有機(jī)物涂覆表面等。
盡管本發(fā)明已參照優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可在形式上和細(xì)節(jié)上作出許多變化。
權(quán)利要求
1.一種磨具包括一背襯板，它具有一第一主表面和一與第一主表面相對的第二主表面，其中，該背襯板包括一通過其中延伸的中心孔，以及，該背襯板包括一熱塑性粘結(jié)劑材料和含纖維的加強(qiáng)材料；一磨料層，它固定在背襯板的第一主表面上；以及一緊固件，它壓配在背襯板上，以形成中心孔。
2.如權(quán)利要求1所述的磨具，其特征在于，背襯板呈大致的圓形。
3.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，磨具是片形盤。
4.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，磨料層由無紡磨料組成。
5.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，熱塑性粘結(jié)劑材料包括聚酰胺。
6.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，熱塑性粘結(jié)劑材料包括聚酯
7.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，含纖維加強(qiáng)材料包括玻璃纖維。
8.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，背襯板還包括玻璃填充的尼龍。
9.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，背襯板的厚度約從0.51毫米至1.78毫米。
10.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，背襯板的厚度約從1.02毫米至1.40毫米。
11.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，背襯板的厚度約為1.27毫米。
12.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，還包括設(shè)置在背襯板的磨料層與第一主表面之間的添加劑。
13.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，緊固件是快捷換裝型。
14.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，緊固件的形狀形成為一Tinnerman螺母。
15.如權(quán)利要求2所述的磨具，其特征在于，緊固件的形狀形成為一Grit-lock螺母。
16.一種制造磨具的方法包括將粘結(jié)劑涂覆到具有一中心孔的背襯板上，其中，背襯板包括一熱塑性粘結(jié)劑材料和含纖維的加強(qiáng)材料；將磨粒材料放置在粘結(jié)劑上；將背襯板放在一夾具上；放上一具有叉的緊固件，使與中心孔同心，以及將叉推入通過背襯板，并彎折叉，以固定地將緊固件連接到背襯板上。
17.一種打磨表面的方法包括提供一包括下列部件的磨具一具有一第一主表面和一與第一主表面相對的第二主表面的背襯板，其中，該背襯板包括一通過其中延伸的中心孔，以及，該背襯板包括一熱塑性粘結(jié)劑材料和含纖維的加強(qiáng)材料；一固定在背襯板的第一主表面上的磨料層；以及一壓配在背襯板上的緊固件，以形成中心孔；通過磨具的中心孔將磨具連接到一軸上；將磨料層的至少一部分與工件的表面接觸；以及相對于工件的表面移動磨具，使工件的至少一部分被磨料層的至少一部分打磨。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，背襯板呈大致的圓形。
全文摘要
一種磨具包括一背襯板(22)。該背襯板(22)具有一第一主表面(22A)和一第二相對的主表面(22B)。一中心孔(26)延伸通過背襯板(22)。一磨料層固定在背襯板的第一主表面上。緊固件(24)壓配入背襯板(22)內(nèi)，以形成中心孔(26)。
文檔編號B24D13/20GK1511077SQ02810584
公開日2004年7月7日 申請日期2002年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者P·J·弗里茨, C·S·李, J·W·馬拉斯基, P J 弗里茨, 李, 馬拉斯基 申請人:3M創(chuàng)新有限公司