[发明专利]制造研磨工具的方法和装置

说明书

                         发明背景

研磨工具可用纤维来强化，以确保高转速下、尤其是在金属的切割、清铲和粗磨作业中的安全操作。设计用于此类作业的研磨工具通称为“薄磨轮”。

在这种研磨工具的传统制造工艺中，将织造玻璃纤维织物盘从织物片上割下，并置于轮模具中，其顶面和底面设置有研磨颗粒和粘结成分的混合物。然后，轮子在模具中受压和固化。在授予Haynes的US-A-4,800,685和授予Oide的US-A-4,401,442中描述了织造玻璃纤维织物强化件通常的制造工艺。虽然这些技术可在轮子直径方向上实现均匀的强化，但需要将轮子从中心安装轮毂连续地覆盖到轮周边，这种制造工艺的特征就是较高的材料浪费(例如最少为22％)和较高的劳力成本。

在一非传统的轮设计中，授予Akita等人的US-A-5,431,596提出用织造玻璃纤维织物来对一层压复合轮进行局部的强化。如授予Lakhani的US-A-3,838,543中所揭示的，使用玻璃纤维的织造粗纱(非捻线纱)可实现更高的轮速。在授予Waizer的US-A-4,259,089和授予Binkley的US-A-4,021,209中使用比玻璃纤维具有更高强度和性能特性的织造纤维来强化轮子，在授予Pichler等人的US-A-4,338,357中使用纤维涂层来改善含织造纤维的轮子。

在现有技术中公知的无纺玻璃纤维强化技术无法产生均匀、有效的强化图案。例如，授予Rector的CA-A-2,108,094中揭示的弯曲的、最好是呈螺旋状或螺环状的玻璃纤维强化路线产生的是只有切向强化而不能承受侧向载荷应力的轮子。该轮子还具有平行于轮子研磨表面的纤维束，这会在研磨作业中造成许多问题(例如倾斜)。授予Kistler等人的DE-1,291,648中揭示的“自行车轮辐”纤维设计以及在授予Seymour等人的US-A-3,262,230中揭示的环形纤维图案会造成与非均匀强化类似的问题，即无法满足突发速度条件，并在轮子研磨表面缺少足够的强化。

例如授予Henmi的US-A-4,989,375、授予Licht等人的US-A-4,657,563、授予Rue等人的US-A-4,253,850、授予Rands的GB-A-2,137,220和授予Ruggeberg的DE-A-1,502,655中所揭示的采用短截纤维强化件无法提供足够的强度来强化薄磨轮，以用于越来越多需要高速研磨的作业。

在现有技术中公知的、可提供足够轮强度的其它无纺纤维强化技术并不很有用，因为它们需要复杂的操作，或是工作量大，或是设备成本高。例如，授予Hurst的US-A-3,121,981中揭示的轮子强化工艺需要这些步骤：在一含有研磨颗粒的纤维片材料上涂覆粘结剂、将平行的强化纤维束设置于该粘性表面上、在这些强化纤维上涂覆一层研磨颗粒-有机粘结剂混合物、干燥并将所得到的层叠物切割成轮子形状、以及叠置该层叠物的诸层，使强化纤维沿不同的方向定向，并将该叠置物模塑形成研磨轮。如授予Akita的US-A-4,164,098中所揭示的，在织造玻璃纤维织物强化件从轮毂设置到轮周边的轮子的轮毂附近采用一长、短“花瓣”的花状设计作为辅助强化结构。这些无纺纤维工艺采用了过多而昂贵的工序来进行轮子的强化。

                            发明概要

现在已经发现，以相对较为便宜的设备形成无纺纤维图案的方法可用来产生受均匀强化的薄磨轮。用这种均匀的无纺纤维图案强化的薄磨轮、尤其是突轮毂式磨轮，其在研磨作业中抗轮毂推出故障的能力显著提高。已经开发了一种装置，用来高效地制造这些无纺纤维结构。

                           附图描述

图1A-1D表示一种使用一耙子和一带设定销的转板，从一或两个纤维卷轴来编织锯齿形图案的无纺纤维阵列的方法。

图2A-2C表示第二种使用位于一圆形平台上的可动销，从一或两个纤维卷轴来编织锯齿形图案的无纺纤维阵列的方法。

图3表示一种使用一位于一带设定销的板上的梭臂，从一或两个纤维卷轴来形成无纺纤维的锯齿形图案的方法。

图4A-4F表示一种从多个连接于可动纤维引导件的纤维卷轴来将无纺纤维阵列编织成交叉格子图案的方法。

图5-6表示一种从多个连接于可动纤维引导件的纤维卷轴来编织交叉格子图案的无纺纤维的装置。

                        较佳实施例描述