专利名称：旋转研磨工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及比如适合去除钢板表面的锈蚀及伤痕的旋转研磨工具。
背景技术：
一般而言，通过对钢板实施表面研磨去除钢板表面的锈蚀。该表面研磨是用于钢板后加工的重要工序，例如，在为了形成石油罐的罐壁而对研磨后的钢板实施折弯加工(弯曲加工)时，如果供给钢板的表面伤痕依旧残留在被研磨面上，则钢板有可能因弯曲应力而断裂。因此，表面研磨有必要完成至在被研磨面上不残留伤痕的状态。此外，通常在被研磨面上涂抹用于表面保护的涂膜，但该被研磨面必须具有适合形成涂膜的表面粗糙度。
作为用于形成这种被研磨面的一种方法，通常采用下述旋转研磨工具层叠多张圆板状研磨布纸，而形成圆柱状研磨构件，使该研磨构件围绕其中心轴旋转，用其周面即各研磨布纸的周围边缘来研磨被研磨面。
然而，在采用只重叠多张平板状研磨布纸的研磨构件的场合下，从微观上看，被研磨面仅在处于各研磨布纸周围边缘的部分被研磨，而在研磨布纸之间则未被研磨，从而在完工后的被研磨面上，存在因与各研磨布纸的周围边缘相接触而产生的大量的筋状的凹凸。
对此，专利文献1中公开了一种旋转研磨工具，其通过蜿蜒状形成研磨布纸的周围边缘，来防止产生筋状的凹凸，并将被研磨面加工成所希望的表面粗糙度。
图8表示专利文献1所公开的旋转研磨工具。该旋转研磨工具12通过用内金属件8来夹压保持叠加有多张研磨布纸7的研磨件，并曲折形成该内金属件8，由此来构成周围边缘为蜿蜒状的研磨单元9，进而叠加多组该研磨单元9，来构成圆柱状的研磨构件11。在该构成中，使研磨构件11旋转的同时，使研磨布纸7的周围边缘在中心轴方向往复，而使研磨布纸7的周围边缘与整个被研磨面相接触。
专利文献1JP特开2004-1145号公报(段号0006、0015、0016、图2)然而，专利文献1中的研磨构件是一种叠加多个研磨单元的结构，由于该研磨单元用内金属件夹压保持多张研磨布纸而形成，所以相邻接的研磨单元的内金属件彼此之间会接触，而在相邻接的研磨单元的研磨布纸之间易出现间隙，该间隙相当于构成内金属件的板材的二倍厚度。
研磨布纸之间的间隙，可能会造成研磨构件中磨粒的分布密度不均匀，而使被研磨面的表面粗糙度发生离差，或者因磨粒的分布密度降低和由磨粒引起的堵塞而使研磨构件的耐久性下降。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种旋转研磨工具，其可以解决前述问题，并将被研磨面加工成所希望的表面粗糙度，而且具有良好的耐久性。
为了解决前述课题，本发明提供的旋转研磨工具的结构是支撑略圆柱状的研磨构件而使其围绕其中心轴自由旋转，且使该研磨构件旋转并用其周面研磨被研磨物，其中，该研磨构件的构成包括设置于中心轴的轴向的两端部的一对研磨单元；在该一对研磨单元之间叠加设置多张研磨布纸而成的中间部。
研磨单元是叠加多张在中央具有轴插通用开口的略圆形的研磨布纸，且用在该轴插通用开口内插通的环状内金属件来夹压保持该多张研磨布纸的。此外，使研磨单元的内金属件形成为在中心轴的轴向往复的蜿蜒状，由此将研磨布纸的周围边缘模压成为蜿蜒状。
中间部是在中心轴的轴向叠加多张与构成研磨单元的研磨布纸不同的其它研磨布纸而成的。该中间部用一对研磨单元在中心轴的轴向来夹压，由此使各研磨布纸与研磨单元相适应，将各研磨布纸的周围边缘模压成为蜿蜒状。
根据该构成，由于在中间部内没有内金属件，且即使在研磨单元与中间部的接壤处，介于构成内金属件的板材的研磨布纸之间的张数为一张即可，因而相应地可以无间隙地叠加研磨布纸。由此，可使研磨构件中的磨粒分布密度尽量均匀，使被研磨面的表面粗糙度稳定，且可提高磨粒的分布密度的同时，可防止由于磨粒而引起的堵塞，可提高研磨构件的耐久性。
此外，由于将研磨布纸的周围边缘模压成为蜿蜒状，因而其展开形状成为大致S字形曲线，所以研磨布纸的周围边缘可与整个研磨面相接触。由此，也可对各研磨布纸间进行研磨，可将被研磨面加工成所希望的表面粗糙度。
在中心轴轴向上的研磨单元的两外侧配置凸缘，用该凸缘在中心轴的轴向夹压研磨构件。如果将中心轴轴向上的凸缘内侧面模压成为与研磨单元内金属件的蜿蜒形状相对应的蜿蜒状，则在夹压时，不会使研磨单元的内金属件的蜿蜒形状变形，因而相应地可牢固地夹压研磨构件，从而难以在研磨布纸之间产生间隙。
作为将中间部及研磨单元的研磨布纸周围边缘形成为蜿蜒状的方法，可采用各种方法。例如，中间部可以在用研磨单元来夹压之前，预先使研磨布纸模压成某种程度的形状，但也可以只通过将叠加平整的研磨布纸的部件用研磨单元来夹压，而与研磨单元的形状相适应来模压成形。
研磨单元中，也可以用预先模压成为蜿蜒状的内金属件来保持预先模压成为蜿蜒状的研磨布纸，但也可以在夹压保持多张研磨布纸的状态下，向中心轴的轴向按压内金属件的一部分，由此，按在中心轴的轴向往复的蜿蜒状来弯曲形成内金属件。这样，可以使由内金属件保持的平整研磨布纸的周围边缘模压成为蜿蜒状。
作为研磨布纸可以适用纸、布及无纺布等各种基体材料和各种粒度及素材所组成的磨粒，但如果作为基体材料采用网状片材，并在该网状片材上涂膜形成磨粒，则可增加附着于基体材料(网状片材)的磨粒数量，可相应减小研磨时的加压力。
如上所述，根据本发明，由于在一对研磨单元之间设置叠加多张研磨布纸而成的中间部来构成研磨构件，因而不会像叠加研磨单元这类结构那样产生基于内金属件的研磨布纸之间的间隙。因此，除可改善产品的外观之外，还可使磨粒分布密度尽量均匀，将被研磨面加工成所希望的表面粗糙度，并可提高磨粒的分布密度的同时，可防止由于磨粒而引起的堵塞，可提高研磨构件的耐久性。
图1(a)是本发明的旋转研磨工具的主视图，图1(b)是其俯视图，图1(c)是其侧视图。
图2是旋转研磨工具的分解立体图。
图3(a)是研磨单元的立体图，图3(b)是研磨单元的侧视图。
图4(a)是研磨单元的主视图，图4(b)是其A-A剖视图，图4(c)是其B-B剖视图。
图5是凸缘外周面的展开图。
图6是研磨构件外周面的展开图。
图7是表示研磨面的截面形状的图。
图8是以往旋转研磨工具的分解立体图。
符号说明如下1…旋转研磨工具2…轮轴 3…研磨构件4…凸缘5…固定环6…支撑板7…研磨布纸7a…开口 8…内金属件8a…圆筒部 8b…凸缘部 9…研磨单元10…中间部11…研磨构件(以往)12…旋转研磨工具(以往)具体实施方式
以下，参照附图来说明用于实施本发明的最佳方式。
如图1及图2所示，本实施方式的旋转研磨工具1具有轮轴2，其可插通由驱动源驱动的旋转轴；略圆柱状的研磨构件3，其被保持在轮轴2的外周侧；一对环状的凸缘4，其固定于轮轴2的两端部，从而沿轴向夹持研磨构件3。
轮轴2比如形成为钢制的圆筒形状，且在其两个端部的外周面形成有周向连续的槽，该槽用于嵌入C形固定环5而阻止凸缘4拔出。在该轮轴2的两端部内周侧，嵌合有圆板状的支撑板6，该支撑板6形成有旋转轴贯通的轴承。
研磨构件3是在轴向排列配置多张研磨布纸7而成，且包括一对研磨单元9，其设置于轴向的两端部；中间部10，其设置于一对研磨单元9之间。
研磨布纸7是在纸、布及网等基纸的表面上涂膜氧化铝及碳化硅等磨粒来形成，例如可举例，理研涂附磨具(コランダム(公司名))公司生产的产品及三共理化学公司生产的产品。该研磨布纸7形成为中间部具有开口(轴插通用开口)7a的环状，从而可以嵌合在轮轴2上。
研磨单元9是叠加多张研磨布纸7，并由插通在该开口7a内的环状内金属件8来夹压保持的。如图3及图4所示，内金属件8包括圆筒部8a，其被外嵌于轮轴2；凸缘部8b，在其轴向的两侧曲折形成，且从轴向按压研磨布纸7的开口7a的周围边缘部。该内金属件8通过用上下按压金属模来按压其一部分，而形成为沿轴向往复的蜿蜒曲折状，由此，使研磨单元9的研磨布纸7的周围边缘模压成为蜿蜒状。
中间部10是在轴向叠加多张研磨布纸7而形成，并用一对研磨单元9在轴向进行夹压，从而与研磨单元9的形状相适应，由此，使构成中间部10的各研磨布纸7的周围边缘模压成为蜿蜒状。
凸缘4配置在轴向上的研磨单元9的两外侧，并用于夹压研磨构件3，且轴向上的内侧面形成为与内金属件8的蜿蜒形状相对应的蜿蜒状。
如图5所示，在凸缘4轴向上，两内侧面组合圆曲线而形成S字形曲线，该S形曲线在轴向具有所希望的振幅。本实施方式中的S字形曲线是周期为180度，其振幅(ΔH＝Hmax-Hmin)为7mm～20mm的平缓曲线，当周长L为373.66mm时，其顶点间的平均斜度(θ)为4°～12°，曲率半径R为114.08mm～313.41mm。通过沿该曲线在轴向按压保持研磨构件3，可将各研磨布纸7的外边缘设定成为蜿蜒状。
如图6所示，在研磨构件3的外周面上，其各研磨布纸7的外边缘形成S字形曲线，在其轴向，外端侧的顶点之间的长度为研磨宽度b，在其轴向，内侧的顶点之间的长度为有效研磨宽度be。即，所谓有效研磨宽度be是指研磨布纸7相对被研磨面连续接触的部分。
即，在研磨幅度b中，在有效研磨宽度be范围内的P1位置上，与各研磨布纸7的外边缘发生接触后，相邻接的研磨布纸7的外边缘仍持续接触，因此被研磨面可被研磨到规定的研磨深度d为止。在有效研磨宽度be范围之外的P2位置上，与轴向两端的研磨布纸7的外边缘发生接触后，在该研磨布纸7再次接触之前，研磨布纸7的外边缘不发生接触，因此P2处的研磨深度便小于有效研磨宽度be内的研磨深度d，使其研磨面的截面形状成为图7所示的近似梯形。
接下来，对本发明的旋转研磨工具1、与通过叠加多个研磨单元9来构成研磨构件11的以往的旋转研磨工具12进行比较。此外，构成研磨构件3、11的研磨布纸7中，使用了网状基体材料且粗糙度粒度号为#80的研磨布纸(三共理化学公司生产的MG#80)。
首先，对本发明产品的研磨构件3的外观、与以往产品的研磨构件11的外观进行比较。以往产品的研磨构件11是叠加有多个研磨单元9的结构，在研磨单元9彼此之间的接壤处，叠夹二张构成内金属件8的板材，而在研磨布纸7之间形成间隙。相对于此，本发明的研磨构件3是在中间部10内没有内金属件8，而且在介于研磨单元9与中间部10之间的接壤处的内金属件8的板材只有一张，因而研磨布纸7之间没有间隙，可改善外观。
如果比较对被研磨面进行研磨时的10点的平均粗糙度(RZ从与平均线平行的直线来观察，从高点至第五个顶点为止的高度平均值、与从低点至第五个谷底为止的深度平均值之和)，则以往产品的研磨面的10点的平均粗糙度的离差为20～35μm，而本发明产品的研磨面的10点的平均粗糙度则可稳定在20μm。可以认为这是由于在本发明产品中，研磨布纸7之间没有间隙，且研磨流的分布密度基本均匀。
就耐久性比较而言，以往产品在研磨中会发生研磨布纸7之间的堵塞，而本发明产品，不会因研磨构件3的磨损而使其周面从凸缘4至半径方向5mm的位置为止发生研磨堵塞。对研磨构件3、11的可连续使用时间而言，以往产品为8～10小时，而本发明产品则可连续使用20小时。可以认为这是由于本发明产品，在研磨布纸7之间没有间隙，且研磨流的分布密度得到了提高。
接下来，说明由本发明产品的研磨构件3的外径带来的影响。通过将研磨构件3的外径设为φ220(圆周速度2625m/min)，与将研磨构件3的外径设为φ200(圆周速度2386m/min)相比，其可连续使用时间达到了三倍。可以认为这是由于通过提高圆周速度来提高了研磨性。此外，如果研磨构件3的外径过大，则研磨布纸7的蜿蜒幅度将减小，而易于产生筋状的凹凸。
工业上的可利用性通过在旨在去除钢板表面锈蚀的钢板表面研磨中使用本发明的旋转研磨工具，可以将被研磨面加工成不残留伤痕的状态，而且可稳定地加工成适合在被研磨面上形成涂膜的表面粗糙度。此外，由于研磨构件具有良好的耐久性，因而可不更换研磨构件来长时间研磨，适合研磨大面积的被研磨面。
由此，例如在对钢板实施折弯加工(弯曲加工)，而形成石油罐的罐壁的场合下，作为前道工序来去除供给钢板表面的伤痕，从而可防止因折弯加工时的弯曲应力造成的钢板断裂。
权利要求
1.一种旋转研磨工具，略圆柱状的研磨构件被可围绕其中心轴自由旋转地支撑，且使前述研磨构件旋转，并用其周面来研磨被研磨物，该旋转研磨工具的特征在于前述研磨构件包括设置于前述中心轴的轴向两端部的一对研磨单元；设置于该一对研磨单元之间的中间部，前述研磨单元中，叠加多张在中央具有轴插通用开口的略圆形的研磨布纸，且由在该轴插通用开口内插通的环状内金属件，来夹压保持该多张研磨布纸，而且将前述内金属件形成为在前述中心轴的轴向往复的蜿蜒状，由此，将该研磨布纸的周围边缘模压成为蜿蜒状，前述中间部，是在前述中心轴的轴向叠加多张与构成前述研磨单元的研磨布纸不同的前述研磨布纸而成，且用一对研磨单元在前述中心轴的轴向夹压而与研磨单元相适应，由此该研磨布纸的周围边缘模压成为蜿蜒状。
2.根据权利要求1所述的旋转研磨工具，其特征在于在前述中心轴轴向上的研磨单元的两外侧，配置夹压前述研磨构件的凸缘，该凸缘的前述中心轴轴向上的内侧面，形成为与前述内金属件的蜿蜒形状对应的蜿蜒状。
3.根据权利要求1或2所述的旋转研磨工具，其特征在于前述内金属件，在夹压保持前述多张研磨布纸状态下，将其一部分向前述中心轴的轴向按压，由此来弯曲形成为在前述中心轴的轴向往复的蜿蜒状。
4.根据权利要求1、2或3所述的旋转研磨工具，其特征在于前述研磨布纸在网状片材上涂膜形成有磨粒。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种可将被研磨面加工成所希望的表面粗糙度、且具有良好的耐久性的旋转研磨工具。作为其方法，构成略圆柱状研磨构件(3)，其包括由两端部的一对研磨单元(9)；设置于一对研磨单元(9)之间的中间部(10)。支撑研磨构件(3)，而使其围绕其中心轴来自由旋转，用其周面来研磨被研磨面。研磨单元(9)是用内金属件(8)来夹压保持多张研磨布纸(7)的，并将研磨布纸(7)的周围边缘模压成为蜿蜒状。中间部(10)是叠加多张研磨布纸(7)并用研磨单元(9)在轴向夹压而成的。通过使中间部(10)与研磨单元(9)相适应，将各研磨布纸(7)的周围边缘模压成为蜿蜒状。由于在研磨布纸(7)之间不形成间隙，因而被研磨面的表面粗糙度稳定，且提高研磨构件(3)的耐久性。
文档编号B24D13/00GK1882422SQ200480033879
公开日2006年12月20日 申请日期2004年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者西木直美 申请人:株式会社太阳商会