专利名称：研磨工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种研磨工具，特别地是一种侧面砂研磨工具，适用于对工 件的表面，尤其是具有狭长槽的工件表面进行研磨。
技术背景侧面砂研磨工具通常用来对工件的表面，尤其是狭长的槽进行研磨，主 要是通过驱动机构，如马达，驱动工作头产生往复运动，而工作头包括弹性 研磨垫，并且在弹性研磨垫上包覆有砂纸，利用弹性研磨垫所产生的往复运 动可以对槽的表面研磨。美国专利公告US5554066中揭示有 一种做直线型往复运动的研磨工具。 该工具包括壳体、位于壳体内的马达、由马达驱动的往复机构。在往复机构 上连接有一个弹性研磨垫，在弹性研磨垫上包覆有砂纸。在弹性研磨垫进行 往复运动的过程中，可以对工件的表面进行研磨工作。需要说明的是，这里的往复机构所提供的是一种沿直线运动的往复运动， 从而使连接在往复机构上的弹性研磨垫也随之做直线上的往复运动，所以弹 性研磨垫产生的运动轨迹是一条直线。美国专利公告US7169025中揭示有另 一种研磨工具。该工具包括主机和 一个研磨用的工作头，该主机的输出轴输出一种绕输出轴的轴心在一定角度 范围内(0.5_7度)旋转的往复运动。该工作头设有用于连接输出轴的连接 部，并且在连接部上形成有凹槽，可供一个弹性研磨垫插入，在弹性研磨垫 上包覆有砂纸。当输出轴进行旋转往复运动时，工作头也将随之进行旋转往 复运动，从而可以使弹性研磨垫对工件表面进行研磨工作。需要说明的是，这里的往复机构所提供的是一种旋转往复运动，与 US5554066提供的直线往复运动全然不同，这里的弹性研磨垫所产生的运动 轨迹为绕着主机的输出轴的轴心的一段弧线。但是在使用过程中，旋转往复运动存在一定弊端，即弹性研磨垫的两个 端部会在旋转往复的作用下相对于工件表面产生一定的翘起，当一端翘起时， 另一端与工件表面过度研磨而产生磨损。长时间工作后，弹性研磨垫的两个 端部的磨损情况较中间部分严重，会造成研磨垫变形，进而影响到研磨效果。5发明内容本发明的目的在于提供一种研磨工具，有效避免研磨垫的两侧端部的磨 损情况。为实现上述目的，本发明提供了 一种研磨工具，包括主机和工作头，主 机内设置有输出轴，输出轴绕其轴线做旋转的往复运动，所述工作头包括与 输出轴连接的运动转换机构，以及连接在运动转换机构上的研磨垫，在运动 转换机构的作用下，输出轴的旋转往复运动转化为研磨垫的往复平动。作为对上述方案的改进，所述往复平动包括沿着直线方向上的往复平动， 研磨垫仅做直线方向上的运动。所述往复平动包括沿着弧线方向上的往复平动，研磨垫不仅在直线方向 上产生运动，在垂直于直线的方向上也产生运动。所述运动转换机构包括主体，摆杆、盖板以及支撑件，摆杆收容在主体 和盖板之间，并与输出轴连接，同样设置在主体与盖板之间的支撑件与摆杆 活动连接并且受摆杆驱动而产生往复运动，支撑件上设有滑槽，在滑槽内设 置有导向辊轴，所述主体上设有第一固定孔，盖板上设有第二固定孔，导向 辊轴的两端分别连接在第 一 固定孔和第二固定孔内。所述研磨垫连接在支撑件上，沿着滑槽产生往复平动。所述滑槽为直线型，支撑件产生直线型的往复平动。所述滑槽为弧线型，支撑件产生弧线型的往复平动。所述支撑件还包括 一 个呈立方体的框架以及相对地设置在框架两侧的耳部，所述框架相对的两侧面上设有穿孔，可在穿孔中活动地配接一个枢轴； 所述耳部为平板状，所述滑槽分别设置在所述耳部上。所述摆杆包括连接部和自连接部延伸而出的摆臂，所述连接部呈圆形， 其中间设有星形的连接孔，用于和主机的输出轴配接；所述摆臂的自由末端 形成有一个凹槽，所述框架上的枢轴收容在所述凹槽中并且可以自由运动。所述主体上形成有圆孔、收容槽和阶梯部，所述收容槽自圆孔延伸至阶 梯部，可以将摆杆收容在由圆孔、收容槽和阶梯部共同形成的空间内。当所述摆杆收容在主体上时，其可以相对于主体做旋转往复运动，往复 运动受限于主体上收容槽的宽度。在所述收容槽的相对两侧边上还设置有一对凹槽，并且在这一对凹槽内 设置有弹簧，使摆杆的摆臂通过设置在凹槽内的弹簧与收容槽相接触。所述主机包括头壳，在头壳的连接端面上围绕输出轴设置有若干定位槽， 对应这些定位槽，在工作头的连接面上设有若干凸台，凸台可收容在定位槽 中。所述若干凸台与主体上的圆孔、收容槽和阶梯部分别位于主体的两侧面。 所述工作头还包括包覆在研磨垫表面的砂纸以及固定砂纸的卡圏。 所述卡圏为围绕研磨垫的方形环结构，其上设有供操作者使用的拉环部。 所述运动转换机构采用金属制成。采用这样的设计，工作头上的研磨垫可以做直线型或弧线型的往复平动， 使研磨垫与工件表面紧密贴合，研磨垫两端部避免了受力不均而产生翘起的 情况，进而可以避免研磨垫的磨损，有利于提高研磨垫的使用寿命。
图1为本发明的具体实施例中研磨工具的立体图。图2为研磨工具的剖视图。图3为研磨工具的另 一立体图。图4为研磨工具的主机头壳的立体图。图5a、 5b分别为研磨工具中工作头的正反两面的立体图。 图6为研磨工具的工作头的爆炸图。图7 a 、 7 b分别为研磨工具中运动转换机构的支撑件的实施例 一 和二的示意图。图8a、 8b、 8c为实施例一中该工作头的使用状态参考图。 图9a、 9b、 9c为实施例二中该工作头的使用状态参考图。 其中，相关元件对应编号列表如下1—主机2—工作头3—运动转换机构4—弹性研磨垫5—砂纸6—卡圈IO—壳体11 —头壳12—开关13—输出轴14一电源线15—传动4几构16—马达17—定位槽31—主体32—摆杆33—盖板34—支撑件310—凸台311 —圆孔312—收容槽313—阶梯部314—'卜凹槽315—弹簧316—固定孔321—连接部322—摆臂323—连接孔 324—凹槽 331—固定孔340—框架 341—耳部 342—穿孑L343—枢轴 344—滑槽 345—导向辊轴61—4立环部 110—连4妻端面具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一 步详细说明。请参阅图1和图2, —种研磨工具，包括主机1和工作头2。主机1包括 沿纵长方向(如图1中所示的A方向)延伸的采用塑胶材料制成的壳体10， 以及通过螺钉方式连接在壳体10上的采用金属材料制成的头壳11。在壳体 10上设有供操作者操作使用的开关12用于开启或关闭该研磨工具，在壳体 10的末端设有连接电源的电源线14,并且在壳体10的内部设有马达16,用 于提供旋转扭矩驱动力。头壳11大致呈L型，其内部设有传动机构13和输 出轴15,且输出轴15延伸出头壳11外。传动机构13的一端与马达16连接， 而另一端则与输出轴15连接，从而传动机构13受马达16驱动，将马达16 产生的旋转扭矩转化为输出轴15绕其轴心在一定角度范围内旋转的往复运 动。输出轴15产生的旋转的往复运动的轨迹如图1中双箭头B所示。需要说明的是，这里所采用的传动机构13与背景技术中US7169025所 采用的传动机构是相同的，输出轴15所产生的旋转往复运动的角度范围也是 相同的，这里不再另行描述。图1中给出了一种工作头2装设在主机l上的方式。此时，工作头2是 沿着主机1的纵长延伸方向，即A方向安装设置的。当然，出于应用的考虑， 工作头2还可以沿着垂直于主机1的纵长延伸方向安装设置，如图3所示。 此时，工作头2与主机1的纵长延伸方向呈90度夹角，使得该研磨工具可以 在一些特殊情况下使用，如空间狭小或工件的研磨表面与主机1呈非直线的 角度。通过这样的方式，该研磨工具的应用性将得到进一步提升。请参阅图4,将工作头2与主机1的纵长延伸方向呈角度设置的具体的 调节定位方式是，在头壳11连接工作头2的连接端面110上，围绕输出轴 15形成有若千定位槽17。在本实施例中，这样的定位槽17有四个，分别为 17a、 17b、 17c、 17d，它们彼此呈垂直正交分布。请一并参阅图1和图3, 在工作头2上，朝向头壳ll的连接面上，对应这些定位槽17,设置有若干 凸块310。在本实施例中，这样的凸块310为三个。这些凸台310的大小与8说明书第5/8页
定位槽17—致，当工作头2与输出轴13连接时，这些凸块310也对应的插 入到头壳11上的定位槽17中。如图1中所示，凸块310分别插入到凹槽 17a 17c中，而如图3中所示，凸块310将分别插入到定位槽17b 17d中。 采用这样的方式，可以方便的对工作头2进行调节定位。请继续参阅图3, 虽然工作头2的安装方位有所改变，但是输出轴13绕其轴心所产生的旋转往 复运动的方向仍旧如图中的双箭头C所示。
请参阅图5a和图5b,工作头2包括有一个运动转换机构3。运动转换机 构3具有两端， 一端连接在主机1的输出轴15上，而另 一端连接有一个研磨 垫4。经过运动转换机构3的作用，输出轴15上的旋转往复运动将转化为研 磨垫4的往复平动。这里所谓的平动在理论力学中被定义为在物体内任取 一直线，在运动过程中这条直线始终与它的最初位置平行。这里的往复平动 则在平动的基础上还包括往复。
研磨垫4通过卡圏6包覆连接有砂纸5后，在处于往复平动的过程中， 可以实现对工件表面的往复研磨工作。尤其是对于具有狭长槽的工件表面研 磨效果更佳。图5a和图5b分别给出了工作头2的正反两面的立体示意图， 其中在工作头2的正面设置有如前所述的凸台310,用于将工作头2相对于 主机1调节定位。
需要说明的是，图中所采用的研磨垫4在业界已经得到广泛的应用，其 采用弹性材料制成。并且，研磨垫的横截面并不仅仅局限于图中所列举的圆 弧型，还可以包括其他如方形、三角形等多种形状，/人而可以适用于各种不 同形状的狭长槽。
请参阅图6,工作头2包括运动转换机构3、研磨垫4、砂纸5和卡圏6。 运动转换机构3从下至上(以图中方向为准)依次为主体31,摆杆32、盖板 33,以及受摆杆32驱动，且设置在主体31与盖板33之间的支撑件34。需 要注意的是，运动转换机构3为了增强其耐用性，采用金属制成。如前所述 的起调节定位作用的凸台310形成在主体31上，而在主体31上相对于凸台 310的另 一侧则形成有三个部分，分别为圆孔311、收容槽312和阶梯部313。 收容槽312自圆孔311延伸至阶梯部313，从而可以将摆杆32收容在由圆孔 311、收容槽312和阶梯部313共同形成的空间内。
摆杆32包括连接部321和自连接部321延伸而出的摆臂322。连接部321 相对于主体31上的圆孔311也呈圆形，且半径相当，从而可以相适应地设置在圆孔311内；连接部321的中间设有星形的连接孔323,用于和主机l的 输出轴15配接；摆臂322的自由末端形成有一个凹槽324。当摆杆32收容 在主体31上时，可以相对于主体31做受限制的旋转往复运动，即摆杆32 受限于主体31上收容槽312的宽度而仅能够在小于该宽度的范围下运动。另 外，为了避免摆杆32在做旋转往复运动时与收容槽312产生擦碰，在收容槽 312的相对两侧边上还设置有一对凹槽314,并且在这一对凹槽314内设置有 弹簧315。这样，当摆杆32收容在主体31上时，摆杆32的摆臂322则通过 设置在凹槽314内的弹簧315与收容槽312相接触，从而可以避免所述的擦 碰，有利于延长各组件的使用寿命。
盖板33的轮廓与主体31相当，可通过螺钉连接在主体31上，从而将摆 杆32收容在主体31和盖板33之间。
支撑件34包括一个呈立方体的框架340以及相对地设置在框架340两侧 的耳部341。框架340相对的两侧面上i殳有穿孔342,并在穿孔342中活动地 配接有一个枢轴343;耳部341为平板状，其上分别开设有相同形状的滑槽 344,并且，在滑槽344中设置有导向辊轴345。对应导向辊轴345,在主体 31的阶梯部313上设有第 一 固定孔316,在盖板33上设有第二固定孔331, 导向辊轴345的两端分别固定连接第一固定孔316和第二固定孔331内。
当支撑件34与摆杆32连接时，框架340上的枢轴343将收容在摆杆32 的摆臂322自由末端的凹槽324中，并且可以在凹槽324内自由运动。从而 在摆杆32做旋转往复运动时，由于枢轴343被促动，而带动支撑件34也将 随之做往复运动。同时，支撑件34的耳部341分别通过导向辊轴345与主体 31的阶梯部313和盖板33连接在一起，从而使支撑件34的运动轨迹受到影 响，即支撑件34相对于主体31或盖板33的运动实际上受到滑槽344和辊轴 345之间的相对运动的影响。在优选的实施例中，滑槽344为直线型，从而 支撑件34产生直线型的往复平动，与此同时，枢轴343沿着凹槽324也产生 微小的移动以适应支撑件34的运动。
需要说明的是，这种往复平动是基于运动转换机构3的主体31固定不动 的情况而产生的，因为在主体31上形成的三个凸台310插入到头壳11上的 定位槽17中，从而使主体31与头壳11连接为一体，进而起到固定作用。
当主体31固定不动时，摆杆32在输出轴15的驱动下绕输出轴15的轴 心做旋转往复运动，并带动支撑件34随之做往复运动。同时，支撑件34的耳部341又通过导向辊轴345与主体31和盖板33连接，从而进一步地将支 撑件34的往复运动限制在沿耳部341上的滑槽344的形状范围内。
请一并参阅图7a和7b,根据滑槽344的形状设置，支撑件34也将产生 不同的运动轨迹。如图7a所示，当滑槽344为弧线型，则支撑件34将产生 弧线型的往复平动，又如图7b所示，当滑槽344为直线型，则支撑件34将 产生直线型的往复平动。
请继续参阅图6，当支撑件34与摆杆32连接好，再通过盖板33以螺钉 固定，从而使运动转换机构3安装完成。此时，运动转换机构3可以将主机 1的输出轴15的旋转往复运动转换为支撑件34的往复平动。如果沿支撑件 34的耳部341插入研磨垫4，并且，借助卡图6夹紧固定覆盖在研磨垫4表 面上的砂纸5，则研磨垫4将随着支撑件34做同样的往复平动。这里所采用 的卡圏6为围绕研磨垫4的方形环结构，其上设有供操作者使用的拉环部61。 当操作者拉动拉环部61,卡圏6受弹力作用张开，使操作者可以在研磨垫4 的表面上包覆砂纸5，而后松开拉环部61,则在弹力作用下，卡圏6将夹紧 砂纸5包覆在研磨垫4上。
研磨垫4所产生的往复平动因支撑件34上的滑槽344的形状而不同。请 参阅图8a、 8b、 8c,给出的滑槽344呈直线型时，研磨垫4所产生的运动轨 迹。图8b是工作头2未工作时的状态，摆杆32未做往复运动，受其驱动的 支撑件34此时位于中心线位置，而连接在支撑件34上的研磨垫4也位于中 心线位置。
请继续参阅图8a,当工作头2开始工作后，摆杆32受主机1的输出轴 15驱动开始产生偏转，此时，支撑件34受驱动也将开始相对于中心线左移， 并带动研磨垫4左移。同时，支撑件34的耳部341上的滑槽344也将相对于 导向辊轴345移动。如图8a所示，支撑件34左移至相对于中心线的最大位 置，图中所示偏转角度为a。此时，导向辊轴345位于滑槽344的最右端， 而且，设置在摆杆32与主体31上的收容槽312之间的弹簧315,位于中心 线左侧的弹簧315受到压缩，而位于中心线右侧的弹簧315则拉长。请继续 参阅图8c，当摆杆32受主机1的输出轴13驱动开始产生反向偏转，此时， 支撑件34受驱动也将开始相对于中心线右移，并带动弹性研磨垫4右移。同 时，支撑件34的耳部341上的滑槽344也将相对于导向辊轴345移动。如图 8c所示，支撑件34右移至相对于中心线的最大位置，图中所示偏转角度为a。
11此时，导向辊轴345位于滑槽344的最左端，而且，设置在摆杆32与主体 31上的收容槽312之间的弹簧315,位于中心线左侧的弹簧315拉长，而位 于中心线右侧的弹簧315则受到压缩。如此反复，则支撑件34将带动研磨垫 4做直线型往复平动，进而对工件表面进行直线型研磨工作。
需要注意的是，受限于滑槽344的形状，这里的往复平动始终保持直线， 支撑件34在垂直于直线方向上不产生移动。
请继续参阅图9a、 9b、 9c,给出了支撑件34上的滑槽344呈弧线型时， 研磨垫4所产生的运动轨迹。与直线型滑槽相比，整个工作头2的结构及运 动过程相同，区别仅在于支撑件34在做往复运动的同时，在垂直方向上还产 生有微小的位移。如图9a所示，支撑件34左移至相对于中心线的最大位置， 图中所示偏转角度为a。此时，导向辊轴345位于滑槽344的最右端，因为 最右端在垂直方向上的位置高于滑槽的中心位置，从而使整个支撑件34被抬 高有微小的水平高度h。请继续参阅图9c,当摆杆32受主机1的输出轴15 驱动开始产生反向偏转。此时，支撑件34受驱动也将开始相对于中心线右移， 并带动研磨垫4右移。同时，支撑件34的耳部341上的滑槽344也将相对于 导向辊轴345移动。如图9c所示，支撑件34右移至相对于中心线的最大位 置，图中所示偏转角度为a。此时，导向辊轴345位于滑槽344的最左端， 因为最左端在垂直方向上的位置高于滑槽的中心位置，从而使整个支撑件34 被抬高有微小的水平高度h。
综上所述，为本发明所公开的研磨工具以及其对应使用的工作头，将工 作头2安装在主机1上，在工作头2做直线型或曲线型的往复平动时，可以 有效的避免研磨垫4的两端部的磨损，有利于提高其使用寿命。
权利要求
1、一种研磨工具，包括主机(1)和工作头(2)，主机(1)内设置有输出轴(15)，输出轴(15)绕其轴线做旋转的往复运动，其特征在于所述工作头(2)包括与输出轴(15)连接的运动转换机构(3)，以及连接在运动转换机构(3)上的研磨垫(4)，在运动转换机构(3)的作用下，输出轴(15)的旋转往复运动转化为研磨垫(4)的往复平动。
2、 如权利要求l所述的研磨工具，其特征在于所述往复平动包括沿着 直线方向上的往复平动，研磨垫(4)仅做直线方向上的运动。
3、 如权利要求l所述的研磨工具，其特征在于所述往复平动包括沿着 弧线方向上的往复平动，研磨垫(4)不仅在直线方向上产生运动，在垂直于 直线的方向上也产生运动。
4、 如权利要求2或3所述的研磨工具，其特征在于所述运动转换机构 (3 )包括主体(31 ),摆杆(32)、盖板(33 )以及支撑件(34),摆杆(32)收容在主体(31 )和盖板(33 )之间，并与输出轴(15)连接，同样设置在 主体(31)与盖板(33)之间的支撑件(34)与摆杆(32)活动连接并且受 摆杆(32)驱动而产生往复运动，支撑件(34)上设有滑槽(344 ),在滑槽 (344 )内设置有导向辊轴(345 )，所述主体(31 )上设有第一固定孔(316), 盖板(33 )上设有第二固定孔(331 ),导向辊轴(345 )的两端分别连接在第 一固定孔(316)和第二固定孔(331)内。
5、 如权利要求4所述的研磨工具，其特征在于所述研磨垫(4)连接 在支撑件(34)上，沿着滑槽(344 )产生往复平动。
6、 如权利要求5所述的研磨工具，其特征在于所述滑槽(344 )为直 线型，支撑件(34)产生直线型的往复平动。
7、 如权利要求5所述的研磨工具，其特征在于所述滑槽(344 )为弧 线型，支撑件(34)产生弧线型的往复平动。
8、 如权利要求6或7所述的研磨工具，其特征在于所述支撑件(34) 还包括一个呈立方体的框架(340 )以及相对地设置在框架(340 )两侧的耳部(341),所述框架(340 )相对的两侧面上设有穿孔(342 ),可在穿孔(342 ) 中活动地配接一个枢轴(343 );所迷耳部(341 )为平板状，所述滑槽(344 ) 分别设置在所述耳部(341)上。
9、 如权利要求8所述的研磨工具，其特征在于所述摆杆(32)包括连 接部(321)和自连接部(321)延伸而出的摆臂(322 ),所述连接部(321) 呈圆形，其中间设有星形的连接孔(323 ),用于和主机(1 )的输出轴(15 ) 配接；所述摆臂(322 )的自由末端形成有一个凹槽(324 ),所述框架(340 ) 上的枢轴(343 )收容在所述凹槽(324 )中并且可以自由运动。
10、 如权利要求9所述的研磨工具，其特征在于所述主体(31)上形 成有圆孔(311 )、收容槽(312)和阶梯部(313 )，所述收容槽(312)自圆 孔(311 )延伸至阶梯部(313),可以将摆杆(32)收容在由圆孔(311 )、收 容槽(312 )和阶梯部(313 )共同形成的空间内。
11、 如权利要求10所述的研磨工具，其特征在于当所述摆杆(32)收 容在主体(31)上时，其可以相对于主体(31 )做旋转往复运动，而且旋转 往复运动受限于主体(31)上收容槽(312)的宽度。
12、 如权利要求11所述的研磨工具，其特征在于在所述收容槽(312) 的相对两侧边上还设置有一对凹槽(314),并且在这一对凹槽(314)内设置 有弹簧(315),使摆杆(32)的摆臂(322 )通过设置在凹槽(314)内的弹 簧(315)与收容槽(312)相接触。
13、 如权利要求12所述的研磨工具，其特征在于所述主机(l)包括 头壳(11)，在头壳(11)的连接端面(110)上围绕输出轴(15)设置有若 干定位槽(17),对应这些定位槽(17),在工作头(2)的主体(31)上设有 若干凸台(310),凸台(310)可收容在定位槽(17)中。
14、 如权利要求13所述的研磨工具，其特征在于所述若干凸台(310) 与主体(31)上的圆孔(311)、收容槽(312)和阶梯部(313)分别位于主 体(31)的两侧面。
15、 如权利要求14所述的研磨工具，其特征在于所述工作头(2)还 包括包覆在研磨垫(4)表面的砂纸(5)以及固定砂纸(5)的卡圏(6)。
16、如权利要求15所述的研磨工具，其特征在于所述卡圈(6)为围绕研磨垫(4)的方形环结构，其上设有供操作者使用的拉环部(61)°
17、如权利要求16所述的研磨工具，其特征在于所述运动转换机构(3) 采用金属制成。
全文摘要
一种研磨工具，包括主机(1)和工作头(2)，主机(1)内设置有输出轴(15)，输出轴(15)绕其轴线做旋转的往复运动，所述工作头(2)包括与输出轴(15)连接的运动转换机构(3)，以及连接在运动转换机构(3)上的研磨垫(4)，在运动转换机构(3)的作用下，输出轴(15)的旋转往复运动转化为研磨垫(4)的往复平动。采用这样的设计，工作头上的研磨垫可以与工件表面紧密贴合，避免了研磨垫两端部受力不均而产生翘起的情况，进而可以避免研磨垫的磨损，有利于提高研磨垫的使用寿命。
文档编号B24B19/02GK101664895SQ200810215009
公开日2010年3月10日 申请日期2008年9月1日 优先权日2008年9月1日
发明者李祥庆 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司