用于创建磨光的斜面的消耗性研磨工具的制作方法

用于创建磨光的斜面的消耗性研磨工具的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种用于创建磨光的斜面的消耗性研磨工具。本公开的实施例通常涉及沿着电子设备的小特征创建光滑外观面的方法。本公开实施例非常适合到达设置在受限空间中的表面。更特别地描述了一种用于修整工件的方法。例如，该方法可以用来修整电缆连接器的入口部分。该方法可涉及到研磨刷的使用，所述研磨刷可包括单个丝状物以及与单个丝状物耦合的研磨颗粒，所述研磨刷可被配置为在修整操作中提供多种不同的表面几何形状。
【专利说明】用于创建磨光的斜面的消耗性研磨工具

【技术领域】
[0001]所描述的实施例通常涉及沿电子设备的小特征创建光滑的外观面的方法。更特别地，涉及对限定复杂几何形状的相对小的特征(例如，电缆连接器的入口部分)进行修整的方法。

【背景技术】
[0002]被利用来形成各种设备(如计算设备)的部件在其生产过程中经常经历大量的制造操作。加性制造工艺增加材料以形成部件。例如，可利用注塑成型来形成部件，相反地，减性制造工艺从工件或基板中去除材料以形成部件。例如，可从基板加工去除材料以形成部件。在一些实施方案中加性和减性工艺两者都可以用来形成部件，这取决于部件的特定的所期望的最终配置。
[0003]计算机数控(CNC)加工是通常用来形成部件的减性制造工艺类型的一个例子。CNC加工典型地使用机器人组件和控制器。机器人组件可以包括旋转主轴，所述旋转主轴与韦先刀(milling cutter)或者切削器(cutter)的可替代实施例稱合。该切削器包括从基板去除材料以形成限定所需形状和尺寸的部件的切削刃(cutting edges)。在这方面，控制器引导机器人组件沿着形成部件的加工路径移动切削器。然而，CNC加工可能不能提供所期望的表面修整(surface finish)。
[0004]表面修整的方法和装置可用于为外观面创建多种修整。不幸的是，适用于对设置在紧凑空间中的表面进行修整的工具不那么多，并且可能不能产生所期望的结果。在这点上，举例来说，在配置成接纳连接器(比如，数据连接器)的、尺寸越来越小的孔上执行修整操作可能是非常困难的。如，尽管多晶金刚石(PCD)切削器和单晶金刚石(MCD)切削器可以适用于对设置在紧凑空间中的表面进行修整，但是所得到的表面修整可能包括跨部件外观面的切削痕迹(比如:扇形褶皱)。此外，研磨刷可以用于修整操作，但是这种研磨刷可能通常被配置用于对相对平坦的表面进行修整。
[0005]因此，需要一种可靠的方式来为设置在紧凑空间中的部件的表面创建精细的表面修整。


【发明内容】

[0006]本文描述了多个实施例，这些实施例涉及对部件的小特征进行修整。
[0007]在一个实施例中公开了一种研磨刷。所述研磨刷可以包括以下部件:单个丝状物，所述单个丝状物具有多个与其耦合的(例如，灌注在其中的)研磨颗粒；以及可缩回套管，该套管配置为在修整操作中随着单个丝状物被消耗而上移。在给定单个丝状物研磨刷被配置为抵着其应用的材料的情况下，可根据研磨刷的堵塞速度来选择单个丝状物的硬度。
[0008]本公开的其他方面和优点从下面结合附图的详细描述中变得明显，所述附图以举例的方式示出所述实施例的原理。

【专利附图】

【附图说明】
[0009]通过下面结合附图的详细描述本公开将易于理解，其中相同的附图标记指示相同的结构要素，并且其中:
[0010]图1描述了根据本公开的示例性实施例的闭合配置中的便携式计算设备的实施例的前透视图；
[0011]图2描述了根据本公开的示例性实施例的在打开配置中的图1的便携式计算设备;
[0012]图3描述了根据本公开的示例性实施例的图1的便携式计算设备的基座部分的顶壳体的底透视图；
[0013]图4描述了根据本公开的示例性实施例的图1的便携式计算设备的底视图；
[0014]图5示意性地描述了根据本公开的实施例的计算机数控(CNC)铣床，其包括加工工件中的孔缝的旋转切削器；
[0015]图6描述了根据本公开的示例性实施例的单个丝状物研磨刷的侧视图；
[0016]图7描述了根据本公开的示例性实施例的沿A-A线通过图6的研磨刷的截面图；
[0017]图8描述了根据本公开的示例性实施例的图5的工件的邻近其中孔缝的部分的放大视图；
[0018]图9描述了根据本公开的示例性实施例的图8的工件在孔缝处的部分沿B-B线的截面图；
[0019]图10描述了根据本公开的示例性实施例的图8的工件在孔缝处的部分沿B-B线的截面图，其中斜面限定未修整的结构；
[0020]图11描述了根据本公开的示例性实施例的在用图6的研磨刷在图10的未修整斜面上进行修整操作期间，图8的工件在孔缝处的部分沿B-B线的截面图；
[0021]图12根据本公开的示例性实施例的图8的工件在孔缝处的部分沿B-B线的截面图，其中斜面限定了修整后的结构；
[0022]图13描述了根据本公开的可选的示例性实施例的通过单个丝状物研磨刷的截面图，其中所述研磨刷的端部执行器表面基本上是圆形或球形的；
[0023]图14根据本公开的示例性实施例的图8的工件在孔缝处的部分沿B-B线的截面图，所述部分包括通过图13的研磨刷制造的曲线唇部；
[0024]图15描述了根据本公开的可选的示例性实施例的通过单个丝状物研磨刷和矫正工具的截面图，其中研磨刷的端部执行器表面是阶梯状的；
[0025]图16示意性地描述了本公开的示例性实施例的一种修整方法；和
[0026]图17示意性地描述了据本公开的示例性实施例的电子设备的框图。

【具体实施方式】
[0027]根据本应用的方法和装置的代表性应用在这部分描述。提供这些例子仅为了增加背景，并且为了帮助理解描述的实施例。因而对于本领域技术人员显然的是，即使没有这些特定细节中的一些或者全部，也可以实施所描述的实施例。在其他示例中，没有详细描述众所周知的处理步骤以避免对所描述的实施例造成不必要的混淆。其他的应用是可能，因此接下来的例子不应该被认为是限制性的。
[0028]在接下来的具体说明中，参考附图，所述附图形成了说明书的一部分，在附图中通过图示显示了根据所描述的实施例的具体实施例。尽管足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实施所描述的实施例，但是应理解这些例子不是限制性的；因此可以用其他实施例，并且可以进行变化而不背离所述实施例的精神和范围。
[0029]打磨(grinding)操作普遍使用砂轮(grinding wheel),该操作通常允许制造者制造大体上具有期望的表面几何形状的边缘。没有被砂轮从创建的几何形状的表面清除的任何剩余的毛刺(burr)能够在某种情况下被修整刷清除。修整刷典型的放置在主轴(spindle)中，并且刷子的研磨毛(abrasive bristle)对于从部件表面清理任何加工产物来说是有用的。修整刷的优势还在于它通常足够的轻柔以使得修整刷操作不改变所建立的部件的几何形状。
[0030]不幸的是，砂轮不能用来形成给定工件里的小特征。使用标准砂轮非常困难或者不可能形成的一种特征是斜面端口进口(chamfered port inlet)。尽管在本说明的大部分中将采用这个特征的示例性实施例，应该理解的是所描述的处理可以应用于工件的任何小和/或复杂的特征。例如，这里描述的工具和方法可以用于对圆角、倒角、侧壁、和/或工件的任何其他特征进行修整，尤其在特征相对小和/或难以到达的情况。
[0031]这些和其他实施例将在下面参考图1-图17进行讨论。然而，本领域技术人员将容易理解这里参考附图给出的详细描述仅为解释目的，而不应该构成限制。
[0032]正如下面详细描述，接下来涉及到制造和修整工具、组件、装置、系统、设备、计算机程序产品和方法。本发明的实施例可以用来形成各种部件，包括比如电子设备。更详细的例子是，这里公开的制造和修整方法可以用来形成计算设备，如台式计算机、便携式计算机、上网本计算机、平板计算机、手机、智能手机等，或者其所用的任何配件，如键盘和显示器。因此，仅以举例为目的，这里描述和显示了可通过这些制造方法形成的便携式计算设备的实施例。然而应该理解的是可以使用本公开的工具、组件、装置、系统、设备、计算机程序产品和方法来对设备的各种其它实施例进行形成和修整。
[0033]在一个实施例中,便携式计算设备可包括多部分外壳(mult1-part housing),其具有在侧部(reveal)相连接以形成基座部分的顶壳体和底壳体。便携式计算设备可具有可容纳显示屏和其他相关部件的上部分(或盖)，而基座部分可容纳各种处理器、驱动器、端口、电池、键盘、触摸板等。顶壳体和底壳体可在接口区域以特定方式各自连接，以使得不仅可以减小顶壳体和底壳体之间的空隙和偏移，而且在设备批量制造中可使设备间更一致。
[0034]在具体实施例中，盖和基座部分可能通过被称为爪部组件(clutch assembly)的方式彼此枢轴连接。爪部组件可至少包括圆柱部分，该圆柱部分又包括环形外部区域，以及被环形外部围绕的中心孔区，中心孔区适合被布置为为基座部分和盖中的电气部件之间的电导体提供支撑。爪部组件也可以包括多个紧固区域，该紧固区域将爪部耦合到便携式计算设备的基座部分和盖，其中至少一个紧固区域与圆柱区域集成地形成，从而使空间、尺寸和部件数量最小化。
[0035]顶壳体可以包括在装配操作期间多个操作部件可以插入其中的腔或腔体。在所描述的实施例，操作部件能够被插入到腔体中，并在“顶-底”装配操作中附接到顶壳体，其中最顶端的部件首先插入，接下来按照从上到下的布置插入部件。例如，顶壳体可以被提供和成形以容纳键盘模块。键盘模块可包括由多个键帽组件形成的键盘组件和相关电路，比如结合有开关矩阵和保护特征板的柔性薄膜。因此，按照顶-底装配方法，键盘组件首先被插入到顶壳体中，接下来是柔性薄膜，然后是附接至顶壳体的特征板。然后其他内部部件可以按照顶到底的方式被插入(当从修整后的产品的透视图来看时)。
[0036]在一个实例中，键盘模块可以被配置为使得可以利用键帽组件来替代电源开关。举例来说，在传统键盘中顶行的每个键帽都被分配至少一个功能。然而，通过将其中一个键帽复用作为电源按钮，至少通过消除了与现有电源按钮相关联的开关机构，并用已有的键帽组件和相关电路对其进行替代，可使操作部件的数量减少。
[0037]除了键盘，便携计算设备可包含触摸敏感设备，像一系列的触摸板和触摸屏等等。在这些便携式计算设备包括触摸板的实施例中，该触摸板可以是由玻璃材料形成的。玻璃材料提供外观面，并且是触摸板的结构刚性的主要来源。相比于现有设计，玻璃材料的这种应用显著降低了触摸板的整体厚度。触摸板可能包括用于处理来自与触摸板相关联的传感器的信号的电路。在某些具体实例中，电路可实现为印刷电路板(PCB)。PCB可以以能够为触摸板提供结构支撑的方式由材料形成并被安放。因此，消除了分离的触摸板支撑件。
[0038]在一个实施例中，顶壳体可用被加工成需要的形状和尺寸的单个铝坯形成。顶壳体可包括增加顶壳体结构集成度的集成支撑系统。所述集成支撑系统可具有连续的属性，没有空隙或裂缝。集成支撑系统可用于为单个部件(例如键盘)提供支撑。例如，集成支撑系统可以是可用作键盘的参考基点的肋部(rib)的形式。该肋部也可由于增加的肋部的厚度而提供额外的结构支撑。该肋部还可用作护罩(shield)的一部分，该护罩帮助避免光从键盘泄露，以及作为避免外部电磁辐射泄露的法拉第(Faraday)笼。
[0039]集成支撑系统的连续属性可使得施加到多部分外壳的外部负载的分布更均匀，导致扭曲或弯曲的可能性下降，从而降低针对内部部件的风险。集成支撑系统还可提供用于将这些内部部件安装到多部分外壳的安装结构。这些内部部件包括大容量存储设备(可以是硬盘驱动HDD或固态驱动SSD的形式)、音频部件(音频插座、麦克风、扬声器等)以及诸如键盘和触摸板等输入/输出设备。
[0040]这些和其他的实施例以下参考图1-图4进行讨论。然而，本领域技术人员可以理解这里参考附图给出的详细描述仅仅是以示例为目的。
[0041]图1描述了根据本公开的示例实施例的笔记本计算机形式的便携式计算设备100。更具体的，图1示出了便携式计算设备100在闭合配置中的前透视图。如所描述，便携式计算设备100可以包括外壳(housing) 102，外壳包括基座(base)部分104和盖(Iid)部分106。在闭合配置中，盖部分106和基座部分104形成了看起来有连续变化和一致形状的统一结构，增强了便携式计算设备100的外观和感受。在一些实施例中，便携式计算设备100可以包括在外壳102的盖部分106的后壳体110处的标识108。在一种实施例中，标识108能够被从显示器112 (参见，例如图2)发射的光照亮。
[0042]基座部分104能够通过铰链枢轴连接至盖部分106，在一些实施例中，铰链可以包括爪部组件。基座部分104可以包括插入部分114，所述插入部分适于帮助用户提升盖部分106，比如，用手指。相应的，外壳102的盖部分106可以在爪部组件的帮助下相对于外壳的基座部分104从闭合位置(参见,例如图1)被移动到打开位置(参见，例如图2)。
[0043]图2示出了在打开配置中的便携式计算设备100的前透视图。显示器112可以耦合到盖部分106的后壳体110，以使得显示器具有结构支撑。在这点上，盖部分106可被形成为具有由后壳体110提供的单体(un1-body)结构，该结构可以为肋部分提供额外的强度和弹性，这是非常重要的，因为反复打开和关闭会引起应力。除了强度和弹性的增加外，盖部分106的单体结构可以通过消除分离的支撑特征来降低总体部件数量，这将降低制造成本和/或复杂性。
[0044]盖部分106可以包括遮罩(mask)(也被称为显示器镶边(trim)) 116，所述遮罩围绕显示器112。显示屏镶边116可用不透明材料形成，比如设置在显示器112的保护层之上或其中的墨水。因此，显示器镶边116可以通过隐藏操作和结构部件以及集中注意力到显示器的有效区域来增强显示器112的总体外观。
[0045]显示器112可以显示视觉内容(比如图形化用户界面)、静态图像(比如照片)和视频媒体项目(比如电影)。显示器112可以采用任何合适的技术显示图像，比如液晶显示器(IXD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器等。进一步，便携式计算设备100可以包括图像捕捉设备118。在一个实施例中，图像捕捉设备118可以位于显示器镶边116的透明部分。在一些实施例中，图像捕捉装置118可被配制成捕捉静态和视频图像两者。
[0046]基座部分104可以包括紧固到底壳体122(参见，例如图4)的顶壳体120(参见，例如图3)。正如图2所示，顶壳体120可被配置成容纳各种用户输入设备，如键盘124和触摸板126。键盘124可包括多个低轮廓(profile)键帽组件128。在一个实施例中，音频变换器(没有示出)能够使用键盘124的所选择部分来控制输出音频信号，比如音乐。一个或多个的麦克风130可以位于盖部分106。麦克风130可以被间隔开以提高相关音频电路的频率响应。
[0047]为了识别与特定键盘相关的键输入，可在多个键帽组件128的每一个上印上符号。键盘124可被布置为接收在每个键帽组件128处使用被称为按键的手指运动产生的离散输入。在所描述的实施例中，每个键帽组件128上的符号可以被激光蚀刻，由此创建了非常清晰和耐久的印记，其在便携式计算设备100的寿命期间在持续的按键应用下不会褪去。为了减少部件数量，键帽组件128中的一个可以再次被规定作为电源按钮。以这种方式，便携式计算设备100的总部件数量可以相对降低。
[0048]触摸板126可以被配置成接收手指姿态。手指姿态可包括来自一致施加的多于一个手指的触摸事件。姿态还可以包括单个手指触摸事件，比如重击或轻敲。姿态可以被触摸板126里的传感电路感知并转换为的电信号，该电信号被传送至处理单元进行评估。以这种方式，便携式计算设备100至少能够部分地被触摸控制。
[0049]一个或多个数据端口 132，134，136可以被用来在外部电路和便携式计算设备100之间传输数据和/或电力。数据端口可包括，例如，可以用来接纳存储卡(如FLASH存储卡)的输入槽132，然而剩下的数据端口 134，136可以用来容纳数据连接器，比如USB、火线(Fire Wire)、雷电(Thunderbolt)等等。进一步地,在一些实施例中，一个或多个扬声器栅格137可以被用来从包围在外壳102的基座104中的相关音频部件输出音频。
[0050]图3示出了外壳102的基座部分104的顶壳体120的底透视图。如图所示，顶壳体120可以包括主壁138和从其延伸的外框140。多个的通风孔142可以被限定在顶壳体120中。例如，在所示实施例中，通风孔142可以被限定在外框140中。通风孔142可以被配置成提供外部空气流，这可以用来通过让空气从其进入或排出来冷却内部部件。例如，在外框140中的通风孔142可以构成进气通风孔，而后壁146中限定的多个通风孔144可以构成排气通风孔。在另一实施例中，外框140中的通风孔142可作为附属于主空气进气通风孔的次空气进气口，或者外框中的通风孔可构成排气通风孔。
[0051]外框140中的通风孔142可以被用来输出由声音模块产生的声音形式的音频信号。相应的，通风孔142可以用来输出在选定频率范围内的声音，以提高便携式计算设备100的音频呈现质量。此外，外框140中的通风孔142可以是顶壳体120的集成支持系统的一部分。在这方面，内部肋部148可以被设置在通风孔142内和/或外部肋部150可被设置在通风孔之间以向便携式计算设备100提供额外的结构支持。在一些实施例中，通风孔142可以从限定顶壳体120的材料加工，其中肋部148，150包括保留的材料。
[0052]通风孔142的节奏(cadence)和尺寸可以用来控制空气流入便携式计算设备100以及控制射频(RF)能量以电磁干扰(EMI)的形式从便携式计算设备发射。在这方面，内部肋部148可以在通风孔142内分隔一区域，以提供尺寸被设置为降低RF能量的通过的孔缝。由每个通风孔142限定的孔缝的尺寸可指示可被孔缝“捕获”的RF能量的波长。在这种情况，通风孔142的尺寸使得由内部部件发射的RF能量的主要部分可以被捕获在便携式计算设备100内。此外，通过在下游面对顶壳体120的外表面设置通风孔142，可以提高便携式计算设备100的美感，因为在正常使用期间外部观察者看不到内部部件。
[0053]正如所描述的，后壁146可以从主壁138延伸。后壁146可以配置用于隐藏在外壳102的基座104和盖部分106之间的铰链处的爪部。多个内部侧壁152a-d也可以从主壁138延伸。内部侧壁152a-d可以将基座104限定的内部空间分为多个隔间154a_d。
[0054]图3所示，便携式计算设备100可以包括多个电子部件156，它们可以被接纳到一个或多个隔间154a-d中。正如可以被理解的，举例来说，电子部件156可以包括大容量存储设备(例如硬驱动或者固态存储设备，如包括非瞬态有形存储器的闪存设备，例如，可以是易失和/或非易失存储器)，其配置成存储信息、数据、文件、应用、指令等；处理器(例如，微处理器或者控制器)，其配置成控制便携式电子设备的总体操作；通信接口，其配置成通过例如有线或者无线网络(比如局域网(LAN)，城域网(MAN)，和/或例如互联网的广域网(WAN))来发射或者接收数据；风扇；散热器；和一个或者多个电池。然而，如本领域技术人员所理解的，在便携式电子设备的外壳102中可附加地或替代地接纳各种其他电子部件。
[0055]图4示出了外壳102的基座部分104的底壳体122的底部的外部视图。一个或者多个紧固件158被设置在外壳102的基座部分104的底壳体122处。紧固件158可以配置成使底壳体122固定至顶壳体120以包围上述电子部件156。
[0056]此外，在一些实施例中便携式计算设备100可以包括一个或者多个减震器。减震器可以服务于许多目的。在这方面，在所描述的实施例中便携式计算设备100包括脚160的形式的减震器，其与外壳102的基座部分104的底壳体122的外表面162耦合。
[0057]如上述便携式计算设备100的设备可以通过加工基板来限定其一个或多个部件来制造。例如，计算机数控(CNC)加工可以用来形成便携式计算设备100的部件。作为更具体的例子，CNC铣床(mill)可以用来形成便携式计算设备100的部件。
[0058]在这方面，图5示出了根据本发明的示例实施例的CNCf先床200的示例实施例。在一个实施例中，CNC铣床200可以包括3-轴垂直铣床，其可从日本OShino-mura的FANUC公司获得。然而根据本发明的实施例可采用CNC铣床的多种其他实施例。
[0059]正如所描述，CNC铣床200可以包括机器主体(body) 202。CNC铣床200可以进一步包括马达204，马达被配置为通过主轴(spindle) 208旋转与马达耦合的旋转头206。旋转头206，或者“工具保持器”，可耦合到诸如各种铣刀中的任意一种的旋转工具210。加工台212可以被配置成支撑工件或者基板214。加工台212可以是静止的或者配置成可以在一个或者多个方向上移动，以使工件214随之移动。
[0060]此外，机器主体202或者从主体延伸的臂或其他部件可以被配置以移动。在这点上，CNC铣床200可以进一步包括致动器216A-C。如图所示在实施例中，致动器216A-C配置成移动机器主体202，由此，移动与其耦合的主轴208、旋转头206、和旋转工具210。更特别地，第一致动器216A配置成沿X-轴移动机器主体202，第二致动器216B配置成沿Y-轴移动机器主体，第三致动器216C配置成沿Z-轴移动机器主体202。可以用致动器的各种实施例，例如水动或者气动致动器。
[0061]进一步，CNC铣床200可以包括控制器218。控制器218可以引导发动机204绕轴220旋转，发动机又可使与之耦合的主轴208、旋转头206、和旋转工具210绕轴220旋转。进一步，控制器218可引导旋转工具210相对于工件214移动。例如，加工台212可以移动工件214，或者致动器216A-C可以移动主体202和/或CNC铣床200的其他部分以相对于工件移动旋转工具210。
[0062]CNC铣床200可以额外的包括冷却剂系统222 (例如，洪水冷却剂系统)。冷却剂系统222可以配置成引导冷却剂224(例如，水和/或油)流接近旋转工具210和/或工件214以冷却、保护、和/或润滑旋转工具和/或工件。例如，冷却剂系统222可以包括外部喷嘴226，其配置成朝着旋转工具210和/或工件214引导冷却剂224。
[0063]相应的，CNC铣床200可以从工件214去除材料以形成部件。例如，工件214可以被加工以形成上述外壳102的基座部分104的顶壳体120。通过进一步举例的方式，图5示出了在工件214中加工孔缝228，该孔缝最终构成顶壳体120中的端口(例如，数据端口134，136之一)。然而，依赖于切削工具210的特性和从工件214形成的部件的所期望的形状，切削工具可能不能按照所期望的精度水平从工件214中去除原料。进一步地，可能需要在加工后从工件214去除锐角或者其他特征，或者为工件提供所期望的表面修整(例如，光滑镜面表面修整)。因此，由于这些和各种其他原因，可能需要在工件214上进行表面修整操作。
[0064]例如，这样的修整操作可包括砂纸微统(sanding micromi 11 ing)、微打磨(microgrinding)、和微电统(microelectromilling),这可由抵着工件214旋转研磨盘(abrasive disk)或砂轮来执行。研磨盘可以包括电镀到钢盘的金刚石。然而研磨盘可能未配置成、或者不能够和工件214的几何形状一致。例如，研磨盘可能太大而不能够安装到孔缝228中，或者不能或未配置成在孔缝的入口处提供所期望的形状(例如斜面(chamfer))。进一步，在修整后，研磨盘可以趋向留下擦痕和/或研磨盘可趋向被限定工件的材料堵塞，尤其是当工件包括软材料，比如铝或者塑料时，这将限制研磨盘的有效性。
[0065]此外，典型的研磨刷(abrasive brush)可以被配置用于抛光平面,而不是复杂几何形状，如斜面。在这方面，研磨刷可能采用多个相对小直径的刷毛(bristle)(例如，限定直径小于约0.1mm)，这些刷毛是软的且和工件的形状一致。相应的，研磨刷可能未配置成与复杂几何形状(比如斜面)一致，或对其进行修整。
[0066]因此，本公开的实施例提供配置用于砂纸打磨、研磨、或者在工件和部件上进行修整操作的工具，所述工件和部件限定相对小的特征和/或限定相对复杂的几何形状。在这方面，图6示出了根据本公开的实施例的单个丝状物(single filament)研磨刷300。研磨刷300与其他研磨刷的实施例的不同之处至少在于，在该研磨刷中采用了单个刷毛或丝状物302，而现有刷的实施例一般采用多个刷毛或者丝状物。
[0067]研磨刷300与研磨刷的现有实施例的进一步区别在于，丝状物302可相对粗。例如，丝状物在一些实施中可限定圆截面，其可限定宽度或者直径大于约0.1mm,更优选地从约Imm到约10mm。应该注意的是刷的当前工业实践中制造的丝状物的宽度或者直径不超过0.1mm,并且使用多个丝状物，如上所述。采用相对粗的单个丝状物302可以为研磨刷300提供更大的强度和刚性，利用这一点这可以使经受了修整的工件具有单个丝状物的形状。相反，传统研磨刷包括可相对软的、顺从经受修整操作的工件的表面的多个丝状物。因此，传统研磨刷的丝状物可能基本上不能改变工件的形状。
[0068]研磨刷300可以配置为被接纳到旋转机器的旋转头中，以形成修整系统。在这点上，研磨刷300可以配置成和上面描述的CNC铣床200—起使用。因此,正如图6所述，研磨刷300可以配置成与其旋转头206耦合。相应的，研磨刷300可以围绕旋转轴220旋转，并且可以被CNC铣床200以任何其他上述描述的方式移动。由旋转头206传递到研磨刷300的选定的旋转速度可依赖于研磨刷所施加到的工件的材料成分，或者工件的所期望的表面修整。进一步地，冷却剂系统222可以被配置成引导冷却剂224(例如，水和/或油)流在研磨刷的使用的过程中接近研磨刷300以降低研磨刷300的磨损。
[0069]如上面所看到的，研磨刷300可以包括丝状物302。在一些实施例中丝状物302可以包括热固性树脂、陶瓷材料或者热塑性材料(比如尼龙)。进一步地，研磨刷300可以包括耦合到丝状物302 (例如，嵌入丝状物里面)的多个研磨颗粒303，研磨颗粒可以起到抛光介质的作用。例如，丝状物302可被灌注有研磨颗粒303。在这第一点上，进一步举例来说，可利用结合基质(binding matrix)将研磨颗粒303结合到限定丝状物302的材料(例如尼龙)。在一些实施例中研磨颗粒可以包括铝氧化物、硅碳化物、立方氮化硼，或者金刚石。
[0070]研磨刷300还可以包括套管(collar) 304。在一些实施例中套管304可以是基本上圆柱形的管，配置成接纳丝状物302从中通过。套管304可以支持丝状物302以使得丝状物保持需要的配置。在一些实施例中套管304可以是可调节的。在这方面，套管304的沿可与旋转轴220平行延伸的丝状物302的纵向长度的位置可以被调节。相应地，随着丝状物302在修整操作中被消耗，套管304可以相对于图6中的研磨刷300的配置向上移。
[0071]丝状物302的端部执行器(end effector)表面306可被限定为接近丝状物的端部。端部执行器表面306可以形成与在工件特征上完成修整操作后工件214的特征的期望的几何形状相对应的特定几何形状。在这方面，图6所示的端部执行器表面306限定的V形状可以配置用于修整斜面唇部(Iip)，正如下面讨论的。
[0072]在一些实施例中，内部支撑机构可配置成在丝状物的旋转过程中为丝状物302提供额外支撑和稳定性。在这点上，图7示出了通过研磨刷300的截面图。正如所示的，内部支撑机构可以包括加固构件308(例如，线或者线网)，该加固构件沿着研磨刷的纵向长度的至少一部分、例如沿着丝状物302的中心延伸。
[0073]加固构件308可以配置成使得其在修整操作的过程中不和工件接触，以使得加固构件不损坏(例如，通过向其施加刮擦)工件214。在这方面，在一些实施例中加固构件可包括金属材料，其比丝状物302的材料和/或工件214的材料更硬。为了保护工件214，加固构件308可以不延伸到端部执行器表面306。进一步地，在一些实施例中，在端部执行器表面306和加固构件308的端部之间的空隙可以与丝状物302的可用可消耗部分相对应，以使得随着丝状物被消耗，加固构件保持不与被修整的工件214接触。在另外一个实施例中，加固构件308可以是可调节的，以使得随着丝状物被消耗加固构件可以被缩回。例如，加固构件308可以耦合到套管304，以使得当套管向上调节时，加固构件从端部执行器表面306缩回同样的距离。可选地，在实施例中，加固构件308可以延伸到端部执行器表面306，其中端部执行器表面的中心保持不与工件214接触。例如，当通过研磨刷300研磨的特征围绕孔缝时，端部执行器表面306的中心可保持不与工件214接触。
[0074]需要注意的是，当研磨刷300被施加于软的材料，例如铝时，在某些实施例中研磨刷可能趋向于被从工件去除的材料堵住。因此，当研磨刷300用于对相对较软的材料(比如铝和塑料)进行修整时，可特别地选择丝状物302的硬度以使得丝状物的消耗速度大于或等于从工件214去除的材料结合到(例如，堵塞)丝状物的速度。因此，研磨刷300可被“调整(tuned) ”以使得丝状物302采用适当的材料，该材料被磨损掉而不堵塞丝状物。
[0075]图8展示了工件214接近孔缝228的部分的放大视图。可用上面描述的研磨刷300来在接近孔缝228处修整工件214。在一个实施例中，孔缝228可以被配置为接纳数据连接器。孔缝228可以相对较小，并且在一些实施例中孔缝可限定高度230从大约2mm至3mm，使正常的打磨操作在开口中不可行(例如，由于传统打磨工具的尺寸和/或形状)。
[0076]图9示出了图8中工件214位于孔缝228的部分在完成修整操作后沿着线B-B的截面图。如图所示，斜面唇部232可以限定在孔缝228处。利用单个丝状物研磨刷300，可沿着斜面唇部232进行镜面或高光滑度修整，如下面将详细描述的。
[0077]图10-图12显示了工件214的孔缝228处的斜面唇部232的制造。在这方面，图10示出了图8中的工件214在孔缝228处沿线B-B的截面图，其中孔缝限定了未修整的斜面唇部232’。孔缝228处未修整的斜面唇部232’可随着进行修整操作之前的分开的形成处理的一部分而被创建。例如，未修整的斜面唇部232’可利用铣刀形成。如图示，前面的形成处理可能在未修整的斜面唇部232’处留有一定程度的粗糙度，这使得孔缝228不能够具有所期望的表面修整(例如基本的光滑平面修整)
[0078]图11示出了在其上进行修整操作的过程中，图8的工件214在孔缝228处沿线B-B的截面图。特别是，图11示出了在其上进行修整操作期间，研磨刷300与工件214在孔缝228处直接接触。如所示，研磨刷300的端部执行器表面306的几何形状可对应于孔缝228的入口的所期望的修整后的几何形状。因此研磨刷300可抵着未修整的斜面唇部232’ (参见图10)旋转，以使得研磨颗粒303研磨工件214的材料，直到(如图12所示)沿着导入孔缝28的斜面唇部232获得光滑的表面修整。以这种方式，修整后的斜面唇部232可以提供光滑的入口引导部，便于在孔缝228中插入插头(如电子和/或数据连接器插头)。
[0079]图13示出了根据本公开的单个丝状物研磨刷400的可选实施例。如上所述，研磨刷400可包括丝状物402、多个研磨颗粒403、套管404、和加固构件408。然而，丝状物402可限定不同的端部执行器表面406，该表面可基本上是圆形或球形，如图13所示。包含球形端部执行器表面406的研磨刷400可被用于形成孔缝228的入口处的曲线唇部232’ ’，如图14所示。相应的，任意的各种端部执行器的几何形状都可以被用于限定开口的入口处的唇部的所期望形状。
[0080]作为进一步的例子，一种阶梯状端部执行器表面可在外壳的入口处限定阶梯状唇部。在这方面，图15示出了单个丝状物研磨刷500的另一实施例。如上所述，研磨刷500可包括丝状物502、多个研磨颗粒503、套管504和加固构件508。然而，丝状物502可定义不同的端部执行器表面506，其中研磨刷500的末端(tip)在阶梯状表面之间存在槽口(notch) 510，这样可在工件214中孔缝228的入口处提供所期望的唇部形状。
[0081]如图15所示的研磨刷的、包括精确限定的锐角的研磨刷可能容易磨损。因此，在一些实施例中，这里公开的研磨刷可以被周期性矫正(redress)(例如，重新切削)以保证端部执行器表面的几何形状和所期望的几何形状相匹配。例如，研磨刷500的与其他部分相比和工件进行更频繁的接触的部分可能总是磨损的更快，这使得研磨刷的端部执行器表面的几何形状被改变。因此，在修整系统中可以包括用来矫正研磨刷的端部执行器表面的工具。
[0082]例如，图15进一步描述了一种矫正工具512 (例如，碳化物切削工具)，该工具可以通过在研磨刷抵着该工具旋转时切削丝状物502来使研磨刷500的端部执行器表面506重新成形。这样的操作可以周期性执行以使研磨刷的端部执行器表面回到其原始的几何形状。在这方面，矫正工具512的大小和形状可设置为使得其切削刃514配置成与端部执行器表面506的所期望的形状(例如，原始形状)匹配。注意尽管描述了矫正工具的切削刃的详细配置，但是矫正工具的配置可变化以使得被矫正的丝状物限定所期望的形状。进一步注意在一些实施例中矫正工具512可以配置成在矫正操作中切削和矫正加固构件508，以使得丝状物502和加固构件两者都回到所期望的形状。
[0083]图16描述了一种可以用来修整工件的修整方法600。正如所描述的，修整方法600可以包括在操作602中提供工件。进一步，该方法可以包括在操作604中提供研磨刷。研磨刷可以包括限定端部执行器表面的单个丝状物和耦合到单个丝状物的多个研磨颗粒。在操作606中该方法可以额外包括绕着沿单个丝状物的纵向长度延伸的轴旋转研磨刷，以使得研磨颗粒研磨工件。
[0084]在一些实施例中，修整方法600可进一步包括调节研磨刷的至少部分围绕单个丝状物的套管的位置。进一步地，修整方法600可以进一步包括用矫正工具矫正单个丝状物的端部执行器表面。修整方法600可以附加地包括选择单个丝状物的硬度，以使得单个丝状物的消耗速度大于或者等于和从工件去除的材料结合到单个丝状物的速度。修整方法600还可以包括引导冷却剂流接近研磨刷。修整方法600可以进一步包括提供切削器和在用研磨刷研磨工件之前旋转切削器以切削工件。此外，修整方法600可以包括选择单个丝状物的端部执行器表面来匹配工件的特征的所期望的形状。在一些实施例中，修整方法600还可以包括一个或者多个额外的修整操作，比如抛光或者阳极化(anodizing)操作。
[0085]因此，如上面所描述，针对工件材料和工件的所期望的几何形状选择了合适的研磨刷。研磨刷在与需要修整处理的工件表面接触的情况下进行旋转。随着单个丝状物被消耗(例如，由于与工件摩擦)，套管可以被调节以暴露单个丝状物的额外长度。研磨刷的端部执行器表面可以被周期性矫正。矫正时间间隔可与末端的复杂度和所需的去除材料数量相对应。进一步，工件的修整可以被检验，并且在适当的情况下可利用研磨刷执行额外的研磨。
[0086]所描述实施例的各个方面、实施例、实现或特征可以分开使用或者以任意组合方式使用。所描述实施例的各个方面可以用软件、硬件或者软件和硬件的结合来实现。所描述实施例也可以被实现为计算机可读介质上的计算机可读代码来控制生产操作或者实现为计算机可读介质上的计算机可读代码来控制生产线。计算机可读介质是任何可以存储数据的数据存储设备，该数据随后可被计算机系统读取。计算机可读介质的例子包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、HDD、DVD、磁带、以及光数据存储设备。计算机可读介质也可以在联网计算机系统上分布，以使得计算机可读代码可以以分布方式被存储和执行。
[0087]在这方面，图17是适合与所描述实施例一起使用的电子设备700的框图。在一个实施例中，电子设备700可以在配置成控制正如这里公开的制造操作的控制器中实现，或实现为该控制器。在这方面，电子设备700可以配置成控制或者执行由CNC铣床200执行的上述制造和修整操作(参见图5)。在这点上，电子设备700可以在控制器218中实现，或者被实现为控制器218 (参见图5)。
[0088]电子设备700描述了有代表性的计算设备的电路。电子设备700可以包括处理器702，该处理器可以是用于控制电子设备700的总体操作的微处理器或者控制器。在一个实施例中，处理器702可以特别配置成执行这里所描述的与制造和修整相关的功能。电子设备700还可以包括存储设备704。所述存储设备704可包括非暂态有形存储器，举例来说可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。存储设备704可以配置成存储信息、数据、文件、应用、指令等。例如，存储设备704可能配置成缓冲供处理器702处理的输入数据。附加地或可选地，存储设备704可以配置成存储供处理器702执行的指令。
[0089]电子设备700也可以包括用户接口 706，该用户接口允许电子设备700的用户和电子设备进行交互。例如，用户接口 706可以采取多种形式，比如按钮、小键盘、表盘、触摸屏、声音输入接口、视觉/图像捕捉输入接口、传感器数据形式的输入等。进一步地，用户接口 706可以配置成通过显示器、扬声器、或者其它输出设备向用户输出信息。可提供通信接口 708用于例如通过有线或者无线网络(比如局域网(LAN)、城域网(MAN)、和/或例如互联网的广域网(WAN))发射和接收数据。
[0090]电子设备700还可以包括修整模块710。处理器702可以实现为、包括或控制修整模块710。修整模块710可以配置成控制或者执行这里讨论的修整操作和相关操作。
[0091]在这点上，例如，在一个实施中，提供包括存储有计算机可执行程序代码部分的至少一个计算机可读存储介质的一种计算机程序产品。可存储在存储设备704中的计算机可执行程序代码部分可以包括用于执行这里公开的修整操作和相关操作的程序代码指令。
[0092]为了解释的目的，前文采用了特定命名以提供对所描述实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说明显的是，为了实现所描述的实施例并不需要这些特定细节。因此，对特定实施例的前面的说明是为了说明和描述的目的而呈现的。这些说明不意在穷举或者将所描述实施例限制到的所公开的精确形式。对于本领域技术人员来说明显的是，基于上述教导的许多修改和变化是可能的。
【权利要求】
1.一种研磨刷,包括: 单个丝状物，所述单个丝状物限定端部执行器表面；和 多个研磨颗粒，所述多个研磨颗粒与所述单个丝状物耦合，所述单个丝状物被配置为在加工操作期间绕着沿所述单个丝状物的纵向长度延伸的轴旋转以使得所述研磨颗粒研磨工件， 其中所述端部执行器表面的几何形状与工件的特征的期望的几何形状相对应。
2.根据权利要求1所述的研磨刷，进一步包括至少部分围绕所述单个丝状物的套管，所述套管被配置为在所述单个丝状物的旋转期间支撑所述单个丝状物。
3.根据权利要求2所述的研磨刷，其中所述套管沿所述单个丝状物的纵向长度的位置是可调节的。
4.根据权利要求1所述的研磨刷，其中所述单个丝状物的硬度根据与研磨工件相关的堵塞速度被选择。
5.根据权利要求1所述的研磨刷，其中所述研磨颗粒从由铝氧化物、硅碳化物、立方氮化硼、和金刚石组成的组中选择。
6.根据权利要求1所述的研磨刷，其中所述单个丝状物限定从大约Imm到大约1mm的览度。
7.根据权利要求1所述的研磨刷，进一步包括加固构件，所述加固构件被设置在所述单个丝状物的中心并且沿着所述单个丝状物的纵向长度的至少一部分延伸。
8.根据权利要求1所述的研磨刷，其中所述单个丝状物从由热固性树脂、陶瓷材料、和热塑性材料组成的组中选择。
9.根据权利要求1所述的研磨刷，其中所述单个丝状物的端部执行器表面限定V形，所述V形被配置为修整工件上的斜面唇部。
10.一种修整系统,包括: 研磨刷，所述研磨刷包括: 限定端部执行器表面的单个丝状物；和 与所述单个丝状物耦合的多个研磨颗粒；和 马达，所述马达被配置为使所述单个丝状物绕着沿所述单个丝状物的纵向长度延伸的轴旋转，以使得所述研磨颗粒研磨工件。
11.根据权利要求10所述的修整系统，进一步包括矫正工具，所述矫正工具被配置为通过在研磨刷抵着所述矫正工具旋转时切削所述单个丝状物来对所述单个丝状物的端部执行器表面进行重新成形。
12.根据权利要求10所述的修整系统，进一步包括冷却剂系统，所述冷却剂系统被配置为引导冷却剂流接近所述研磨刷。
13.根据权利要求10所述的修整系统，进一步包括切削器，所述马达被配置为在研磨刷研磨工件之前旋转所述切削器以切削工件。
14.一种修整方法，包括: 获得工件； 提供研磨刷，所述研磨刷包括: 限定端部执行器表面的单个丝状物；和 与所述单个丝状物耦合的多个研磨颗粒；和 使所述研磨刷绕着沿所述单个丝状物的纵向长度延伸的轴旋转，以使得所述研磨颗粒研磨所述工件。
15.根据权利要求14所述的修整方法，进一步包括调节所述研磨刷的至少部分围绕所述单个丝状物的套管的位置。
16.根据权利要求14所述的修整方法，进一步包括用矫正工具矫正所述单个丝状物的端部执行器表面。
17.根据权利要求16所述的修整方法，进一步包括选择所述单个丝状物的硬度，以使得所述单个丝状物的消耗速度大于或等于从工件去除的材料结合到所述单个丝状物的速度。
18.根据权利要求14所述的修整方法，进一步包括引导冷却剂流接近研磨刷。
19.根据权利要求14的所述修整方法，进一步包括提供切削器和在用研磨刷研磨工件之前旋转切削器以切削工件。
20.根据权利要求14所述的修整方法，进一步包括选择所述单个丝状物的端部执行器表面以匹配工件的特征的期望的形状。
【文档编号】B24D13/10GK104290045SQ201410249614
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】S·R·L·兰卡斯特-拉罗克, C·D·钱 申请人:苹果公司