专利名称：通用手动磨具的制作方法
技术领域：
本发明是基于1996年7月9日的在先申请第60/021,385号提出的。
本发明涉及对下述申请中所描述的技术的改进，1995年4月28日申请的第08/431,497号、1995年6月6日申请的第08/466,451号和其于1995年2月21日的在先申请第08/391,250号、1993年4月30日申请的第08/055,856号、现在是美国专利第5,390,431号以及1992年6月18日申请的第07/901,213号、现在是美国专利第5,404,679号。所有这些申请和专利的细节均作为参考包括在本申请中。
美国专利申请第08/466,451号和美国专利第5,390,431号描述了一种独特的手动磨具，它使用若干交叉结构的磨削元件而快速可靠地制造非常锋利的边刃。其中使用了具有精确角度的刚性导轨，保证在相对于交叉的磨削元件动作之后，被磨锋利的物件(比如刀)精确保持在相同的角度行程上。刀刃由导轨定位在一角度上，使刀刃的中心线大致与那条平分由交叉垫形成的角顶的线相重合。结果是，两侧的边刃同时被磨锋利。
在前述申请中描述的导轨既可以是滚柱导轨，又可以是刚性导轨，在磨削行程中，刀刃可精确地定位并抵靠在该导轨上。当刀刃被磨削时，在那些在先公开的申请中描述和表示的这种带有手柄形式的手动磨具可用于稳定磨削部分。该手柄可辅助使磨具抵靠在刚性表面上并使其在磨削过程中的移动的可能性降至最小。
在前述申请和专利中所描述的磨具可具有一个或多个主磨削部分，比如其中所描述的通常具有两个主部一个磨尖部分和一个研磨部分。
本发明的目的是提供一种对在先申请和专利中所描述的磨具进行改进的磨具。通过在这些磨具手柄的独特结构中提供附加磨尖元件和/或超精研磨元件，那些磨具的功用和实用性可从本质上得以提高。这些附加磨尖(或研磨)装置可持久地附着在手柄上，或最好通过能使所述的这些附加装置被拆除的装置-比如通过磁铁或通过由磁性材料制成的条带而被支承。当不附着在手柄上时，附加磨削元件可被存放在磨具的手柄内的一个空腔中。该腔具有一挡板，例如开口盖，以在暂不使用时保存那些可移走的磨削元件。这就形成了具有多种用途的磨具，特别是在其应用领域中。
例如，附加磨尖装置可以是粗粒预磨垫，它可以在刀具磨尖和研磨之前很有效地形成粗加工边缘，所述磨尖和研磨过程是在更精确的主磨尖和研磨部分进行的，该部分例如可被构造成上述申请和专利所描述的形式。这种粗粒预磨垫的优点在于可快速去除主要的凹痕，并在刀刃上快速形成相对粗糙的边缘，然后该刀刃将在精确的主磨尖和研磨部分被更快速地磨尖。通过附加这种磨尖元件，该磨具构成了三部分磨具，即预磨尖、磨尖和研磨。
这种独特的磨具的实用性可通过下述形式得以增加，即在用上述申请和专利中所述的精确的主磨尖和研磨部分进行磨削之后，增加附加的独特超精研磨元件而在刀刃上形成“超尖”边缘。还发现在用上述申请和专利中所述的主磨尖装置进行磨尖和研磨之后，可使用由第08/431,497号申请中所述的组合物制造的研磨垫来制造刀刃上的“超尖”边缘。这种类型垫的柔软和轻度的磨削作用使得可对边缘进行进一步的手动精加工而无需对磨削角度进行超精控制。因此，在这种类型的研磨垫上，不采用首先在边缘的一侧进行轻磨再磨削另一侧的磨削方式，而仅通过手动磨削已经非常尖的边缘，就可以形成“超尖”边缘。因此，上述的附加粗粒预磨垫与上述申请及专利中所述的两部分精确主磨尖和研磨部分结合起来，加上附加的第二研磨垫，就构成了一个四部分磨具。依据这种独特的主磨尖装置与这些附加磨尖元件相结合的独特结构，即使在不利的工作条件下，也可以形成一致的“超精”边刃。
可将诸如上述粗粒垫和研磨垫等附加磨尖元件持久地固定在手柄上或最好用手柄上的机械装置或磁铁装置支承，以使得磨尖元件可很容易地就位、移走或更换。在带有一开口盖的主磨尖装置的手柄中可包括一通用的储存腔，该腔可储存一些上述类型的附加磨尖垫或研磨垫。
图1是本发明的通用手动磨具的侧视图；图2是图1所示磨具的俯视图；图3是沿图2中3-3线的剖视图；图4是与图3相类似的局部剖视图，它表示了开口盖已部分打开的状态；图5是图1-3中磨具所用的、带有中等磨粒的鱼钩衬垫的立体图；图5A是与图5类似的粗粒衬垫的视图；图6是图1-3中磨具所用的开口盖的仰视图。
图3是包括有这种新磨具元件的磨具100的剖视图。磨具100构造成这样，即带有上盖1的壳体，它的左侧包括手柄部分2。一基座元件3插入到盖1中。如图3所示，用于主磨尖的交叉垫4由基座元件3中的凹座16支撑。盖1借助于螺钉17而向下紧固在基座上，该螺钉17还帮助将交叉垫4定位。通常，图3中所示的一对垫4之一以所谓40°或45°的角度设置，而第二垫4以稍大于例如45°至50°的倾斜角度设置。第一垫通常比第二垫具有较大粒度。金刚石是优选的磨料，但也可以使用其它磨削材料。盖1构造成可在手柄2内形成腔5的形式。通过带有一开口盖6，该腔5可在手柄的底部被封闭，该开口盖6插入到手柄的左端，并包括任何适当的闩锁机构7，以保证开口盖6就位。盖6被设计成如下形式，即闩锁机构7能够很容易地打开，从而打开开口盖6，并容易接近存储腔5。这就形成了独特的空间，用于存放其它暂不使用的磨尖元件。
图3中的盖1构造成带有凹槽8的形式，凹槽8用于容纳定位的附加磨尖元件和研磨元件，比如矩形垫12。粘着在凹槽8底部的是一个由磁性材料制成的条带9，它提供足够的磁力吸引图3中的铁磁板10，该板10用作磨削面11的基底以将磨削垫12(或12A)支撑定位。一种可成功使用的磁性条带是由辛辛那提Flexmag工业公司(俄亥俄州，45242)提供的、商标为Ultramag的条带。
图5A表示了一种粗粒衬垫12A，它呈带有磨削面11的铁磁板10的形式，其中磨粒是粗砂粒。当粗磨削垫在凹槽中就位并由磁铁或其它装置的吸引力吸住时，通过跨过那个垫手动推滑一次刀刃面，以大约精确磨尖部分、即区段1(图1)的一半角度来预磨削边刃部分，该区段通常使用以40°至45°的角度设置的交叉垫。但对角度的手动控制可能不足，则沿边刃的刻痕可被迅速去除。如果该角度相对于磨削面保持在稍小于区段1的一半角度，则金属将仅在形成边刃的面的上方被从台阶上去除，从而加速区段1中的磨尖过程。
理想状况下，在区段2(图1)的主研磨过程后将采用超精研磨垫20，区段2中交叉垫通常以45°至50°的总角度设置。将超精垫20从腔5中移走并插入到凹槽8中，而将粗磨垫12A存放在腔5中。刀刃面应以与22.5°至25°一半的角度相同或稍大的角度正对研磨垫的表面；但是，由于超精研磨垫20是有弹性的并且其磨削作用较轻微，所以磨尖角度会大致偏离理想的半角，而并不会严重影响最终研磨的边刃的光整质量。这样就形成了极锋利的边刃。
粗磨垫12A、两个具有很好的角度控制的交叉段4、4和超精研磨垫20构成了可形成极锋利边刃的独特的四区段磨尖装置。
还意外地发现这种独特的磨尖机构可用于其它目的。例如，涂覆磨削垫12(具有中等粒度)可构造成在其表面带有线性涂覆磨削槽22的形式，当置于手柄上的凹槽中时，它形成了鱼钩用特效磨具。图5表示了这种鱼钩垫12。
另外，作为磨尖元件的垫可带有大致呈V形的涂覆磨削槽，其深度约为0.005至0.025英寸，其开口宽度约为0.010至0.050英寸。
另外，还发现手柄凹槽中的磨削垫可通常用于磨削开口、轴、锄和其它大边刃工具。为了以这种方式使用这种新磨具，可舒适地把持另一端(即带有主磨尖装置的一端)，该装置带有精确角度控制装置和交叉垫。
磨具中的储存腔5非常适于固定和干净地储存暂不使用的磨削垫12、12A、20。这样，腔5可方便地储存不同类型的磨削垫，比如研磨垫、中等粒度鱼钩垫和粗粒垫。使用时，这些垫安装在手柄的凹槽内，使磨削面足以位于手柄表面之上，以保证磨削时磨粒与被磨削的刀或其它工具接触。磨削后，一些磨具碎屑(称为磨屑)可能会残留在垫上。如果垫总固定在手柄上，则在手柄用于磨削目的的地方，碎屑会传递到手上，从而在操作时弄脏手。因此，有一个重要的优点是使用磁性装置以吸住垫，因为如果需要，被弄脏的垫可被去除、清洁或当不用时储存在腔内。如果所示带有开口盖6的腔5足够大，则它可用作其它东西的储存腔或用作其它目的。这样磨具100就可成为一个具有很多功能的工具。
如图3和图4所示，腔5形成于手柄2中，而手柄2是盖1的一部分。为了腔5而提供一开口盖6。开口盖的一种结构可如图6所详细示出的那样，它带有趾状的延伸部13，该延伸部13插入手柄2端部中的对应槽14(图2)中，这就形成了悬挂作用或者说是开口盖6绕其旋转的轴线。闩锁7与接收槽装置15配合，而接收槽15是基座3的一部分。闩锁7包括一弹性壁23，它穿过槽装置15以将开口盖6锁定。例如图4表示了开口盖6即将进行锁定的状态。当闩锁的按扣与槽装置15结合时完成封闭。闩锁7可通过向左移动其类似弹簧的延伸部以释放壁23而释放，于是开口盖6可通过在与图4中箭头相反的方向上、绕趾状延伸部13的轴线沿弧形向外摆动开口盖6而被打开。如果需要，则可完全移开开口盖。
附加磨削元件可以是例如两边约1/2×2英寸长、厚约1/16至1/4"的矩形垫。如果这些垫用磁铁吸住并定位，则它们必须包含铁磁材料，并最好是磨削材料粘着在铁磁板上。因为效率和速度的原因，所以金刚石是优选的磨粒，它可被粘结在电镀了镍的板上。诸如08/431,497号申请中所描述的超精研磨材料可被粘结在形成这种铁磁板的层上。这可用上述申请中所描述的包括氧化铝的环氧树脂基体或类似的基体化合物和磨粒形成。另一种可替换的方案是，研磨垫可用包含重量百分比为50-80％的磨粒的、基于乙烯共聚物的聚合烯烃热塑树脂系统构成，其中磨粒直径为1至25微米。
权利要求
1.一种通用手动磨具，其特征在于包括一主磨尖部分，其中带有主磨尖元件；一手柄状延伸部分，它与所述磨尖部分构成一体，用于支承或稳定所述磨尖部分；在所述延伸部分上的附加结构；固定在所述附加结构上的磨尖元件，它暴露在所述延伸部分的表面上，用以提供除所述主磨尖元件之外的磨尖能力。
2.如权利要求1所述的磨具，其特征在于，所述附加结构是磁铁结构，所述磨尖元件具有被所述磁铁结构支承定位的铁磁板。
3.如权利要求1所述的磨具，其特征在于，所述主磨尖部分包括至少一个磨尖区段，该磨尖区段包括用作所述主磨尖元件的交叉磨削元件。
4.如权利要求2所述的磨具，其特征在于，所述主磨尖部分包括至少一个磨尖区段，该磨尖区段包括用作所述主磨尖元件的交叉磨削元件。
5.如权利要求1所述的磨具，其特征在于，所述手柄状延伸部分包括一个储存腔，它用于容纳至少一个其它的磨尖元件。
6.如权利要求2所述的磨具，其特征在于，所述手柄状延伸部分包括一个储存腔，用于容纳至少一个其它的磨尖元件。
7.如权利要求1所述的磨具，其特征在于，所述磨尖元件是一个垫，该垫带有大致呈V形的涂覆磨削槽，其深度约为0.005至0.025英寸，其开口宽度约为0.010至0.050英寸。
8.如权利要求1所述的磨具，其特征在于，所述磨尖元件是一个磨削垫，它具有涂覆了磨削材料的平面。
9.如权利要求1所述的磨具，其特征在于，所述磨尖元件是一个具有磨料涂层上表面的细长垫，在所述上表面上有一纵长的磨削槽。
10.如权利要求1所述的磨具，其特征在于，所述磨尖元件可拆卸地固定在所述附加结构上，以便可以用其它磨尖元件更换。
11.如权利要求10所述的磨具，其特征在于，所述手柄包括一储存腔。
12.如权利要求11所述的磨具，其特征在于，所述磨尖元件是第一磨尖元件，一个其它的磨尖元件储存在所述腔内，所说的磨尖元件之一为粗粒磨削垫而所说的磨尖元件中的另一个为研磨垫。
13.如权利要求12所述的磨具，其特征在于，所述主磨尖部分包括具有特性不同的主磨尖元件的两个磨削区段。
14.如权利要求13所述的磨具，其特征在于，每一所述磨尖区段具有两个呈交叉磨削元件形式的主磨尖元件。
15.如权利要求14所述的磨具，其特征在于，所述附加结构是磁铁结构，每一所述粗磨垫和所述研磨垫包括一个铁磁板。
16.如权利要求12所述的磨具，其特征在于，所述附加结构是磁铁结构，每一所述粗磨垫和所述研磨垫包括一个铁磁板。
17.一种通用手动磨具，其特征在于具有一主磨尖部分，至少一个主磨尖元件位于所述主磨尖部分；一个第二磨尖部分，它安装在所述主磨尖部分上；一个位于所述第二磨尖部分中的第二磨尖元件，所述第二磨尖元件是一个呈板状的细长垫，它具有磨料涂层上表面，在所述上表面中有一层纵长涂覆磨削槽。
18.如权利要求17所述的磨具，其特征在于，所述第二磨尖部分包括磁铁结构，所述板是一个可拆卸地固定在所述磁铁结构上的铁磁板。
19.如权利要求18所述的磨具，其特征在于，所述第二磨尖部分包括一储存腔，用于容纳至少一个其它的磨尖元件。
20.如权利要求17所述的磨具，其特征在于，所述第二磨尖部分包括一储存腔，用于容纳至少一个其它的磨尖元件。
全文摘要
一种通用手动磨具,包括:一主磨尖部分,其中带有主磨尖元件;一手柄状延伸部分,它与所述磨尖部分构成一体,用于支承或稳定所述磨尖部分;在所述延伸部分上的附加结构;固定在所述附加结构上的磨尖元件,它暴露在所述延伸部分的表面上,用以提供除所述主磨尖元件之外的磨尖能力。
文档编号B24D15/06GK1172715SQ9711500
公开日1998年2月11日 申请日期1997年7月9日 优先权日1996年7月9日
发明者丹尼尔·D·弗里尔 申请人:埃奇克拉夫特公司