专利名称：一种精确研磨的工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新的、用来研磨刀口的系统和工具，其特别适合于保持精确的磨角从而获得整齐的高质量刀口。本申请是2004年8月20日提交的美国专利申请10/923618的部分继续申请。
背景技术：
磨刀器是现有技术中公知的用来研磨刀片以及类似切割工具刀口的装置。
磨刀器，特别是那些使用起来非常简便并能精确地磨出整齐高质量刀口的手动磨刀器以及简单的自动磨刀器一直为广大消费者所喜爱。
通常来讲，为零售消费者所选用的磨刀器通常都是小型的手动式磨刀器。小型磨刀器通常包括有一个研磨件如复合磨石或其它材料，其通常包在袋子等东西里面以便放在口袋里带走。这种石头通常比较小以便能装在口袋里带走，由于尺寸较小，因此研磨时手的操作通常不太安全，并且一般还需要比较高超的操作技巧才能轻巧准确地研磨刀口。
大家通常使用的磨刀器一般包括由碳化物、研磨剂等材料制成的相对布置的磨盘、磨片或复合石，其在结构上应使刀片在通过一“V”形槽口或类似通道时使刀口的相反两侧贴到静止或旋转的磨盘等上从而相对于刀口呈一斜角沿边刮过以研磨刀口。这种磨具非常有用，但所获得的刀口质量有限，因此研磨后刀的耐磨性和使用性也有限。
对于通常的切割来说，一个高效的刀口一般被认为是刀口形成于刀片相反两侧面之间的顶点处并与刀片平面中线大约呈20度角。如此磨制的刀片通常刀口更长，能够减少切割过程中厚物对刀片两侧的粘连，此外还能减少刀口的磨损。“V”形磨槽结构在设计上通常是将相对的两个磨盘和/或直边的磨片固定从而形成大约40度角的磨槽，如果在磨的过程中刀片正好固定在垂直对分槽口的位置上，那么磨的时候将同时对刀片的两面进行研磨或刮削从而形成20度的斜角，同时也会准确地形成最高效的刀口。
然而不幸地是，在磨制的过程中，固定刀片使之垂直对分“V”形槽口的操作要求能够对工具熟练地进行操作，但多数情况下操作工具的人最后都会磨出这样的刀片，即，其相反的两个侧面具有不同斜角并且/或刀片同一面和/或不同面的斜角还会沿刀片的长度变化而变化。结果，所磨出的刀具不好，尽管其刀口很快，但很容易钝化。如果磨后的刀口没有沿刀片的厚度对中，那么所磨的刀片在切割厚料时就容易磨损并粘刀。
美国专利文献US6626066中公开了一种可折的磨刀器，其具有一个长形的磨刀导件，该导件可折起或取下以便存放到磨刀器中。其中在“V”形磨槽的两侧布置有两个研磨导件，并且导件上包括一个偏心安装的导帽，其可旋转以便调节偏心帽彼此相反或相背移动从而调节导件之间的距离。尽管该导件的使用在理论上能够将刀片固定在理想的研磨位置上，但必须对每一个导件单独进行调节，同时所述理论位置的获得还取决于用户的技术，特别是他/她是否具有凭视觉在很窄的误差范围内对齐导件的能力。
本发明的目的是提供一种磨刀设备或系统，其能磨出整齐准确的刀口。
本发明的另一个目的是提供一种在磨刀的过程中能够安全准确地沿着磨面对刀口导向的方法。
根据下面的说明，本发明的这些以及其它目的将会更加清楚。
发明内容
本发明是一种改进的研磨工具和系统，其通常包括一个独特，自对心研磨导件，该导件在结构上用来确保不同厚度的刀片能相对于相对布置的刀片研磨装置一致准确地落在角度误差范围之内。相对布置的刀片研磨装置是指这样的一种结构，其中的刀片被一装置研磨，该装置在研磨的过程中同时接合并研磨刀片或类似物的相反两面。
本发明的研磨导件包括一个部件，该部件安装在研磨工具上一个与相对布置的研磨部件所形成的“V”形磨槽相邻接的位置上，该研磨部件与被研磨刀片或类似物的侧面接合。其中的导件可以是一个或多个，在一优选实施例中有两个或多个相对平行布置的导件。该导件可整体或部分布置在研磨工具的本体中，也可完全伸出研磨工具的本体，其包括相对的两个表面，这两个表面用来在研磨过程中将被研磨的刀片支在“V”形槽的一个优选方向上。
在本发明的一个实施例中，本发明的导件包括一个底齿轮和一个偏心导销。其中底齿轮包括一个轴，轴的第一端具有一带齿的齿轮，偏心导销从轴的另一端伸出，上述齿轮在结构上用来与相对的一个类似导件上的齿轮啮合并随其一起旋转。在一优选实施例中，导销的中心线在结构上偏离齿轮轴的中心线并大体与之平行。
在本发明的另一实施例中，导件包括一弹性装置或者是弹性张紧件，其在结构上与刀片或类似物的一面或相反两面接合从而将刀片固定在“V”形槽口的预定位置处。在一实施例中，相对布置的弹性装置的相对表面在结构上同时与刀片的相反表面接合从而将刀片固定在相对两研磨件之间所要求的对分位置上。在另一实施例中，有一个或多个弹性装置与刀片的一面接合，同时刀片的另一面与一个位置可调的表面和/或固定表面接合从而将刀片固定在所需的研磨位置上。在另一实施例中，用一个或多个弹性张紧件与刀片的一面或刀片的相反两面接合从而将刀片固定在所需的研磨位置上。
在一优选实施例中，相对布置的弹性装置彼此对齐安装在相反的位置上，并偏离“V”形研磨槽口的中心线，其在结构上与沿着“V”形槽口的中心线布置的刀片的相反两面接合。
导件在结构上彼此对齐地布置在理想研磨面的相反两面上以便使刀片与相对布置的研磨装置接合。在齿轮的一个实施例中，第一导件上带齿的齿轮在结构上与第二导件上带齿的齿轮啮合，由此第一导件上齿轮轴的旋转就导致第二导件对应轴的同步旋转。这两个齿轮彼此啮合对齐，由此，在导件的旋转过程中，齿轮轴在原位上旋转，导件上的偏心导销彼此对称地相向及相反运动。
在本发明齿轮导件的一个优选实施例中，两个或多个底齿轮的轴可旋转地安装在支承孔中，这些支承孔布置在相对两片或两盘研磨部件所形成的“V”形研磨槽口对分面的相反两侧上。底齿轮距离“V”形槽口的中心线等距布置，并且其带齿的齿轮位于研磨片或研磨盘的研磨高度之下，相对应的偏心导销从相反的两面向上伸到刀片的相反两个侧面上并距离“V”形槽口的对分面等距布置。在研磨刀片时，可旋转齿轮导件的偏心导销从而调节偏心导销之间的距离使其适用于刀片的厚度。齿轮导件充分旋转后应使相对布置的偏心导销紧紧地贴在偏心导销之间“V”形槽内刀片的相反两面。由此，该导件在结构上就等距布置在对分面的两侧，导销之间彼此同步对称地相向和相反调节就能使导销之间空间的中心保持不变，从而也使刀片保持在“V”形槽的中心位置上或者是保持在理想的研磨面上。
在本发明的实施例中，导件包括弹性装置或者是弹性张紧件以便与切割刀片的一面接合，作为优选，相对布置的弹性装置或弹性件在结构上使导件同时接合到刀片的相反两面从而将刀片固定在相对布置的研磨件之间。通常，刀片的每一面均在不同的点处与弹性张紧导件接合从而确保刀片保持在研磨边所形成的“V”形槽的垂直对分线上。由此，在一优选实施例中，用中心固定的片簧的相反两端与刀片在不同点处接合。
相对布置的弹性件与刀片的接合可以是与刀片相反面上相应弹性件的直接相对，也可以是沿着刀片与相应的弹性件分开相对。通常，弹性件优选与对应的弹性性直接相对。由此在一优选实施例中，两个彼此相对并且中心固定的片簧张紧件的相反两端沿着刀片的相反两面与刀片接合在不同点上，并且优选为相对对齐。
相对布置的弹性件可布置在研磨通路的任何地方，其也可布置在“V”形槽的入口或出口，或者是入口和出口。通常，相对布置的弹性件在结构上优选将刀片导入相对布置的研磨件之间的整个研磨通路，从而即使在研磨刀片尖点时也能确保位置不变。特别是在刀片通过研磨件如具有碳化物切边的研磨件的结构时，优选将弹性件布置在研磨件的出口侧。
在另一实施例中，用一个弹性件来与刀片的相反两面接合从而将刀片固定在所需的研磨位置上。在另一实施例中，弹性件与刀片的一面接合，刀片的另一面则与一位置可调和/或固定的表面接合从而将刀片固定在所需的研磨位置上。
“V”形槽研磨结构中的盘或片通常交叠在相互交搭的方向上从而使研磨槽呈35-45度的夹角，优选为40度的夹角，同时研磨装置与对分槽口的刀片的两面接合，与被研磨刀片的两面大约呈20度的夹角。刀片的厚度一旦确定，本发明的导件就能在刀片放入槽中时将刀片准确地限制在“V”形槽的中心对分面上，从而克服用户操作不当带来的问题，并将刀片磨出最好的刀口以便切割不同的材料。
在本发明的一个实施例中，有一个长导销与底齿轮的轴一体形成。在另一实施例中，导销是一个牢牢固定在底齿轮轴上的独立单元。在一优选实施例中，齿轮轴包括一个中空轴，导销的连接轴牢牢地压在其中从而连接到底齿轮的轴上。在另一实施例中，导销包括一个固定到齿轮轴上的轴和一个可旋转的帽，该帽可独立于固定轴旋转。通常，销轴的端部开槽或者在结构上能用一个工具方便地转动导件，此时相对的导件也同时转动以便根据刀片的不同厚度而调节两者之间的距离。
在一优选实施例中，导件安装在一承载孔中以便旋转固定齿轮轴使之中心对齐。偏心销通常布置在轴的端部以便在一个大于轴径的直径范围内旋转。由此，偏心销一般从齿轮轴承载孔的远端伸过来，其尺寸大于齿轮轴承载孔的尺寸。显然，本发明中的偏心销的直径还应使其能在齿轮轴直径的范围内或更小的范围内偏心旋转。
相对布置的研磨装置通常包括多个或多个相对布置的、其间可插入一刀片或类似物的研磨件。该研磨件可以是板形、盘形等在形状上包括有合适的刀片磨料的结构。相对布置的磨盘可安装成不动的结构，其在安装上有点松度以便自适应的调整移动，该磨盘也可安装成旋转驱动或其它驱动的形式以助于研磨。该研磨件在结构上应确保“V”形槽在方向上能让刀片在研磨件平面的横向方向上运动。这样的研磨件是现有的公知技术。
在本发明的一个实施例中，两个或多个相对部件以部分交叠的形式安装在大体平行的平面内并在交叠处形成一个大体“V”形的槽。在其中一种结构中，该部件为磨盘，其周面上包括有复合研磨材料，磨盘的外周面形成弧形“V”槽，其用来研磨刀片的弧形侧面或相对两侧面上的空底面。在另一种结构中，该部件为多边形，其相对布置的直周面上包括研磨材料，从而形成一个大体角状的“V”形槽以便研磨刀片相反两面上的直面。
特别是在一个使用了多个相对布置的磨盘的实施例中，这些磨盘通常安装在两个平行交错的堆块中以形成大体“V”形的包括有多个相对布置的磨盘的槽，刀片在该槽内滑动以便研磨刀片的侧面。磨盘可定轴安装以便自由旋转，其也可通过曲柄、电机等驱动旋转。在磨盘驱动旋转的结构中，磨盘优选为有圆柱形的外表面，由此可研磨形成凹形刀片。在另一实施例中，将圆柱形复合研磨棒按一角度交叉布置，由此形成“V”形研磨槽。该磨棒可绕其长轴旋转，由此使“V”形槽顶点的空间位置保持不变，但只要使磨棒绕其长轴旋转或者是沿轴线移动就能改变磨棒与刀片接合的表面。这种结构就使用户能够更为方便地使用新的研磨面。
在本发明的另一实施例中，相对布置的多边形研磨件包括两个或多个碳化物研磨直边，其交叠安装成固定槽，相对布置的每一个研磨件的研磨边均形成“V”形槽的一侧。
在一优选实施例中，将矩形的研磨件安装在研磨器具本体中一头开口的矩形固定槽中，这样研磨件外露的研磨面就形成“V”形研磨槽的两侧。同时该研磨件可在槽的长度方向上滑动。当研磨件的研磨面磨损时，可沿着槽的长度方向移动研磨件并固定从而形成一个新的与刀片接合的研磨面。在各个实施例中，矩形研磨件的研磨面在结构上沿着斜边或者沿着一个在结构上与刀片侧面呈一角度接合的边与刀片接合。
在一优选实施例中，四边形研磨件具有大体平行的研磨长边和角形端头。研磨件固定槽在结构上彼此成40度角，从而形成一“V”形槽，研磨件可在固定槽中滑动。研磨件的端部成一角度，这样在安装时，该端部就与“V”形槽的对分中心大约呈90度角，从而能够更为方便地通过各种支撑装置与端部接合来调节研磨件在其固定槽内的位置，而不会改变“V”形槽的几何结构或相对位置。
在一特定的优选实施例中，将一具有平头的调节螺钉布置在“V”形槽下面的对分面上，这样该平头就能与相对布置的两个研磨件的角端同时接合并使研磨件沿着各自的固定槽上下滑动以调节其位置，从而改变用来形成“V”形槽顶角的研磨件研磨边的交叉点。
在另一特定的优选实施例中，可在“V”形槽顶角的下面垂直于对分中线布置一个凸轮机构，以便支撑研磨件并对其位置进行调节。在另一优选实施例中，用一个杠杆、螺钉或杆等类似物来与研磨直板的端部接合从而沿着研磨件的固定槽对其位置进行调节。
下面结合附图来描述本发明的说明书以便更全面地理解本发明的设备。
图1是本发明研磨结构的正面剖视图；图2是本发明研磨结构的俯视图；图3是图1所示结构沿图2中A-A’线的剖视图；图4是图1中安装块的顶视图；图5是本发明角状研磨件的俯视图；图6是图5中研磨件沿图5中线B-B’的剖视图；图7是本发明的另一研磨件的剖视图；图8是本发明研磨件螺钉调节结构的部分剖开的正面剖视图；图9是本发明研磨件杠杆调节结构的正面剖视图；图10是图9中杠杆调节装置的立体图；图11是本发明弹性张紧研磨结构的俯视图；图12是图11中弹性张紧导件的正视图；图13是图11中弹性张紧研磨结构的侧视图；图14是本发明另一弹性张紧研磨结构的俯视图；
图15是本发明另一弹性张紧结构的正视图；图16是图15中弹性件的立体图。
具体实施例方式
参见图1-4，其中展示的是本发明研磨结构的一个实施例。
图中所示的本发明研磨结构一研磨工具的实施例，其包括壳体10，其带有研磨结构安装块15，安装块15布置在壳体10相对两面11和12之间。图中安装块15包括有齿轮腔13、彼此分开的销轴承载孔14b和14c(图中未示出)、刀片间隙槽16以及彼此相对布置的研磨件安装槽17和18。分开布置的限位销19和20在结构上伸入安装槽17和18中以便限制安装在安装槽中研磨件的滑动。
其中分别含有限位销槽25a和26a并相对布置的四边形研磨件25和26安装在槽17和18中并在结构上相互交叠从而在各自的碳化物磨边25b和26b之间形成一个基本为“V”形的磨槽。在所示实施例中，从研磨件切边到相反切边之间的距离要与槽17和18的宽度形成紧配合从而防止研磨件在研磨的过程中在槽中转动，并防止磨边所形成的“V”形磨槽的顶角30发生变化。当槽的宽度相对于研磨件的宽度存在明显差别时，“V”形研磨槽的顶角会发生变化，从而改变刀片刀口到刀片侧面之间的研磨角。尺寸差别越大，顶角变化也越大，并且研磨角变化也越大。通常来讲，为了使切割更为高效，刀口到刀片之间的研磨角大约在15度到25度之间，更为优选的是大约为20度。因此，“V”形磨槽的顶角优选从大约35度到大约45度之间变化，更为优选的是大约为40度。
如图所示，壳体10的壁面11和12分别包括有槽11a和12a，其与刀片间隙槽16的端部相邻与相对两研磨边25b和26b所形成的“V”形槽大体对齐，从而避免被研磨的刀片意外地碰到壳体的侧壁。
如图所示，导件分别包括有底齿轮32(图中未示出)和33，其上分别装配有偏心导销35和36。底齿轮32和33分别包括有带齿的齿轮和销轴32b(图中未示出)和33b。齿轮32a和33a在结构上与安装块15的齿轮腔13紧密配合，并且销轴32b和33b分别伸到分开的销轴承载孔14b和14c中。如图所示，导销35和36分别偏心安装在销轴32b和33b的端部。槽35a和36a分别设置在导销35和36的端部以便与螺丝起子或类似工具啮合使之旋转从而通过单个导销的旋转微调导销与所导刀片之间的间距使之接近或远离。
现在参见图5-6，其中所示分别为矩形研磨件37的俯视图和剖视图，该研磨件37包括两个相对布置大体平行的切边37a和37b，两个相对布置大体平行的端部37c和37d，以及结构上大体平行于切边的限位销槽38。在本实施例中，相对的两端相对于该部件的切边大约呈70度角，这样当交叉的两个研磨件布置在安装块的限位槽中形成一个大体“V”形的结构时，这两个研磨件中位于“V”形结构顶角下面的端部就可处在一个平面上。相对布置并且大体平行的两个端部的这种角形结构能够使相对布置的两个研磨件沿着各自安装槽的位置同步调节更加方便。
如图所示，研磨件自身是由碳化物材料制成的四角形板，如图所示，其切边37a和37b相对于板体平面的垂线有所倾斜。显然，研磨件可由任何合适的材料制成，其切边包括任何合适的研磨材料。
图7所示为矩形件的剖视图，其中切边39大体垂直于研磨件的板体表面。
参见图8，图中所示是本发明一个研磨刀片调节结构的实施例。其中相对的研磨件41和42分别包括有端部41a和42a和限位销槽41b和42b，研磨件41和42滑动安装在安装块40的研磨件安装槽45和46中。如图5所示，研磨件的端部41a和42a相对于切边呈一角度，并且带有螺纹的调节螺丝43在结构上拧过安装块40的螺纹孔44，并与研磨件所形成的“V”形槽的中心线对齐从而同时与端部41a和42a接合。研磨件由限位销47限制从而可在研磨件安装槽45和46中滑动分别相当于限位销槽41b和42b的长度。调节螺丝43拧入螺纹孔44中就与研磨件41和42的端部41a和42a接合，并推压研磨件沿着研磨件安装槽45和56同时向上滑动，由此改变研磨件切边与被研磨刀片的接合点，以及研磨件所形成的“V”形槽的顶角角度。
参见图9-10，图中所示为本发明另一种研磨刀片调整结构的实施例，其中相对布置的两个研磨件51和52分别包括有端部51a和52a以及限位销槽51b和52b，这两个研磨件51和52分别安装在安装块50的研磨件安装槽55和56中并能在其中滑动。研磨件的端部51a和52a相对于切边呈一角度，其中有一个研磨件杠杆调节装置在结构上与端部51a和52a接合从而使研磨件分别在限位销槽51b和52b的长度范围内同时移动。
如图所示，研磨件杠杆调节装置包括有一个臂钩，其中臂57的第一端包括杆体57a和安装孔57b，另一端包括一个按一角度从其伸出的钩杆57c，其在结构上与相对布置的研磨件的端部接合。如图所示，臂钩通过螺丝58安装在研磨设备上。松开螺丝就能按下杆体使臂57旋转，这样钩杆57c就与相对布置的研磨件的端部接合并强迫它们在槽55和56中向上滑动从而调节刀片与研磨件切边之间的接合点，此时拧紧螺丝就能将其锁在该位置上。
参见图11-13，图中所示为本发明用杆簧来张紧研磨件的结构，其中导辊61、62、63和64连接在上杆簧65、66、67和68的远端和下杆簧69、70、71和72的远端之间。杆簧由弹簧钢形成，其近端安装到安装柱74和75上。在刀片插入之前，导辊61和62彼此对齐接合呈一垂直结构，导辊63和64也是如此。当用力将刀片插入到导辊之间时，导辊张开成刀片的角度，同时将刀片保持在“V”形研磨器的中心。显然，杆簧可独立连接到安装柱上或如本实施例所示般，也可穿过或连接到其中心位置处的安装柱上，同时杆簧另一端与刀片接合并对刀片导向。
参见图14，图中所示为本发明的片簧张紧结构，其包括片簧81、82、83和84。在本结构中，片簧的近端安装到安装柱85和86上，而远端81a、82a、83a和84a则弯曲与刀片的两面接合。与杆簧一样，片簧即可按图中所示那样独立安装，也可绕中心安装同时相反的两端与刀片接合。
参见图15和16，图中所示为本发明的板簧张紧结构，其包括相对的板簧91和92。在本结构中，板簧的近端91a和92a通过螺纹连接装置安装到其中包括有研磨件的安装块上，而远端91b和92b则在结构上与被研磨刀片的两面接合。在本结构中，弹簧的远端会与刀片的斜面接合使刀片与研磨件对齐。
权利要求
1.一种研磨工具，其包括相对布置的研磨件，其在结构上形成一个大体“V”形的磨槽；一导件，其在结构上与所述研磨槽邻接，所述导件包括张紧的弹性装置，该弹性装置在结构上能将引导面推压到穿过所述研磨槽的刀片的一个侧面上。
2.如权利要求1的研磨工具，其中所述导件包括可旋转的、与所述刀片的一个侧面接合的圆柱面。
3.如权利要求1的研磨工具，其中所述弹性装置为杆簧、板簧或片簧。
4.如权利要求1的研磨工具，其中所述研磨件安装在一安装块中，并且所述张紧的弹性装置包括安装在所述安装块上的板簧。
5.如权利要求1的研磨工具，其包括布置在所述研磨槽相反两面上的第一和第二导件。
6.如权利要求5的研磨工具，其中所述导件相对于所述大体为“V”形的研磨槽的对分面等距布置并平行于该对分面。
7.如权利要求1的研磨工具，其中所述研磨件在结构上彼此相对交叠分开。
8.如权利要求7的研磨工具，其中所述相对布置的研磨件包括多边形磨板，其研磨边形成大体“V”形的研磨槽。
9.如权利要求7的研磨工具，其中所述研磨件包括彼此按一角度交叉的研磨棒。
10.如权利要求7的研磨工具，其中有多个相对布置的研磨件安装在交错相隔彼此平行的堆块中，形成大体“V”形的研磨槽。
11.如权利要求1的研磨工具，其中所述大体“V”形的研磨槽的顶角大约为35度到45度。
12.如权利要求11的研磨工具，其中所述导件沿着所述大体“V”形研磨槽的对分面支撑起刀片。
13.如权利要求3的研磨工具，其中所述导件包括一安装柱，其上安装有一个弹性张紧装置以便将引导面推压到所述研磨槽中刀片的一侧面上。
14.如权利要求13的研磨工具，其中所述弹性张紧装置包括杆簧，萁具有一引导面，该引导面在结构上与所述研磨槽中刀片的一侧面接合。
15.如权利要求14的研磨工具，其中所述引导面包括一个可旋转的圆柱面，其与所述研磨槽中刀片的一侧面接合。
16.如权利要求14的研磨工具，其中所述弹性张紧装置包括片簧。
17.一种研磨工具，其包括安装块，其包括槽以便在结构上用来安装相对布置的研磨件，其中的研磨件包括交叠的直板，该直板的研磨边在结构上布置成大体“V”形研磨槽的结构；第一和第二导件，其在结构上与所述研磨槽邻接，所述导件包括张紧的弹性装置，该弹性装置在结构上将一引导面推压到所述研磨槽中刀片的一侧面上。其中所述张紧的弹性装置是板簧、杆簧或片簧。
18.如权利要求17的研磨工具，其中所述导件包括一板簧张紧装置，其安装到所述安装块上与所述“V”形槽邻接的地方，所述板簧在结构上将一引导面推压到所述研磨槽中刀片的一侧面上。
全文摘要
本发明公开了一种准确研磨的工具，其具有相对布置的研磨件，其在结构上形成一个大体“V”形的磨槽；以及第一和第二导件，其在结构上与所述研磨槽的相反两面邻接，所述导件包括张紧的弹性装置，该弹性装置在结构上能将引导面推压到穿过所述研磨槽的刀片的一个侧面上。
文档编号B24D15/00GK1796052SQ200510090938
公开日2006年7月5日 申请日期2005年8月22日 优先权日2004年8月20日
发明者鲁道夫·科普 申请人:鲁道夫·科普