专利名称：用于抛光宝石的装置和物件的制作方法
技术领域：
本发明涉及宝石加工领域的装置和物件。
背景技术：
磨削和抛光是最普通的宝石加工(成形)操作。宝石可以以不同的方式加工。最普通地，宝石在快速转动的金属加工件或磨轮(scaife)上实现抛光或机加工。磨轮是笨重的水平旋转的铸铁轮。磨轮的加工面浸渗有油和金刚石粉末。在本发明中术语“加工”包含宝石和其他珍贵和半珍贵石头的抛光和磨削。
为了宝石加工目的，宝石安装在由保持柄保持的夹具(dop)上并相对于加工件对准。宝石对准工序用于使各面具有正确的角度和正确的尺寸。术语“宝石”包含金刚石以及其他珍贵和半珍贵石头。随着同一磨轮上所抛光的金刚石数目的增加，磨轮的金刚石浸渗表面会被磨掉，从而，必须更新磨轮。磨轮的更新会改变磨轮尺寸。更新之后，磨轮必须再次平衡，宝石也必须再次对准。
具有同一受让人的以色列专利申请No.162502讲述了一种加工宝石的方法，其可快速更换宝石加工件并继续进行宝石处理顺序步骤，而不需要对准宝石或加工件。加工件的操作存在一些与加工件的安装和更换有关的困难。本发明装置和可更换的研磨物件可解决上述问题。
通过以下更为详细的描述，所述装置以及与其使用相关的所述物件的特征和优点会显而易见。所述装置的示例性实施例示于附图中，在所有附图中，相同的附图标记表示同一部件。附图不必标注尺寸。重点放在说明所述装置的原理。
图1示出了宝石加工装置的一个示例性实施例的一些元件；图2是宝石加工装置的一个示例性实施例的一些元件的放大视图；图3是图2中所示的所述装置的可转动支承件的一个示例性
具体实施例方式
图1示出了宝石加工装置的一个示例性实施例的一些元件。宝石加工装置100包含一个可转动支承件104、一个可拆卸(可更换)的一次性宝石研磨物件108、一个平衡机构110以及研磨物件拆卸工具112。电动或气动马达114使安装有研磨物件108的支承件104转动。马达114和支承件104固定安装在具有平坦台面120的台式框架116上。可转动支承件104提供了一个支承面130，可拆卸的一次性研磨物件108通过其下表面154压靠在支承面130上。一个引导部162便于研磨物件108的安装。箭头134表示研磨物件108安装在支承件104的安装方向。可转动支承件104具有在支承件104转动时保持着研磨物件108的保持力。平衡机构110可拆卸或固定地安装在台面120上。对于研磨物件108来说，可拆卸的研磨物件拆卸工具112可安装在台面120上。另外，工具112位于框架116内的一个封闭体中，或位于框架116外部的一个非常容易触及到的位置。图1中还示出了宝石124和宝石保持和对准装置例如可由保持柄(未示出)保持的夹具126。宝石124需在装置100上加工。
图2是宝石加工装置的所述示例性实施例的相同元件的放大视图。所述元件和它们的可能相对位置仅被作为说明目的示出。
图3示出了一个示例性的可转动支承件104，其具有永磁体或电磁嵌入件144。永磁体嵌入件144与研磨物件108的任何表面之间均不直接接触。磁性嵌入件144产生将研磨物件108(图1)保持在支承件104上的研磨物件保持力。嵌入件144嵌入开设在可转动支承件104的本体150中的槽中。在磁性嵌入件144与研磨物件108的下表面154(图1)之间存在一层材料。永磁体的这种嵌入方法可使支承面130具有单一材料结构，从而，其可较精确地以较低的费用制造而成。可转动支承件104中的与研磨物件108的下表面154接触的支承面130具有比支承件104的本体的其余部分以及物件108和180(图4)的直径均小的外径。一般而言，支承件104可以采用比物件108的直径小的圆柱形或其他形状本体的形式。并非所述研磨物件的所述下表面均与所述可转动支承件的相应表面接触。可转动支承件104具有引导部162，其便于研磨物件108安装在可转动支承件104上。孔166可使支承件104连接在马达114上，所述支承件104可通过螺钉128或其他任何合适的紧固装置紧固在马达114上。
永磁体或电磁体的使用使得所述研磨物件必须使用铁磁性材料。对于其他类型的保持机构例如真空装置来说，所述研磨物件可由非磁性材料制成。真空孔眼可嵌入或钻设在所述可转动支承件中，并且真空泵可通过一个旋转接头提供真空。在这种情况下，大气压力可将所述研磨物件限定在可转动支承件上。
研磨物件(图4)可具有不同的形状，尽管所述研磨物件的最简单的形状为圆盘形状。表面154是平坦表面(图4A)。研磨物件压靠在可转动支承件104的平坦支承面130(图3)上。所述研磨物件具有平坦的涂覆着金刚石粉末的加工面184。下表面154和加工面184彼此平行。所述金刚石粉末可为单一粒级。作为一种替代性的方法，所述研磨物件的横截面可由不同粒级的金刚石粉末涂覆。不同的研磨物件可由不同粒级的金刚石粉末涂覆。
研磨物件108具有比可转动支承件104小的厚度。可转动支承件104提供在加工宝石时使加工面184保持平坦的必需刚度。所有的可拆卸的物件具有大致同一厚度。它们的更换不会改变加工平面的位置。因此，所述研磨物件的更换不会使得需要对准正被加工的宝石或加工件。
研磨物件108(图4A)具有安装孔186，其便于安装在可转动支承件104(图3)上。为了安装，物件108的孔186加工有螺纹，其啮合在可转动支承件104的引导部162上。当与一个紧密配合引导部连接时，这有助于使物件108这样定位，即所述物件和可转动支承件104的转动轴线一致或彼此非常接近。其后，在传统机器中，通过向带有研磨物件的转动的支承件增加平衡质量/重量使所述组件平衡。由电磁体或真空装置产生的保持力可被切换为ON和OFF，从而，不管各表面的间隙如何，均可使物件108与可转动支承件104的引导部162的安装变得非常容易。作为最简单的保持装置的永磁体不能切换ON和OFF，因此它们形成的永久力会使得物件108与可转动支承件104的引导部162的安装较有不便。
在一个实施例(图4A)中，研磨物件108的安装孔186的直径显著大于可转动支承件104的引导部162的直径。在另一个实施例(图4B)中，研磨物件180根本没有安装孔。它是一个平坦圆盘。
图5A和5B示出了所述平衡机构的操作。平衡机构110(图1)包含一个立架188和一个调节螺钉190。立架188可通过任何合适的机构可拆卸地或固定连接在台面120上。调节螺钉190这样定位，即其可向研磨物件108施加压力。研磨物件108的安装孔186的直径显著大于支承件104的引导部162的直径。支承件104可转动，螺钉190可一直前行至其接触物件108上的具有最大伸出量(图5B)的直径处的一点。螺钉190的前行可向物件108施加压力，从而，可使物件108在支承件104的支承面130上产生移位。由于安装孔186的直径显著大于引导部162的直径，因此这种移位是可能的。物件108实际上可向着支承件104的转动中心滑动或运动。上述操作一直继续到安装着物件108的支承件104平衡为止。所述平衡是在未向转动质量增加非平衡补偿质量的情况下实现的。物件108在支承面130上一直滑动直到其质心到达使可转动支承件104和物件108的联合转动质量平衡的位置为止。螺钉190的螺距可这样选择，即可确保正确的平衡精度。平衡精度可由任何可用的平衡控制仪器控制。螺钉190的梢端194可被形成得与物件108的外表面具有最小摩擦。图5B示出了物件108的最终平衡位置。此后，螺钉190缩回，将宝石对准，可开始宝石加工操作。
图6示出了没有安装孔的物件180的平衡工序。因此，可转动支承件196不具有引导部，尽管其可具有一种类型的安全锁，以在紧急情况下保持所述物件。
如上所述，所述研磨物件可在变得不能使用时更换。物件108或180的更换可通过将其从支承件104或196上拉掉实现。当电磁体或真空装置用作保持机构时，它们可简单地切换为OFF。将物件108或180从具有永磁体嵌入件的支承件104(196)的表面上拉掉可能需要比使物件108或180在支承件104或196的表面上滑动所需要的力显著大的力，并且不便于人工操作。图7A和7B示出了研磨物件拆卸工具的操作。工具112包含具有螺纹的立架200和具有内螺纹的接合套筒204。工具112还包含偏心可转动套筒206、圆柱形套筒208以及平坦元件210。嵌入件216具有与立架200相似的螺纹，并且可嵌入框架160的台面120中。作为一种替代性方法，也可在框架160的台面部分中开设螺纹。
为拆卸物件108或180，立架200这样与嵌入件216接合，即偏心的可转动套筒206可转动进入由支承件104的这样的横截面部分形成的槽中，所述横截面部分具有比支承件104的其余部分小的直径且低于物件108(180)的表面。圆柱形套筒208具有与物件108(180)的厚度相近的厚度，并且叠放在套筒206上。平坦元件210放置在圆柱形套筒208的顶部上。平坦元件210转动使得其较长部分位于物件104或180的上方。上述部件的组件通过螺母214或其他任何紧固装置紧固在一起。带有螺纹的立架200转动以便脱离带有螺纹的嵌入件216或台面120(图8)。立架200的脱离运动(图7B)会使套筒206、208和平坦元件210如图7B所示运动，从而将物件108(180)从支承件104上拉出。
宝石加工装置存在多种结构。装置100(图2)在台面120(图2)的水平面之上具有研磨元件加工面184(图4)，所述夹具通过保持柄运动保持在所述台面上的适当位置处。图8示出了一种宝石加工装置，其中，研磨物件加工面184处于台面120的水平面上。如图8所示，平衡机构110和研磨物件拆卸工具112适合于这种构造。调节螺钉190推/拉销，所述销在槽224中运动并与物件108接触。研磨物件拆卸工具112具有一个锚定的螺钉228，其与物件108接合，并且以与上述相似的模式从支承件104上拉物件108。图8示出了一个圆柱形支承件，其具有小于物件108的外径。
所述装置的所述元件和研磨物件的更换方法可适用于现有传统宝石加工机器。图9示出了一种传统宝石加工机器240，其组装有平衡机构110和研磨物件拆卸工具112。图9示出了另外一种示例形式的可转动支承件244，其具有与安装有可拆卸的研磨物件108的现有加工件(磨轮)相似的形式。支承件244具有用于提供物件保持力的永磁嵌入件。与传统的加工件相似的所述示例形式的可转动支承件244仅被选择用作证明目的。如图所示，其他形式和形状的可转动支承件也是可以的。
随着研磨物件的同一加工面上所抛光的宝石数目的增加，所述物件的金刚石涂覆表面会磨掉或变得不能用。当需要时，通过使用本装置和物件更换方法，可非常容易地拆掉物件和安装一个新的研磨物件。使用所述平衡机构可非常容易地平衡新的研磨物件。
尽管已详细地描述了所述装置和所述物件，但应当理解，在不脱离权利要求书所限定的本说明书的精神和范围的情况下做出各种改变、置换和替换。
权利要求
1.一种用于加工宝石的装(100，240)，包括研磨物件(108)；以及带有引导部(162)的可转动支承件(104)，用于保持和转动所述物件(108)；其特征在于，研磨物件(108)具有显著大于所述引导部(162)的安装孔(186)，以及一平衡机构(110)便于平衡所述物件(108)，以及一研磨物件拆卸工具(112)可操作用于将所述研磨物件(108)从所述可转动支承件(104)上拆掉。
2.如权利要求1所述的装置(100，240)，其特征在于，所述物件(108)的保持力是以下一组力之一磁力、电磁力或大气压力。
3.如权利要求1所述的装置(100，240)，其特征在于，所述平衡机构(110)可拆卸地安装在所述装置(100)上。
4.如权利要求1所述的装置(100，240)，其特征在于，所述平衡机构(110)固定地安装在所述装置(100)上。
5.如权利要求1所述的装置(100，240)，其特征在于，所述平衡机构(110)使所述物件(108)在所述可转动支承件(104)的支承面(130)上滑动。
6.如权利要求1所述的装置(100，240)，其特征在于，执行所述转动质量平衡不需要增加平衡质量。
7.如权利要求1所述的装置(100，240)，其特征在于，所述研磨物件拆卸工具(112)可将所述物件(108，180)从所述支承件(104、196)上拆掉。
8.如权利要求1所述的装置(100，240)，其特征在于，所述研磨物件(108)具有涂覆着金刚石的工作面(184)。
9.如权利要求1所述的装置(100，240)，其特征在于，所述研磨物件(180)不具有安装孔。
10.一种圆盘状研磨物件(108)，包括两个平坦平行表面(154和184)，其中一个表面(184)涂覆着金刚石粉末；以及安装孔(186)；其特征在于，所述孔(186)的直径显著大于相应引导部(162)的直径。
11.如权利要求10所述的物件(108)，其特征在于，所述物件(108)的直径大于其压靠着的支承面(130)的直径。
12.如权利要求10所述的物件(108)，其特征在于，所述金刚石粉末是单一粒级粉末。
13.如权利要求10所述的物件(108)，其特征在于，所述金刚石粉末是不同粒级的。
14.一种平衡加工件的方法，包括可转动支承件(104)；以及研磨物件(108，180)；其特征在于，通过使所述物件(108，180)在可转动支承件(104)上重新定位来实现所述平衡，并且没有使用附加平衡质量平衡所述加工件。
15.一种用于加工宝石的装置(100，240)，包括研磨物件(108，180)；以及具有保持力的可转动支承件(104)；其特征在于，一平衡机构(110)便于平衡所述物件(108，180)；以及一研磨物件拆卸工具(112)可操作用于将所述物件(108，180)从所述可转动支承件(104)上拆掉。
16.一种安装和更换宝石加工装置(100，240)的可转动支承件(104)上的研磨物件(108，180)的方法，包括将所述研磨物件(108，180)安装在所述支承件(104)上；通过使所述物件(108，180)在所述支承件上滑动至正确位置来平衡所述物件(108，180)；在所述物件(108，180)上抛光至少一个面；以及更换所述物件(108，180)。
17.一种用于平衡加工件的工具(110)，其特征在于，其重新定位研磨物件(108)。
18.一种用于拆卸通过永磁力保持在支承件(104，196)上的研磨物件(108，180)的工具(112)，其特征在于，所述工具(112)从所述支承件(104，196)拉所述物件(108，180)。
19.一种用于加工宝石的装置(100，220)，包括研磨物件(108)；以及具有引导部(162)的可转动支承件(104)，用于引导和保持所述物件(108)；其特征在于，所述研磨物件(108)具有显著大于所述引导部(162)的安装孔(186)。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述物件(108)由磁力、电磁力或者大气压力保持。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，平衡机构(110)便于平衡所述物件(108)。
22.如权利要求19所述的装置，其特征在于，研磨物件拆卸工具(112)可操作用于将所述研磨物件(108)从所述可转动支承件(104)上拆掉。
23.一种圆盘状研磨物件(180)，包括两个平坦平行表面(154和184)，其中一个表面(184)涂覆着金刚石粉末；其特征在于，所述物件(180)的直径大于其压靠着的支承面(130)的直径。
24.如权利要求23所述的物件，其特征在于，所述金刚石粉末是单一粒级粉末。
25.如权利要求23所述的物件，其特征在于，所述金刚石粉末是不同粒级的。
26.一种用于保持研磨物件(108，180)的可转动支承件(104)，其特征在于，其具有一平坦的支承面(130)，所述支承面(130)上压靠着所述物件(108，180)，并且所述支承面(130)具有比所述物件(108)小的直径。
全文摘要
本发明公开了一种用于加工宝石的装置。所述装置包括研磨物件和可转动支承件，所述可转动支承件具有用于保持和转动所述物件的引导部。所述研磨物件具有显著大于所述引导部的安装孔。平衡机构便于平衡所述物件，并且研磨物件拆卸工具可将所述研磨物件从所述可转动支承件上拆掉。
文档编号B24B41/00GK1861318SQ200610082698
公开日2006年11月15日 申请日期2006年5月12日 优先权日2005年5月15日
发明者诺姆·格莱谢尔 申请人:罗梅迪克斯有限公司