专利名称：圆筒形研磨刷的制作方法
技术领域：
本发明涉及圆筒形研磨刷，具体地，涉及打磨金属板或非金属板，特别是打磨印刷电路板(PCB)的圆筒形研磨刷。
背景技术：
以往，为了对印刷电路板等进行打磨、抛光或校平(Leveling)，多使用宽砂带 (Wide belt)，不织布辊(Roll)或磨辊等。但是，在使用宽砂带时，即使使用时间短，也会由于前端磨损使打磨力下降，很难进行均勻的打磨和抛光。另外，不织布辊从其组织结构上可以得到连续的打磨面，但是由于打磨力较弱，不适合用于需要很大打磨力的情形，另外，在利用由磨石等刚体制成的磨辊进行打磨时，会留下不规则的打磨痕迹，而且很难应对印刷电路板的较大起伏(Waviness)表面。另外，在韩国专利公告第10-0444835号中，公开了一种用于打磨印刷电路板的 “圆筒形磨石”。图1为上述磨石的纵向剖视图，附图标记1为圆筒形部件，2为弹性体，3为支撑体，4为金属线。另外，5为橡胶板，6为磨片。在上述专利发明中，在可旋转的圆筒形部件的外表面设置了弹性体，该弹性体由高分子树脂材料发泡而成的多孔海绵构成，在弹性体的外表面设置了通过金属线加固的板状支撑体，并在支撑体外表面缠绕附着了橡胶板，该橡胶板的表面附着多个小型磨石。但是，上述专利发明使用的弹性体是由高分子树脂材料发泡而成的多孔海绵制成，由于多孔海绵存在发泡不均勻的特性，造成海绵的密度及弹性不均勻，最终导致高速旋转时引发真圆度和旋转平衡问题。特别是，高分子发泡海绵经长时间使用后，会由于气孔收缩转变为硬质海绵，而失去弹性，无法正常发挥原有功能。另外，上述专利发明为了防止高速旋转时研磨刷的外径因离心力作用而变大，设置了在橡胶板上的支撑体，该支撑体相对中心线以一定角度缠绕纤维或金属加固线而构成，但是如图2所示，在高速旋转时，两侧端部与其它部分的膨胀程度不同，因此，对大面积平板进行打磨时，两侧端部和其它部分的打磨程度会有差异。特别是，支撑体采用在橡胶板上相对中心线以一定角度缠绕加固线的构成方法， 如图3所示，由于在两侧端部加固线终止，在离心力作用下产生的膨胀现象相比内部更加严重。另外，虽然也可以如图3所示，采用2层或3层加固线以不同角度交错缠绕的方法， 但是，在高速旋转时，仍不足以消除两侧端部和其它部分的膨胀程度的差异。
发明内容
本发明为解决上述海绵型弹性体和加固型支撑体的结构问题而提出，其目的是提供一种圆筒形研磨刷，该圆筒形研磨刷适用于具有较大表面的物体的打磨或抛光，同时在应对表面起伏较大的被打磨或抛光物体时，也能够紧贴其表面进行均勻的打磨和抛光，因此，还可以作为平板的校平辊使用。
为达到上述目的，本发明的圆筒形研磨刷在插入转轴的刚性圆筒管外表面设置具有多个通孔的支撑体，在上述支撑体外表面相对中心线成直角缠绕加固体，在弹性板表面连续排列固定多个磨石后，将上述弹性板缠绕地附着在加固体外表面上。本发明即使在高速旋转状态下，也能够确保研磨刷内部加固体和支撑体具有均勻的形变和支撑力，适用于对大表面物体进行打磨或抛光，同时在应对表面起伏较大的或抛光物体时，也能够紧贴其表面进行均勻的打磨和抛光，因此，还可以作为平板的校平辊使用。另外，本发明特别适用于除去经过布线用镀铜处理的印刷电路板表面的凹凸部分，以及对印刷电路板表面进行校平作业。
图1是以往圆筒形研磨刷的纵向剖视图。图2是以往圆筒形支撑体高速旋转状态示意图。图3是以一定角度缠绕在圆筒形橡胶板上的加固线状态示意图。图4是本发明圆筒形研磨刷的纵向剖视图。图5是本发明圆筒形研磨刷的横向剖视图。图6是本发明支撑体的纵向剖视图。图7是本发明支撑体另一实施方式的通孔形状示意图。图8是本发明的圆筒形加固体高速旋转状态示意图。附图标记1:圆筒形部件2:弹性体3 支撑体4 金属线5 橡胶板6 磨片10:圆筒管20:支撑体21 通孔30 加固体40:弹性板50:磨石碎片。
具体实施例方式本发明最佳实施方式为，在刚性圆筒管外表面上设置具有通孔的支撑体，在上述支撑体外表面上缠绕加固体，在弹性板表面上连续排列固定多个磨石后，将上述弹性板缠绕附着在加固体外表面上，从而制造圆筒形研磨刷。下面参照附图对本发明具体实施方式
进行详细说明。图4是本发明圆筒形研磨刷的纵向剖视图，图5是本发明圆筒形研磨刷的横向剖视图。本发明特征在于，在插入转轴(未图示)的刚性圆筒管10外表面上设置具有多个通孔21的支撑体20，在上述支撑体20外表面上相对中心线成直角缠绕加固体30，在弹性板40表面上连续排列固定多个磨石碎片50后，将上述弹性板40缠绕附着在加固体30外表面。上述圆筒管10由轻质且具有一定刚性的纸张或纤维浸渍苯酚树脂制造的苯酚管、纤维增强塑料(FRP，Fiber Reinforced Plastic)或纤维增强热塑性塑料(FRTP，Fiber Reinforced Thermo Plastic)制作。
图6是上述支撑体20的纵向剖视图，图7是上述支撑体20另一实施方式的通孔 21的形状示意图。上述支撑体20—般采用聚氨酯树脂制成。由聚氨酯树脂制成的支撑体20同时具备弹性力以使最外层磨石紧贴打磨面，同时具备支撑力以在旋转时能够承受离心力。另外，聚氨酯树脂能够通过压出或射出方法制造，因此，相比发泡方法制造的海绵，具有均勻的内部结构。上述支撑体20如图4、图6以及图7所示，在内部形成了多个圆形、四边形、三角形等多种形态的通孔21。上述通孔21不仅能够减轻重量，还能有效吸收与不均勻打磨面接触时所产生的冲击。上述通孔21最好沿中心线方向进行穿孔，但也可以沿其它方向进行穿孔。作为以往圆筒形研磨刷的弹性体使用的海绵，其密度约为0. 1-0. 2g/cm3，本发明的聚氨酯树脂制成的支撑体的密度为1. 2g/cm3。当通孔21占支撑体20整体纵截面面积的50%时，其密度为0. 6g/cm3,占70%时，其密度为0. 36g/cm3,占90 %时，其密度为0. 12g/
3
cm ο支撑体20的通孔21所占比例要综合考虑树脂的硬度、拉伸强度、重量等参数而决定，如果采用高强度及高硬度的树脂，通孔21所占比例较高，如果采用低强度及低硬度的树脂，通孔21所占比例则应适当降低。另外，通孔21的大小及形状也会影响支撑体20的刚度和弹性，考虑到上述多种条件的影响，通孔21所占的比例最好在50% -90%之间。如果支撑体20的通孔21所占的比例小于50%，会由于弹性太差，在打磨时无法有效吸收冲击，导致圆筒形研磨刷不能均勻地紧贴被打磨物体的表面，而产生反作用力，形成波浪纹。如果通孔所占的比例超过90%，不仅支撑体20本身很难制造，而且由于材料的强度和硬度有限，无法提供充分的支撑力。支撑体20也可以采用其它材料制成，不局限于聚氨酯树脂。例如，可以采用硅树月旨、聚乙烯、聚丙烯、PPS、PEEK、PS、Nylon、聚苯乙烯等树脂，但是考虑到弹性和拉伸强度较为优秀，以及适合压出或射出工艺等特点，最优选采用聚氨酯树脂。而且，最好采用邵氏 (Shore)A硬度在75以上的聚氨酯树脂。硬度小于75的聚氨酯树脂会由于太软而无法提供充分的支撑力。图8是上述加固体30高速旋转状态示意图。上述加固体30的作用是防止支撑体 20向外扩张。进行打磨作业时，由于离心力的作用，支撑体20会向外扩张几个百分点，为确保微米单位的打磨精度，有必要抑制支撑体20向外扩张的现象。为达到上述目的，可以采用将1根或多跟金属线拧在一起，并相对中心线以一定角度连续缠绕的方法，或将纤维织物相对中心线以一定角度连续缠绕的方法，或将多层纤维线或金属线相对中心线以一定角度连续缠绕的方法。但是，经过多种实验结果表明，相比将纤维织物等相对中心线以一定角度缠绕的方法，相对中心线成直角缠绕的方法对防止离心力造成的向外扩张现象更加有效，而且能够使离心力造成的扩张现象均勻分布。另外，如图3所示，将加固线相对中心线以一定角度进行缠绕时，加固线会在端部终止，但是，将加固线相对中心线成直角进行缠绕时，端部不会出现加固线终止现象，因此， 高速旋转时离心力造成的外径膨胀现象在两侧端部和其它部分都很均勻。
如图8所示，本发明将由横线和纵线成直角织造而成的纤维织物，使其横线或纵线相对中心线成直角缠绕在支撑体20外表面，从而形成加固体30。如上所述，横线和纵线中的一种相对中心线保持平行，另一种相对中心线成直角的纤维织物缠绕两次以上形成加固体30，因此，圆筒形研磨刷在高速旋转时能够进行稳定、 均勻的打磨。也可以采用UD(Unidirectional cloth)作为加固体30，但是，为确保圆筒形研磨刷在打磨过程中沿轴向的长度变化也具有稳定性，最好使用纤维织物。作为加固体30的制作材料，不仅可以采用有机纤维材料，还可以采用无机纤维材料。无机纤维材料可以采用玻璃纤维、玄武岩纤维等，上述材料虽然在高强度、低伸缩率方面具有优势，但同时也存在重量大(密度为2. 5g/cm3)、柔软性差等缺点。有机纤维可以采用聚丙烯、尼龙、涤纶、芳纶、聚乙烯醇缩醛、聚氨酯树脂等一般纤维织物。有机纤维相比无机纤维具有重量轻、柔软性好等优点。对于组成加固体30时，将纤维织物以圆形固定的方法，可以采用在纤维中浸渍热硬化性树脂后将其卷成圆筒形，然后在80-200°C下进行热处理使其硬化的方法，或采用橡胶类粘接剂、环氧树脂类粘接剂、聚氨酯类粘接剂等，使其常温硬化或在低于100°C的温度下热硬化的方法。上述方法中，浸渍或粘接成分最好具有一定的柔软性和弹性，因此，一般采用橡胶类粘接剂和聚氨酯类粘接剂。另外，还可以使用含有纤维的聚氨酯树脂板制成加固体30。由于内部含有纤维的聚氨酯板具有很好的拉伸强度、耐候性、耐化学性、耐弯曲性等，而且与聚氨酯树脂材料制成的支撑体20的制作材料相同，很适合作为支撑体20的加固结构使用。在本发明使用的磨石中，结合剂的种类可以分为陶瓷结合剂(Vitrified)树脂结合剂(Resinoid)、金属结合剂(Metal bond)硅酸盐(Silicate)等，磨石根据砂粒种类可以分为氧化铝、碳化硅、金刚石、氧化锆等。根据被打磨物的特点，可以在上述磨石中选择一种使用或选择2种以上混合使用。为了在支撑体20外表面上设置上述磨石碎片50，可以在具有弹性的弹性板40表面上连续排列固定多个磨石碎片50后，将其缠绕附着在上述加固体30外表面上。为了使磨石碎片50附着于圆筒形支撑体20时，能够很好地形成圆形，磨石碎片的纵向、横向尺寸及高度分别为10-20mm。用于附着磨石碎片50的具有弹性的弹性板40，可以选用橡胶板或聚氨酯树脂板等具有弹性的材料。本发明即使在高速旋转状态下，也能够确保研磨刷内部加固体和支撑体具有均勻的形变和支撑力，适用于对大表面物体进行打磨或抛光，同时对于表面起伏较大的被打磨或抛光物体，也能够紧贴其表面进行打磨和抛光，因此，还可以作为平板的校平辊使用。另夕卜，本发明特别适用于除去经过布线用镀铜处理的印刷电路板表面的凹凸部分，以及对印刷电路板表面进行校平作业。以上以优选实施方式为例对本发明进行了详细说明，但本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明技术思想的范围内，可以进行多种变形和变更。因此，本发明权利要求范围并不局限于上述内容。另外，本发明说明书及权利要求书中采用括号标记的附图标记，主要目的是加深对本发明的理解，本发明并不局限于附图所示的形态。工业实用性本发明可以用于打磨金属板或非金属板，特别是打磨印刷电路板(PCB)。
权利要求
1.一种圆筒形研磨刷，其特征在于，在刚性圆筒管(10)外表面上设置具有通孔的支撑体(20)，在上述支撑体00)外表面上缠绕加固体(30)，在弹性板00)表面上连续排列固定多个磨石碎片(50)后，将上述弹性板00)缠绕附着在加固体(30)外表面上。
2.根据权利要求1所述的圆筒形研磨刷，其特征在于，上述加固体(30)相对中心线成直角缠绕在支撑体O0)外表面上。
3.根据权利要求1或2所述的圆筒形研磨刷，其特征在于，上述支撑体O0)由聚氨酯树脂制成。
4.根据权利要求1或2所述的圆筒形研磨刷，其特征在于，上述通孔的比例占上述支撑体OO)整体纵截面面积的50% -90%。
5.根据权利要求1或2所述的圆筒形研磨刷，其特征在于，上述加固体(30)由纤维织物制成。
6.根据权利要求1或2所述的圆筒形研磨刷，其特征在于，上述加固体(30)由含有纤维的聚氨酯树脂板制成。
7.根据权利要求1或2所述的圆筒形研磨刷，其特征在于，上述磨石碎片(50)纵向、横向尺寸及高度均为10-20mm。
8.根据权利要求1或2所述的圆筒形研磨刷，其特征在于，上述弹性板00)由聚氨酯树脂板制成。
全文摘要
本发明涉及打磨金属板或非金属板，特别是打磨印刷电路板(PCB)的圆筒形研磨刷，该研磨刷在插入转轴的刚性圆筒管外表面上设置具有多个通孔的支撑体，在上述支撑体外表面上相对中心线成直角缠绕加固体，在弹性板表面上连续排列固定多个磨石碎片后，将上述弹性板缠绕地附着在加固体外表面上，本发明即使在高速旋转状态下，也能够确保研磨刷内部加固体和支撑体具有均匀的形变和支撑力，适用于对大表面物体均匀地进行打磨或抛光，同时对于表面起伏较大的被打磨或抛光物体，也能够紧贴其表面进行打磨和抛光，因此，还可以作为平板的校平辊使用。
文档编号B24D13/10GK102470514SQ201080027751
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月31日 优先权日2009年9月22日
发明者罗祥文, 裴志秀, 裴时荣 申请人:外杰希有限公司