用於創建磨光的斜面的消耗性研磨工具的製作方法

2023-10-04 03:11:09

用於創建磨光的斜面的消耗性研磨工具的製作方法
【專利摘要】本發明提出一種用於創建磨光的斜面的消耗性研磨工具。本公開的實施例通常涉及沿著電子設備的小特徵創建光滑外觀面的方法。本公開實施例非常適合到達設置在受限空間中的表面。更特別地描述了一種用於修整工件的方法。例如，該方法可以用來修整電纜連接器的入口部分。該方法可涉及到研磨刷的使用，所述研磨刷可包括單個絲狀物以及與單個絲狀物耦合的研磨顆粒，所述研磨刷可被配置為在修整操作中提供多種不同的表面幾何形狀。
【專利說明】用於創建磨光的斜面的消耗性研磨工具

【技術領域】
[0001]所描述的實施例通常涉及沿電子設備的小特徵創建光滑的外觀面的方法。更特別地，涉及對限定複雜幾何形狀的相對小的特徵(例如，電纜連接器的入口部分)進行修整的方法。

【背景技術】
[0002]被利用來形成各種設備(如計算設備)的部件在其生產過程中經常經歷大量的製造操作。加性製造工藝增加材料以形成部件。例如，可利用注塑成型來形成部件，相反地，減性製造工藝從工件或基板中去除材料以形成部件。例如，可從基板加工去除材料以形成部件。在一些實施方案中加性和減性工藝兩者都可以用來形成部件，這取決於部件的特定的所期望的最終配置。
[0003]計算機數控(CNC)加工是通常用來形成部件的減性製造工藝類型的一個例子。CNC加工典型地使用機器人組件和控制器。機器人組件可以包括旋轉主軸，所述旋轉主軸與韋先刀(milling cutter)或者切削器(cutter)的可替代實施例稱合。該切削器包括從基板去除材料以形成限定所需形狀和尺寸的部件的切削刃(cutting edges)。在這方面，控制器引導機器人組件沿著形成部件的加工路徑移動切削器。然而，CNC加工可能不能提供所期望的表面修整(surface finish)。
[0004]表面修整的方法和裝置可用於為外觀面創建多種修整。不幸的是，適用於對設置在緊湊空間中的表面進行修整的工具不那麼多，並且可能不能產生所期望的結果。在這點上，舉例來說，在配置成接納連接器(比如，數據連接器)的、尺寸越來越小的孔上執行修整操作可能是非常困難的。如，儘管多晶金剛石(PCD)切削器和單晶金剛石(MCD)切削器可以適用於對設置在緊湊空間中的表面進行修整，但是所得到的表面修整可能包括跨部件外觀面的切削痕跡(比如:扇形褶皺)。此外，研磨刷可以用於修整操作，但是這種研磨刷可能通常被配置用於對相對平坦的表面進行修整。
[0005]因此，需要一種可靠的方式來為設置在緊湊空間中的部件的表面創建精細的表面修整。


【發明內容】

[0006]本文描述了多個實施例，這些實施例涉及對部件的小特徵進行修整。
[0007]在一個實施例中公開了一種研磨刷。所述研磨刷可以包括以下部件:單個絲狀物，所述單個絲狀物具有多個與其耦合的(例如，灌注在其中的)研磨顆粒；以及可縮回套管，該套管配置為在修整操作中隨著單個絲狀物被消耗而上移。在給定單個絲狀物研磨刷被配置為抵著其應用的材料的情況下，可根據研磨刷的堵塞速度來選擇單個絲狀物的硬度。
[0008]本公開的其他方面和優點從下面結合附圖的詳細描述中變得明顯，所述附圖以舉例的方式示出所述實施例的原理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過下面結合附圖的詳細描述本公開將易於理解，其中相同的附圖標記指示相同的結構要素，並且其中:
[0010]圖1描述了根據本公開的示例性實施例的閉合配置中的可攜式計算設備的實施例的前透視圖；
[0011]圖2描述了根據本公開的示例性實施例的在打開配置中的圖1的可攜式計算設備;
[0012]圖3描述了根據本公開的示例性實施例的圖1的可攜式計算設備的基座部分的頂殼體的底透視圖；
[0013]圖4描述了根據本公開的示例性實施例的圖1的可攜式計算設備的底視圖；
[0014]圖5示意性地描述了根據本公開的實施例的計算機數控(CNC)銑床，其包括加工工件中的孔縫的旋轉切削器；
[0015]圖6描述了根據本公開的示例性實施例的單個絲狀物研磨刷的側視圖；
[0016]圖7描述了根據本公開的示例性實施例的沿A-A線通過圖6的研磨刷的截面圖；
[0017]圖8描述了根據本公開的示例性實施例的圖5的工件的鄰近其中孔縫的部分的放大視圖；
[0018]圖9描述了根據本公開的示例性實施例的圖8的工件在孔縫處的部分沿B-B線的截面圖；
[0019]圖10描述了根據本公開的示例性實施例的圖8的工件在孔縫處的部分沿B-B線的截面圖，其中斜面限定未修整的結構；
[0020]圖11描述了根據本公開的示例性實施例的在用圖6的研磨刷在圖10的未修整斜面上進行修整操作期間，圖8的工件在孔縫處的部分沿B-B線的截面圖；
[0021]圖12根據本公開的示例性實施例的圖8的工件在孔縫處的部分沿B-B線的截面圖，其中斜面限定了修整後的結構；
[0022]圖13描述了根據本公開的可選的示例性實施例的通過單個絲狀物研磨刷的截面圖，其中所述研磨刷的端部執行器表面基本上是圓形或球形的；
[0023]圖14根據本公開的示例性實施例的圖8的工件在孔縫處的部分沿B-B線的截面圖，所述部分包括通過圖13的研磨刷製造的曲線唇部；
[0024]圖15描述了根據本公開的可選的示例性實施例的通過單個絲狀物研磨刷和矯正工具的截面圖，其中研磨刷的端部執行器表面是階梯狀的；
[0025]圖16示意性地描述了本公開的示例性實施例的一種修整方法；和
[0026]圖17示意性地描述了據本公開的示例性實施例的電子設備的框圖。

【具體實施方式】
[0027]根據本應用的方法和裝置的代表性應用在這部分描述。提供這些例子僅為了增加背景，並且為了幫助理解描述的實施例。因而對於本領域技術人員顯然的是，即使沒有這些特定細節中的一些或者全部，也可以實施所描述的實施例。在其他示例中，沒有詳細描述眾所周知的處理步驟以避免對所描述的實施例造成不必要的混淆。其他的應用是可能，因此接下來的例子不應該被認為是限制性的。
[0028]在接下來的具體說明中，參考附圖，所述附圖形成了說明書的一部分，在附圖中通過圖示顯示了根據所描述的實施例的具體實施例。儘管足夠詳細地描述了這些實施例以使本領域技術人員能夠實施所描述的實施例，但是應理解這些例子不是限制性的；因此可以用其他實施例，並且可以進行變化而不背離所述實施例的精神和範圍。
[0029]打磨(grinding)操作普遍使用砂輪(grinding wheel),該操作通常允許製造者製造大體上具有期望的表面幾何形狀的邊緣。沒有被砂輪從創建的幾何形狀的表面清除的任何剩餘的毛刺(burr)能夠在某種情況下被修整刷清除。修整刷典型的放置在主軸(spindle)中，並且刷子的研磨毛(abrasive bristle)對於從部件表面清理任何加工產物來說是有用的。修整刷的優勢還在於它通常足夠的輕柔以使得修整刷操作不改變所建立的部件的幾何形狀。
[0030]不幸的是，砂輪不能用來形成給定工件裡的小特徵。使用標準砂輪非常困難或者不可能形成的一種特徵是斜面埠進口(chamfered port inlet)。儘管在本說明的大部分中將採用這個特徵的示例性實施例，應該理解的是所描述的處理可以應用於工件的任何小和/或複雜的特徵。例如，這裡描述的工具和方法可以用於對圓角、倒角、側壁、和/或工件的任何其他特徵進行修整，尤其在特徵相對小和/或難以到達的情況。
[0031]這些和其他實施例將在下面參考圖1-圖17進行討論。然而，本領域技術人員將容易理解這裡參考附圖給出的詳細描述僅為解釋目的，而不應該構成限制。
[0032]正如下面詳細描述，接下來涉及到製造和修整工具、組件、裝置、系統、設備、電腦程式產品和方法。本發明的實施例可以用來形成各種部件，包括比如電子設備。更詳細的例子是，這裡公開的製造和修整方法可以用來形成計算設備，如臺式計算機、可攜式計算機、上網本計算機、平板計算機、手機、智慧型手機等，或者其所用的任何配件，如鍵盤和顯示器。因此，僅以舉例為目的，這裡描述和顯示了可通過這些製造方法形成的可攜式計算設備的實施例。然而應該理解的是可以使用本公開的工具、組件、裝置、系統、設備、電腦程式產品和方法來對設備的各種其它實施例進行形成和修整。
[0033]在一個實施例中,可攜式計算設備可包括多部分外殼(mult1-part housing),其具有在側部(reveal)相連接以形成基座部分的頂殼體和底殼體。可攜式計算設備可具有可容納顯示屏和其他相關部件的上部分(或蓋)，而基座部分可容納各種處理器、驅動器、埠、電池、鍵盤、觸摸板等。頂殼體和底殼體可在接口區域以特定方式各自連接，以使得不僅可以減小頂殼體和底殼體之間的空隙和偏移，而且在設備批量製造中可使設備間更一致。
[0034]在具體實施例中，蓋和基座部分可能通過被稱為爪部組件(clutch assembly)的方式彼此樞軸連接。爪部組件可至少包括圓柱部分，該圓柱部分又包括環形外部區域，以及被環形外部圍繞的中心孔區，中心孔區適合被布置為為基座部分和蓋中的電氣部件之間的電導體提供支撐。爪部組件也可以包括多個緊固區域，該緊固區域將爪部耦合到可攜式計算設備的基座部分和蓋，其中至少一個緊固區域與圓柱區域集成地形成，從而使空間、尺寸和部件數量最小化。
[0035]頂殼體可以包括在裝配操作期間多個操作部件可以插入其中的腔或腔體。在所描述的實施例，操作部件能夠被插入到腔體中，並在「頂-底」裝配操作中附接到頂殼體，其中最頂端的部件首先插入，接下來按照從上到下的布置插入部件。例如，頂殼體可以被提供和成形以容納鍵盤模塊。鍵盤模塊可包括由多個鍵帽組件形成的鍵盤組件和相關電路，比如結合有開關矩陣和保護特徵板的柔性薄膜。因此，按照頂-底裝配方法，鍵盤組件首先被插入到頂殼體中，接下來是柔性薄膜，然後是附接至頂殼體的特徵板。然後其他內部部件可以按照頂到底的方式被插入(當從修整後的產品的透視圖來看時)。
[0036]在一個實例中，鍵盤模塊可以被配置為使得可以利用鍵帽組件來替代電源開關。舉例來說，在傳統鍵盤中頂行的每個鍵帽都被分配至少一個功能。然而，通過將其中一個鍵帽復用作為電源按鈕，至少通過消除了與現有電源按鈕相關聯的開關機構，並用已有的鍵帽組件和相關電路對其進行替代，可使操作部件的數量減少。
[0037]除了鍵盤，便攜計算設備可包含觸摸敏感設備，像一系列的觸摸板和觸控螢幕等等。在這些可攜式計算設備包括觸摸板的實施例中，該觸摸板可以是由玻璃材料形成的。玻璃材料提供外觀面，並且是觸摸板的結構剛性的主要來源。相比於現有設計，玻璃材料的這種應用顯著降低了觸摸板的整體厚度。觸摸板可能包括用於處理來自與觸摸板相關聯的傳感器的信號的電路。在某些具體實例中，電路可實現為印刷電路板(PCB)。PCB可以以能夠為觸摸板提供結構支撐的方式由材料形成並被安放。因此，消除了分離的觸摸板支撐件。
[0038]在一個實施例中，頂殼體可用被加工成需要的形狀和尺寸的單個鋁坯形成。頂殼體可包括增加頂殼體結構集成度的集成支撐系統。所述集成支撐系統可具有連續的屬性，沒有空隙或裂縫。集成支撐系統可用於為單個部件(例如鍵盤)提供支撐。例如，集成支撐系統可以是可用作鍵盤的參考基點的肋部(rib)的形式。該肋部也可由於增加的肋部的厚度而提供額外的結構支撐。該肋部還可用作護罩(shield)的一部分，該護罩幫助避免光從鍵盤洩露，以及作為避免外部電磁輻射洩露的法拉第(Faraday)籠。
[0039]集成支撐系統的連續屬性可使得施加到多部分外殼的外部負載的分布更均勻，導致扭曲或彎曲的可能性下降，從而降低針對內部部件的風險。集成支撐系統還可提供用於將這些內部部件安裝到多部分外殼的安裝結構。這些內部部件包括大容量存儲設備(可以是硬碟驅動HDD或固態驅動SSD的形式)、音頻部件(音頻插座、麥克風、揚聲器等)以及諸如鍵盤和觸摸板等輸入/輸出設備。
[0040]這些和其他的實施例以下參考圖1-圖4進行討論。然而，本領域技術人員可以理解這裡參考附圖給出的詳細描述僅僅是以示例為目的。
[0041]圖1描述了根據本公開的示例實施例的筆記本計算機形式的可攜式計算設備100。更具體的，圖1示出了可攜式計算設備100在閉合配置中的前透視圖。如所描述，可攜式計算設備100可以包括外殼(housing) 102，外殼包括基座(base)部分104和蓋(Iid)部分106。在閉合配置中，蓋部分106和基座部分104形成了看起來有連續變化和一致形狀的統一結構，增強了可攜式計算設備100的外觀和感受。在一些實施例中，可攜式計算設備100可以包括在外殼102的蓋部分106的後殼體110處的標識108。在一種實施例中，標識108能夠被從顯示器112 (參見，例如圖2)發射的光照亮。
[0042]基座部分104能夠通過鉸鏈樞軸連接至蓋部分106，在一些實施例中，鉸鏈可以包括爪部組件。基座部分104可以包括插入部分114，所述插入部分適於幫助用戶提升蓋部分106，比如，用手指。相應的，外殼102的蓋部分106可以在爪部組件的幫助下相對於外殼的基座部分104從閉合位置(參見,例如圖1)被移動到打開位置(參見，例如圖2)。
[0043]圖2示出了在打開配置中的可攜式計算設備100的前透視圖。顯示器112可以耦合到蓋部分106的後殼體110，以使得顯示器具有結構支撐。在這點上，蓋部分106可被形成為具有由後殼體110提供的單體(un1-body)結構，該結構可以為肋部分提供額外的強度和彈性，這是非常重要的，因為反覆打開和關閉會引起應力。除了強度和彈性的增加外，蓋部分106的單體結構可以通過消除分離的支撐特徵來降低總體部件數量，這將降低製造成本和/或複雜性。
[0044]蓋部分106可以包括遮罩(mask)(也被稱為顯示器鑲邊(trim)) 116，所述遮罩圍繞顯示器112。顯示屏鑲邊116可用不透明材料形成，比如設置在顯示器112的保護層之上或其中的墨水。因此，顯示器鑲邊116可以通過隱藏操作和結構部件以及集中注意力到顯示器的有效區域來增強顯示器112的總體外觀。
[0045]顯示器112可以顯示視覺內容(比如圖形化用戶界面)、靜態圖像(比如照片)和視頻媒體項目(比如電影)。顯示器112可以採用任何合適的技術顯示圖像，比如液晶顯示器(IXD)、發光二極體(LED)顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器等。進一步，可攜式計算設備100可以包括圖像捕捉設備118。在一個實施例中，圖像捕捉設備118可以位於顯示器鑲邊116的透明部分。在一些實施例中，圖像捕捉裝置118可被配製成捕捉靜態和視頻圖像兩者。
[0046]基座部分104可以包括緊固到底殼體122(參見，例如圖4)的頂殼體120(參見，例如圖3)。正如圖2所示，頂殼體120可被配置成容納各種用戶輸入設備，如鍵盤124和觸摸板126。鍵盤124可包括多個低輪廓(profile)鍵帽組件128。在一個實施例中，音頻變換器(沒有示出)能夠使用鍵盤124的所選擇部分來控制輸出音頻信號，比如音樂。一個或多個的麥克風130可以位於蓋部分106。麥克風130可以被間隔開以提高相關音頻電路的頻率響應。
[0047]為了識別與特定鍵盤相關的鍵輸入，可在多個鍵帽組件128的每一個上印上符號。鍵盤124可被布置為接收在每個鍵帽組件128處使用被稱為按鍵的手指運動產生的離散輸入。在所描述的實施例中，每個鍵帽組件128上的符號可以被雷射蝕刻，由此創建了非常清晰和耐久的印記，其在可攜式計算設備100的壽命期間在持續的按鍵應用下不會褪去。為了減少部件數量，鍵帽組件128中的一個可以再次被規定作為電源按鈕。以這種方式，可攜式計算設備100的總部件數量可以相對降低。
[0048]觸摸板126可以被配置成接收手指姿態。手指姿態可包括來自一致施加的多於一個手指的觸摸事件。姿態還可以包括單個手指觸摸事件，比如重擊或輕敲。姿態可以被觸摸板126裡的傳感電路感知並轉換為的電信號，該電信號被傳送至處理單元進行評估。以這種方式，可攜式計算設備100至少能夠部分地被觸摸控制。
[0049]一個或多個數據埠 132，134，136可以被用來在外部電路和可攜式計算設備100之間傳輸數據和/或電力。數據埠可包括，例如，可以用來接納存儲卡(如FLASH存儲卡)的輸入槽132，然而剩下的數據埠 134，136可以用來容納數據連接器，比如USB、火線(Fire Wire)、雷電(Thunderbolt)等等。進一步地,在一些實施例中，一個或多個揚聲器柵格137可以被用來從包圍在外殼102的基座104中的相關音頻部件輸出音頻。
[0050]圖3示出了外殼102的基座部分104的頂殼體120的底透視圖。如圖所示，頂殼體120可以包括主壁138和從其延伸的外框140。多個的通風孔142可以被限定在頂殼體120中。例如，在所示實施例中，通風孔142可以被限定在外框140中。通風孔142可以被配置成提供外部空氣流，這可以用來通過讓空氣從其進入或排出來冷卻內部部件。例如，在外框140中的通風孔142可以構成進氣通風孔，而後壁146中限定的多個通風孔144可以構成排氣通風孔。在另一實施例中，外框140中的通風孔142可作為附屬於主空氣進氣通風孔的次空氣進氣口，或者外框中的通風孔可構成排氣通風孔。
[0051]外框140中的通風孔142可以被用來輸出由聲音模塊產生的聲音形式的音頻信號。相應的，通風孔142可以用來輸出在選定頻率範圍內的聲音，以提高可攜式計算設備100的音頻呈現質量。此外，外框140中的通風孔142可以是頂殼體120的集成支持系統的一部分。在這方面，內部肋部148可以被設置在通風孔142內和/或外部肋部150可被設置在通風孔之間以向可攜式計算設備100提供額外的結構支持。在一些實施例中，通風孔142可以從限定頂殼體120的材料加工，其中肋部148，150包括保留的材料。
[0052]通風孔142的節奏(cadence)和尺寸可以用來控制空氣流入可攜式計算設備100以及控制射頻(RF)能量以電磁幹擾(EMI)的形式從可攜式計算設備發射。在這方面，內部肋部148可以在通風孔142內分隔一區域，以提供尺寸被設置為降低RF能量的通過的孔縫。由每個通風孔142限定的孔縫的尺寸可指示可被孔縫「捕獲」的RF能量的波長。在這種情況，通風孔142的尺寸使得由內部部件發射的RF能量的主要部分可以被捕獲在可攜式計算設備100內。此外，通過在下遊面對頂殼體120的外表面設置通風孔142，可以提高可攜式計算設備100的美感，因為在正常使用期間外部觀察者看不到內部部件。
[0053]正如所描述的，後壁146可以從主壁138延伸。後壁146可以配置用於隱藏在外殼102的基座104和蓋部分106之間的鉸鏈處的爪部。多個內部側壁152a-d也可以從主壁138延伸。內部側壁152a-d可以將基座104限定的內部空間分為多個隔間154a_d。
[0054]圖3所示，可攜式計算設備100可以包括多個電子部件156，它們可以被接納到一個或多個隔間154a-d中。正如可以被理解的，舉例來說，電子部件156可以包括大容量存儲設備(例如硬驅動或者固態存儲設備，如包括非瞬態有形存儲器的快閃記憶體設備，例如，可以是易失和/或非易失存儲器)，其配置成存儲信息、數據、文件、應用、指令等；處理器(例如，微處理器或者控制器)，其配置成控制可攜式電子設備的總體操作；通信接口，其配置成通過例如有線或者無線網絡(比如區域網(LAN)，城域網(MAN)，和/或例如網際網路的廣域網(WAN))來發射或者接收數據；風扇；散熱器；和一個或者多個電池。然而，如本領域技術人員所理解的，在可攜式電子設備的外殼102中可附加地或替代地接納各種其他電子部件。
[0055]圖4示出了外殼102的基座部分104的底殼體122的底部的外部視圖。一個或者多個緊固件158被設置在外殼102的基座部分104的底殼體122處。緊固件158可以配置成使底殼體122固定至頂殼體120以包圍上述電子部件156。
[0056]此外，在一些實施例中可攜式計算設備100可以包括一個或者多個減震器。減震器可以服務於許多目的。在這方面，在所描述的實施例中可攜式計算設備100包括腳160的形式的減震器，其與外殼102的基座部分104的底殼體122的外表面162耦合。
[0057]如上述可攜式計算設備100的設備可以通過加工基板來限定其一個或多個部件來製造。例如，計算機數控(CNC)加工可以用來形成可攜式計算設備100的部件。作為更具體的例子，CNC銑床(mill)可以用來形成可攜式計算設備100的部件。
[0058]在這方面，圖5示出了根據本發明的示例實施例的CNCf先床200的示例實施例。在一個實施例中，CNC銑床200可以包括3-軸垂直銑床，其可從日本OShino-mura的FANUC公司獲得。然而根據本發明的實施例可採用CNC銑床的多種其他實施例。
[0059]正如所描述，CNC銑床200可以包括機器主體(body) 202。CNC銑床200可以進一步包括馬達204，馬達被配置為通過主軸(spindle) 208旋轉與馬達耦合的旋轉頭206。旋轉頭206，或者「工具保持器」，可耦合到諸如各種銑刀中的任意一種的旋轉工具210。加工臺212可以被配置成支撐工件或者基板214。加工臺212可以是靜止的或者配置成可以在一個或者多個方向上移動，以使工件214隨之移動。
[0060]此外，機器主體202或者從主體延伸的臂或其他部件可以被配置以移動。在這點上，CNC銑床200可以進一步包括致動器216A-C。如圖所示在實施例中，致動器216A-C配置成移動機器主體202，由此，移動與其耦合的主軸208、旋轉頭206、和旋轉工具210。更特別地，第一致動器216A配置成沿X-軸移動機器主體202，第二致動器216B配置成沿Y-軸移動機器主體，第三致動器216C配置成沿Z-軸移動機器主體202。可以用致動器的各種實施例，例如水動或者氣動致動器。
[0061]進一步，CNC銑床200可以包括控制器218。控制器218可以引導發動機204繞軸220旋轉，發動機又可使與之耦合的主軸208、旋轉頭206、和旋轉工具210繞軸220旋轉。進一步，控制器218可引導旋轉工具210相對於工件214移動。例如，加工臺212可以移動工件214，或者致動器216A-C可以移動主體202和/或CNC銑床200的其他部分以相對於工件移動旋轉工具210。
[0062]CNC銑床200可以額外的包括冷卻劑系統222 (例如，洪水冷卻劑系統)。冷卻劑系統222可以配置成引導冷卻劑224(例如，水和/或油)流接近旋轉工具210和/或工件214以冷卻、保護、和/或潤滑旋轉工具和/或工件。例如，冷卻劑系統222可以包括外部噴嘴226，其配置成朝著旋轉工具210和/或工件214引導冷卻劑224。
[0063]相應的，CNC銑床200可以從工件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殼102的基座部分104的頂殼體120。通過進一步舉例的方式，圖5示出了在工件214中加工孔縫228，該孔縫最終構成頂殼體120中的埠(例如，數據埠134，136之一)。然而，依賴於切削工具210的特性和從工件214形成的部件的所期望的形狀，切削工具可能不能按照所期望的精度水平從工件214中去除原料。進一步地，可能需要在加工後從工件214去除銳角或者其他特徵，或者為工件提供所期望的表面修整(例如，光滑鏡面表面修整)。因此，由於這些和各種其他原因，可能需要在工件214上進行表面修整操作。
[0064]例如，這樣的修整操作可包括砂紙微統(sanding micromi 11 ing)、微打磨(microgrinding)、和微電統(microelectromilling),這可由抵著工件214旋轉研磨盤(abrasive disk)或砂輪來執行。研磨盤可以包括電鍍到鋼盤的金剛石。然而研磨盤可能未配置成、或者不能夠和工件214的幾何形狀一致。例如，研磨盤可能太大而不能夠安裝到孔縫228中，或者不能或未配置成在孔縫的入口處提供所期望的形狀(例如斜面(chamfer))。進一步，在修整後，研磨盤可以趨向留下擦痕和/或研磨盤可趨向被限定工件的材料堵塞，尤其是當工件包括軟材料，比如鋁或者塑料時，這將限制研磨盤的有效性。
[0065]此外，典型的研磨刷(abrasive brush)可以被配置用於拋光平面,而不是複雜幾何形狀，如斜面。在這方面，研磨刷可能採用多個相對小直徑的刷毛(bristle)(例如，限定直徑小於約0.1mm)，這些刷毛是軟的且和工件的形狀一致。相應的，研磨刷可能未配置成與複雜幾何形狀(比如斜面)一致，或對其進行修整。
[0066]因此，本公開的實施例提供配置用於砂紙打磨、研磨、或者在工件和部件上進行修整操作的工具，所述工件和部件限定相對小的特徵和/或限定相對複雜的幾何形狀。在這方面，圖6示出了根據本公開的實施例的單個絲狀物(single filament)研磨刷300。研磨刷300與其他研磨刷的實施例的不同之處至少在於，在該研磨刷中採用了單個刷毛或絲狀物302，而現有刷的實施例一般採用多個刷毛或者絲狀物。
[0067]研磨刷300與研磨刷的現有實施例的進一步區別在於，絲狀物302可相對粗。例如，絲狀物在一些實施中可限定圓截面，其可限定寬度或者直徑大於約0.1mm,更優選地從約Imm到約10mm。應該注意的是刷的當前工業實踐中製造的絲狀物的寬度或者直徑不超過0.1mm,並且使用多個絲狀物，如上所述。採用相對粗的單個絲狀物302可以為研磨刷300提供更大的強度和剛性，利用這一點這可以使經受了修整的工件具有單個絲狀物的形狀。相反，傳統研磨刷包括可相對軟的、順從經受修整操作的工件的表面的多個絲狀物。因此，傳統研磨刷的絲狀物可能基本上不能改變工件的形狀。
[0068]研磨刷300可以配置為被接納到旋轉機器的旋轉頭中，以形成修整系統。在這點上，研磨刷300可以配置成和上面描述的CNC銑床200—起使用。因此,正如圖6所述，研磨刷300可以配置成與其旋轉頭206耦合。相應的，研磨刷300可以圍繞旋轉軸220旋轉，並且可以被CNC銑床200以任何其他上述描述的方式移動。由旋轉頭206傳遞到研磨刷300的選定的旋轉速度可依賴於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。進一步地，冷卻劑系統222可以被配置成引導冷卻劑224(例如，水和/或油)流在研磨刷的使用的過程中接近研磨刷300以降低研磨刷300的磨損。
[0069]如上面所看到的，研磨刷300可以包括絲狀物302。在一些實施例中絲狀物302可以包括熱固性樹脂、陶瓷材料或者熱塑性材料(比如尼龍)。進一步地，研磨刷300可以包括耦合到絲狀物302 (例如，嵌入絲狀物裡面)的多個研磨顆粒303，研磨顆粒可以起到拋光介質的作用。例如，絲狀物302可被灌注有研磨顆粒303。在這第一點上，進一步舉例來說，可利用結合基質(binding matrix)將研磨顆粒303結合到限定絲狀物302的材料(例如尼龍)。在一些實施例中研磨顆粒可以包括鋁氧化物、矽碳化物、立方氮化硼，或者金剛石。
[0070]研磨刷300還可以包括套管(collar) 304。在一些實施例中套管304可以是基本上圓柱形的管，配置成接納絲狀物302從中通過。套管304可以支持絲狀物302以使得絲狀物保持需要的配置。在一些實施例中套管304可以是可調節的。在這方面，套管304的沿可與旋轉軸220平行延伸的絲狀物302的縱向長度的位置可以被調節。相應地，隨著絲狀物302在修整操作中被消耗，套管304可以相對於圖6中的研磨刷300的配置向上移。
[0071]絲狀物302的端部執行器(end effector)表面306可被限定為接近絲狀物的端部。端部執行器表面306可以形成與在工件特徵上完成修整操作後工件214的特徵的期望的幾何形狀相對應的特定幾何形狀。在這方面，圖6所示的端部執行器表面306限定的V形狀可以配置用於修整斜面唇部(Iip)，正如下面討論的。
[0072]在一些實施例中，內部支撐機構可配置成在絲狀物的旋轉過程中為絲狀物302提供額外支撐和穩定性。在這點上，圖7示出了通過研磨刷300的截面圖。正如所示的，內部支撐機構可以包括加固構件308(例如，線或者線網)，該加固構件沿著研磨刷的縱向長度的至少一部分、例如沿著絲狀物302的中心延伸。
[0073]加固構件308可以配置成使得其在修整操作的過程中不和工件接觸，以使得加固構件不損壞(例如，通過向其施加刮擦)工件214。在這方面，在一些實施例中加固構件可包括金屬材料，其比絲狀物302的材料和/或工件214的材料更硬。為了保護工件214，加固構件308可以不延伸到端部執行器表面306。進一步地，在一些實施例中，在端部執行器表面306和加固構件308的端部之間的空隙可以與絲狀物302的可用可消耗部分相對應，以使得隨著絲狀物被消耗，加固構件保持不與被修整的工件214接觸。在另外一個實施例中，加固構件308可以是可調節的，以使得隨著絲狀物被消耗加固構件可以被縮回。例如，加固構件308可以耦合到套管304，以使得當套管向上調節時，加固構件從端部執行器表面306縮回同樣的距離。可選地，在實施例中，加固構件308可以延伸到端部執行器表面306，其中端部執行器表面的中心保持不與工件214接觸。例如，當通過研磨刷300研磨的特徵圍繞孔縫時，端部執行器表面306的中心可保持不與工件214接觸。
[0074]需要注意的是，當研磨刷300被施加於軟的材料，例如鋁時，在某些實施例中研磨刷可能趨向於被從工件去除的材料堵住。因此，當研磨刷300用於對相對較軟的材料(比如鋁和塑料)進行修整時，可特別地選擇絲狀物302的硬度以使得絲狀物的消耗速度大於或等於從工件214去除的材料結合到(例如，堵塞)絲狀物的速度。因此，研磨刷300可被「調整(tuned) 」以使得絲狀物302採用適當的材料，該材料被磨損掉而不堵塞絲狀物。
[0075]圖8展示了工件214接近孔縫228的部分的放大視圖。可用上面描述的研磨刷300來在接近孔縫228處修整工件214。在一個實施例中，孔縫228可以被配置為接納數據連接器。孔縫228可以相對較小，並且在一些實施例中孔縫可限定高度230從大約2mm至3mm，使正常的打磨操作在開口中不可行(例如，由於傳統打磨工具的尺寸和/或形狀)。
[0076]圖9示出了圖8中工件214位於孔縫228的部分在完成修整操作後沿著線B-B的截面圖。如圖所示，斜面唇部232可以限定在孔縫228處。利用單個絲狀物研磨刷300，可沿著斜面唇部232進行鏡面或高光滑度修整，如下面將詳細描述的。
[0077]圖10-圖12顯示了工件214的孔縫228處的斜面唇部232的製造。在這方面，圖10示出了圖8中的工件214在孔縫228處沿線B-B的截面圖，其中孔縫限定了未修整的斜面唇部232』。孔縫228處未修整的斜面唇部232』可隨著進行修整操作之前的分開的形成處理的一部分而被創建。例如，未修整的斜面唇部232』可利用銑刀形成。如圖示，前面的形成處理可能在未修整的斜面唇部232』處留有一定程度的粗糙度，這使得孔縫228不能夠具有所期望的表面修整(例如基本的光滑平面修整)
[0078]圖11示出了在其上進行修整操作的過程中，圖8的工件214在孔縫228處沿線B-B的截面圖。特別是，圖11示出了在其上進行修整操作期間，研磨刷300與工件214在孔縫228處直接接觸。如所示，研磨刷300的端部執行器表面306的幾何形狀可對應於孔縫228的入口的所期望的修整後的幾何形狀。因此研磨刷300可抵著未修整的斜面唇部232』 (參見圖10)旋轉，以使得研磨顆粒303研磨工件214的材料，直到(如圖12所示)沿著導入孔縫28的斜面唇部232獲得光滑的表面修整。以這種方式，修整後的斜面唇部232可以提供光滑的入口引導部，便於在孔縫228中插入插頭(如電子和/或數據連接器插頭)。
[0079]圖13示出了根據本公開的單個絲狀物研磨刷400的可選實施例。如上所述，研磨刷400可包括絲狀物402、多個研磨顆粒403、套管404、和加固構件408。然而，絲狀物402可限定不同的端部執行器表面406，該表面可基本上是圓形或球形，如圖13所示。包含球形端部執行器表面406的研磨刷400可被用於形成孔縫228的入口處的曲線唇部232』 』，如圖14所示。相應的，任意的各種端部執行器的幾何形狀都可以被用於限定開口的入口處的唇部的所期望形狀。
[0080]作為進一步的例子，一種階梯狀端部執行器表面可在外殼的入口處限定階梯狀唇部。在這方面，圖15示出了單個絲狀物研磨刷500的另一實施例。如上所述，研磨刷500可包括絲狀物502、多個研磨顆粒503、套管504和加固構件508。然而，絲狀物502可定義不同的端部執行器表面506，其中研磨刷500的末端(tip)在階梯狀表面之間存在槽口(notch) 510，這樣可在工件214中孔縫228的入口處提供所期望的唇部形狀。
[0081]如圖15所示的研磨刷的、包括精確限定的銳角的研磨刷可能容易磨損。因此，在一些實施例中，這裡公開的研磨刷可以被周期性矯正(redress)(例如，重新切削)以保證端部執行器表面的幾何形狀和所期望的幾何形狀相匹配。例如，研磨刷500的與其他部分相比和工件進行更頻繁的接觸的部分可能總是磨損的更快，這使得研磨刷的端部執行器表面的幾何形狀被改變。因此，在修整系統中可以包括用來矯正研磨刷的端部執行器表面的工具。
[0082]例如，圖15進一步描述了一種矯正工具512 (例如，碳化物切削工具)，該工具可以通過在研磨刷抵著該工具旋轉時切削絲狀物502來使研磨刷500的端部執行器表面506重新成形。這樣的操作可以周期性執行以使研磨刷的端部執行器表面回到其原始的幾何形狀。在這方面，矯正工具512的大小和形狀可設置為使得其切削刃514配置成與端部執行器表面506的所期望的形狀(例如，原始形狀)匹配。注意儘管描述了矯正工具的切削刃的詳細配置，但是矯正工具的配置可變化以使得被矯正的絲狀物限定所期望的形狀。進一步注意在一些實施例中矯正工具512可以配置成在矯正操作中切削和矯正加固構件508，以使得絲狀物502和加固構件兩者都回到所期望的形狀。
[0083]圖16描述了一種可以用來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。進一步，該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執行器表面的單個絲狀物和耦合到單個絲狀物的多個研磨顆粒。在操作606中該方法可以額外包括繞著沿單個絲狀物的縱向長度延伸的軸旋轉研磨刷，以使得研磨顆粒研磨工件。
[0084]在一些實施例中，修整方法600可進一步包括調節研磨刷的至少部分圍繞單個絲狀物的套管的位置。進一步地，修整方法600可以進一步包括用矯正工具矯正單個絲狀物的端部執行器表面。修整方法600可以附加地包括選擇單個絲狀物的硬度，以使得單個絲狀物的消耗速度大於或者等於和從工件去除的材料結合到單個絲狀物的速度。修整方法600還可以包括引導冷卻劑流接近研磨刷。修整方法600可以進一步包括提供切削器和在用研磨刷研磨工件之前旋轉切削器以切削工件。此外，修整方法600可以包括選擇單個絲狀物的端部執行器表面來匹配工件的特徵的所期望的形狀。在一些實施例中，修整方法600還可以包括一個或者多個額外的修整操作，比如拋光或者陽極化(anodizing)操作。
[0085]因此，如上面所描述，針對工件材料和工件的所期望的幾何形狀選擇了合適的研磨刷。研磨刷在與需要修整處理的工件表面接觸的情況下進行旋轉。隨著單個絲狀物被消耗(例如，由於與工件摩擦)，套管可以被調節以暴露單個絲狀物的額外長度。研磨刷的端部執行器表面可以被周期性矯正。矯正時間間隔可與末端的複雜度和所需的去除材料數量相對應。進一步，工件的修整可以被檢驗，並且在適當的情況下可利用研磨刷執行額外的研磨。
[0086]所描述實施例的各個方面、實施例、實現或特徵可以分開使用或者以任意組合方式使用。所描述實施例的各個方面可以用軟體、硬體或者軟體和硬體的結合來實現。所描述實施例也可以被實現為計算機可讀介質上的計算機可讀代碼來控制生產操作或者實現為計算機可讀介質上的計算機可讀代碼來控制生產線。計算機可讀介質是任何可以存儲數據的數據存儲設備，該數據隨後可被計算機系統讀取。計算機可讀介質的例子包括只讀存儲器、隨機存取存儲器、CD-ROM、HDD、DVD、磁帶、以及光數據存儲設備。計算機可讀介質也可以在聯網計算機系統上分布，以使得計算機可讀代碼可以以分布方式被存儲和執行。
[0087]在這方面，圖17是適合與所描述實施例一起使用的電子設備700的框圖。在一個實施例中，電子設備700可以在配置成控制正如這裡公開的製造操作的控制器中實現，或實現為該控制器。在這方面，電子設備700可以配置成控制或者執行由CNC銑床200執行的上述製造和修整操作(參見圖5)。在這點上，電子設備700可以在控制器218中實現，或者被實現為控制器218 (參見圖5)。
[0088]電子設備700描述了有代表性的計算設備的電路。電子設備700可以包括處理器702，該處理器可以是用於控制電子設備700的總體操作的微處理器或者控制器。在一個實施例中，處理器702可以特別配置成執行這裡所描述的與製造和修整相關的功能。電子設備700還可以包括存儲設備704。所述存儲設備704可包括非暫態有形存儲器，舉例來說可以是易失性存儲器和/或非易失性存儲器。存儲設備704可以配置成存儲信息、數據、文件、應用、指令等。例如，存儲設備704可能配置成緩衝供處理器702處理的輸入數據。附加地或可選地，存儲設備704可以配置成存儲供處理器702執行的指令。
[0089]電子設備700也可以包括用戶接口 706，該用戶接口允許電子設備700的用戶和電子設備進行交互。例如，用戶接口 706可以採取多種形式，比如按鈕、小鍵盤、錶盤、觸控螢幕、聲音輸入接口、視覺/圖像捕捉輸入接口、傳感器數據形式的輸入等。進一步地，用戶接口 706可以配置成通過顯示器、揚聲器、或者其它輸出設備向用戶輸出信息。可提供通信接口 708用於例如通過有線或者無線網絡(比如區域網(LAN)、城域網(MAN)、和/或例如網際網路的廣域網(WAN))發射和接收數據。
[0090]電子設備700還可以包括修整模塊710。處理器702可以實現為、包括或控制修整模塊710。修整模塊710可以配置成控制或者執行這裡討論的修整操作和相關操作。
[0091]在這點上，例如，在一個實施中，提供包括存儲有計算機可執行程序代碼部分的至少一個計算機可讀存儲介質的一種電腦程式產品。可存儲在存儲設備704中的計算機可執行程序代碼部分可以包括用於執行這裡公開的修整操作和相關操作的程序代碼指令。
[0092]為了解釋的目的，前文採用了特定命名以提供對所描述實施例的透徹理解。然而，對本領域技術人員來說明顯的是，為了實現所描述的實施例並不需要這些特定細節。因此，對特定實施例的前面的說明是為了說明和描述的目的而呈現的。這些說明不意在窮舉或者將所描述實施例限制到的所公開的精確形式。對於本領域技術人員來說明顯的是，基於上述教導的許多修改和變化是可能的。
【權利要求】
1.一種研磨刷,包括: 單個絲狀物，所述單個絲狀物限定端部執行器表面；和 多個研磨顆粒，所述多個研磨顆粒與所述單個絲狀物耦合，所述單個絲狀物被配置為在加工操作期間繞著沿所述單個絲狀物的縱向長度延伸的軸旋轉以使得所述研磨顆粒研磨工件， 其中所述端部執行器表面的幾何形狀與工件的特徵的期望的幾何形狀相對應。
2.根據權利要求1所述的研磨刷，進一步包括至少部分圍繞所述單個絲狀物的套管，所述套管被配置為在所述單個絲狀物的旋轉期間支撐所述單個絲狀物。
3.根據權利要求2所述的研磨刷，其中所述套管沿所述單個絲狀物的縱向長度的位置是可調節的。
4.根據權利要求1所述的研磨刷，其中所述單個絲狀物的硬度根據與研磨工件相關的堵塞速度被選擇。
5.根據權利要求1所述的研磨刷，其中所述研磨顆粒從由鋁氧化物、矽碳化物、立方氮化硼、和金剛石組成的組中選擇。
6.根據權利要求1所述的研磨刷，其中所述單個絲狀物限定從大約Imm到大約1mm的覽度。
7.根據權利要求1所述的研磨刷，進一步包括加固構件，所述加固構件被設置在所述單個絲狀物的中心並且沿著所述單個絲狀物的縱向長度的至少一部分延伸。
8.根據權利要求1所述的研磨刷，其中所述單個絲狀物從由熱固性樹脂、陶瓷材料、和熱塑性材料組成的組中選擇。
9.根據權利要求1所述的研磨刷，其中所述單個絲狀物的端部執行器表面限定V形，所述V形被配置為修整工件上的斜面唇部。
10.一種修整系統,包括: 研磨刷，所述研磨刷包括: 限定端部執行器表面的單個絲狀物；和 與所述單個絲狀物耦合的多個研磨顆粒；和 馬達，所述馬達被配置為使所述單個絲狀物繞著沿所述單個絲狀物的縱向長度延伸的軸旋轉，以使得所述研磨顆粒研磨工件。
11.根據權利要求10所述的修整系統，進一步包括矯正工具，所述矯正工具被配置為通過在研磨刷抵著所述矯正工具旋轉時切削所述單個絲狀物來對所述單個絲狀物的端部執行器表面進行重新成形。
12.根據權利要求10所述的修整系統，進一步包括冷卻劑系統，所述冷卻劑系統被配置為引導冷卻劑流接近所述研磨刷。
13.根據權利要求10所述的修整系統，進一步包括切削器，所述馬達被配置為在研磨刷研磨工件之前旋轉所述切削器以切削工件。
14.一種修整方法，包括: 獲得工件； 提供研磨刷，所述研磨刷包括: 限定端部執行器表面的單個絲狀物；和 與所述單個絲狀物耦合的多個研磨顆粒；和 使所述研磨刷繞著沿所述單個絲狀物的縱向長度延伸的軸旋轉，以使得所述研磨顆粒研磨所述工件。
15.根據權利要求14所述的修整方法，進一步包括調節所述研磨刷的至少部分圍繞所述單個絲狀物的套管的位置。
16.根據權利要求14所述的修整方法，進一步包括用矯正工具矯正所述單個絲狀物的端部執行器表面。
17.根據權利要求16所述的修整方法，進一步包括選擇所述單個絲狀物的硬度，以使得所述單個絲狀物的消耗速度大於或等於從工件去除的材料結合到所述單個絲狀物的速度。
18.根據權利要求14所述的修整方法，進一步包括引導冷卻劑流接近研磨刷。
19.根據權利要求14的所述修整方法，進一步包括提供切削器和在用研磨刷研磨工件之前旋轉切削器以切削工件。
20.根據權利要求14所述的修整方法，進一步包括選擇所述單個絲狀物的端部執行器表面以匹配工件的特徵的期望的形狀。
【文檔編號】B24D13/10GK104290045SQ201410249614
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2013年6月7日
【發明者】S·R·L·蘭卡斯特-拉羅克, C·D·錢 申請人:蘋果公司