圓筒形研磨刷的製作方法
2023-07-30 22:16:26 1
專利名稱：圓筒形研磨刷的製作方法
技術領域：
本發明涉及圓筒形研磨刷，具體地，涉及打磨金屬板或非金屬板，特別是打磨印刷電路板(PCB)的圓筒形研磨刷。
背景技術：
以往，為了對印刷電路板等進行打磨、拋光或校平(Leveling)，多使用寬砂帶 (Wide belt)，不織布輥(Roll)或磨輥等。但是，在使用寬砂帶時，即使使用時間短，也會由於前端磨損使打磨力下降，很難進行均勻的打磨和拋光。另外，不織布輥從其組織結構上可以得到連續的打磨麵，但是由於打磨力較弱，不適合用於需要很大打磨力的情形，另外，在利用由磨石等剛體製成的磨輥進行打磨時，會留下不規則的打磨痕跡，而且很難應對印刷電路板的較大起伏(Waviness)表面。另外，在韓國專利公告第10-0444835號中，公開了一種用於打磨印刷電路板的 「圓筒形磨石」。圖1為上述磨石的縱向剖視圖，附圖標記1為圓筒形部件，2為彈性體，3為支撐體，4為金屬線。另外，5為橡膠板，6為磨片。在上述專利發明中，在可旋轉的圓筒形部件的外表面設置了彈性體，該彈性體由高分子樹脂材料發泡而成的多孔海綿構成，在彈性體的外表面設置了通過金屬線加固的板狀支撐體，並在支撐體外表面纏繞附著了橡膠板，該橡膠板的表面附著多個小型磨石。但是，上述專利發明使用的彈性體是由高分子樹脂材料發泡而成的多孔海綿製成，由於多孔海綿存在發泡不均勻的特性，造成海綿的密度及彈性不均勻，最終導致高速旋轉時引發真圓度和旋轉平衡問題。特別是，高分子發泡海綿經長時間使用後，會由於氣孔收縮轉變為硬質海綿，而失去彈性，無法正常發揮原有功能。另外，上述專利發明為了防止高速旋轉時研磨刷的外徑因離心力作用而變大，設置了在橡膠板上的支撐體，該支撐體相對中心線以一定角度纏繞纖維或金屬加固線而構成，但是如圖2所示，在高速旋轉時，兩側端部與其它部分的膨脹程度不同，因此，對大面積平板進行打磨時，兩側端部和其它部分的打磨程度會有差異。特別是，支撐體採用在橡膠板上相對中心線以一定角度纏繞加固線的構成方法， 如圖3所示，由於在兩側端部加固線終止，在離心力作用下產生的膨脹現象相比內部更加嚴重。另外，雖然也可以如圖3所示，採用2層或3層加固線以不同角度交錯纏繞的方法， 但是，在高速旋轉時，仍不足以消除兩側端部和其它部分的膨脹程度的差異。
發明內容
本發明為解決上述海綿型彈性體和加固型支撐體的結構問題而提出，其目的是提供一種圓筒形研磨刷，該圓筒形研磨刷適用於具有較大表面的物體的打磨或拋光，同時在應對表面起伏較大的被打磨或拋光物體時，也能夠緊貼其表面進行均勻的打磨和拋光，因此，還可以作為平板的校平輥使用。
為達到上述目的，本發明的圓筒形研磨刷在插入轉軸的剛性圓筒管外表面設置具有多個通孔的支撐體，在上述支撐體外表面相對中心線成直角纏繞加固體，在彈性板表面連續排列固定多個磨石後，將上述彈性板纏繞地附著在加固體外表面上。本發明即使在高速旋轉狀態下，也能夠確保研磨刷內部加固體和支撐體具有均勻的形變和支撐力，適用於對大表面物體進行打磨或拋光，同時在應對表面起伏較大的或拋光物體時，也能夠緊貼其表面進行均勻的打磨和拋光，因此，還可以作為平板的校平輥使用。另外，本發明特別適用於除去經過布線用鍍銅處理的印刷電路板表面的凹凸部分，以及對印刷電路板表面進行校平作業。
圖1是以往圓筒形研磨刷的縱向剖視圖。圖2是以往圓筒形支撐體高速旋轉狀態示意圖。圖3是以一定角度纏繞在圓筒形橡膠板上的加固線狀態示意圖。圖4是本發明圓筒形研磨刷的縱向剖視圖。圖5是本發明圓筒形研磨刷的橫向剖視圖。圖6是本發明支撐體的縱向剖視圖。圖7是本發明支撐體另一實施方式的通孔形狀示意圖。圖8是本發明的圓筒形加固體高速旋轉狀態示意圖。附圖標記1:圓筒形部件2:彈性體3 支撐體4 金屬線5 橡膠板6 磨片10:圓筒管20:支撐體21 通孔30 加固體40:彈性板50:磨石碎片。
具體實施例方式本發明最佳實施方式為，在剛性圓筒管外表面上設置具有通孔的支撐體，在上述支撐體外表面上纏繞加固體，在彈性板表面上連續排列固定多個磨石後，將上述彈性板纏繞附著在加固體外表面上，從而製造圓筒形研磨刷。下面參照附圖對本發明具體實施方式
進行詳細說明。圖4是本發明圓筒形研磨刷的縱向剖視圖，圖5是本發明圓筒形研磨刷的橫向剖視圖。本發明特徵在於，在插入轉軸(未圖示)的剛性圓筒管10外表面上設置具有多個通孔21的支撐體20，在上述支撐體20外表面上相對中心線成直角纏繞加固體30，在彈性板40表面上連續排列固定多個磨石碎片50後，將上述彈性板40纏繞附著在加固體30外表面。上述圓筒管10由輕質且具有一定剛性的紙張或纖維浸漬苯酚樹脂製造的苯酚管、纖維增強塑料(FRP，Fiber Reinforced Plastic)或纖維增強熱塑性塑料(FRTP，Fiber Reinforced Thermo Plastic)製作。
圖6是上述支撐體20的縱向剖視圖，圖7是上述支撐體20另一實施方式的通孔 21的形狀示意圖。上述支撐體20—般採用聚氨酯樹脂製成。由聚氨酯樹脂製成的支撐體20同時具備彈性力以使最外層磨石緊貼打磨麵，同時具備支撐力以在旋轉時能夠承受離心力。另外，聚氨酯樹脂能夠通過壓出或射出方法製造，因此，相比發泡方法製造的海綿，具有均勻的內部結構。上述支撐體20如圖4、圖6以及圖7所示，在內部形成了多個圓形、四邊形、三角形等多種形態的通孔21。上述通孔21不僅能夠減輕重量，還能有效吸收與不均勻打磨麵接觸時所產生的衝擊。上述通孔21最好沿中心線方向進行穿孔，但也可以沿其它方向進行穿孔。作為以往圓筒形研磨刷的彈性體使用的海綿，其密度約為0. 1-0. 2g/cm3，本發明的聚氨酯樹脂製成的支撐體的密度為1. 2g/cm3。當通孔21佔支撐體20整體縱截面面積的50%時，其密度為0. 6g/cm3,佔70%時，其密度為0. 36g/cm3,佔90 %時，其密度為0. 12g/
3
cm ο支撐體20的通孔21所佔比例要綜合考慮樹脂的硬度、拉伸強度、重量等參數而決定，如果採用高強度及高硬度的樹脂，通孔21所佔比例較高，如果採用低強度及低硬度的樹脂，通孔21所佔比例則應適當降低。另外，通孔21的大小及形狀也會影響支撐體20的剛度和彈性，考慮到上述多種條件的影響，通孔21所佔的比例最好在50% -90%之間。如果支撐體20的通孔21所佔的比例小於50%，會由於彈性太差，在打磨時無法有效吸收衝擊，導致圓筒形研磨刷不能均勻地緊貼被打磨物體的表面，而產生反作用力，形成波浪紋。如果通孔所佔的比例超過90%，不僅支撐體20本身很難製造，而且由於材料的強度和硬度有限，無法提供充分的支撐力。支撐體20也可以採用其它材料製成，不局限於聚氨酯樹脂。例如，可以採用矽樹月旨、聚乙烯、聚丙烯、PPS、PEEK、PS、Nylon、聚苯乙烯等樹脂，但是考慮到彈性和拉伸強度較為優秀，以及適合壓出或射出工藝等特點，最優選採用聚氨酯樹脂。而且，最好採用邵氏 (Shore)A硬度在75以上的聚氨酯樹脂。硬度小於75的聚氨酯樹脂會由於太軟而無法提供充分的支撐力。圖8是上述加固體30高速旋轉狀態示意圖。上述加固體30的作用是防止支撐體 20向外擴張。進行打磨作業時，由於離心力的作用，支撐體20會向外擴張幾個百分點，為確保微米單位的打磨精度，有必要抑制支撐體20向外擴張的現象。為達到上述目的，可以採用將1根或多跟金屬線擰在一起，並相對中心線以一定角度連續纏繞的方法，或將纖維織物相對中心線以一定角度連續纏繞的方法，或將多層纖維線或金屬線相對中心線以一定角度連續纏繞的方法。但是，經過多種實驗結果表明，相比將纖維織物等相對中心線以一定角度纏繞的方法，相對中心線成直角纏繞的方法對防止離心力造成的向外擴張現象更加有效，而且能夠使離心力造成的擴張現象均勻分布。另外，如圖3所示，將加固線相對中心線以一定角度進行纏繞時，加固線會在端部終止，但是，將加固線相對中心線成直角進行纏繞時，端部不會出現加固線終止現象，因此， 高速旋轉時離心力造成的外徑膨脹現象在兩側端部和其它部分都很均勻。
如圖8所示，本發明將由橫線和縱線成直角織造而成的纖維織物，使其橫線或縱線相對中心線成直角纏繞在支撐體20外表面，從而形成加固體30。如上所述，橫線和縱線中的一種相對中心線保持平行，另一種相對中心線成直角的纖維織物纏繞兩次以上形成加固體30，因此，圓筒形研磨刷在高速旋轉時能夠進行穩定、 均勻的打磨。也可以採用UD(Unidirectional cloth)作為加固體30，但是，為確保圓筒形研磨刷在打磨過程中沿軸向的長度變化也具有穩定性，最好使用纖維織物。作為加固體30的製作材料，不僅可以採用有機纖維材料，還可以採用無機纖維材料。無機纖維材料可以採用玻璃纖維、玄武巖纖維等，上述材料雖然在高強度、低伸縮率方面具有優勢，但同時也存在重量大(密度為2. 5g/cm3)、柔軟性差等缺點。有機纖維可以採用聚丙烯、尼龍、滌綸、芳綸、聚乙烯醇縮醛、聚氨酯樹脂等一般纖維織物。有機纖維相比無機纖維具有重量輕、柔軟性好等優點。對於組成加固體30時，將纖維織物以圓形固定的方法，可以採用在纖維中浸漬熱硬化性樹脂後將其捲成圓筒形，然後在80-200°C下進行熱處理使其硬化的方法，或採用橡膠類粘接劑、環氧樹脂類粘接劑、聚氨酯類粘接劑等，使其常溫硬化或在低於100°C的溫度下熱硬化的方法。上述方法中，浸漬或粘接成分最好具有一定的柔軟性和彈性，因此，一般採用橡膠類粘接劑和聚氨酯類粘接劑。另外，還可以使用含有纖維的聚氨酯樹脂板製成加固體30。由於內部含有纖維的聚氨酯板具有很好的拉伸強度、耐候性、耐化學性、耐彎曲性等，而且與聚氨酯樹脂材料製成的支撐體20的製作材料相同，很適合作為支撐體20的加固結構使用。在本發明使用的磨石中，結合劑的種類可以分為陶瓷結合劑(Vitrified)樹脂結合劑(Resinoid)、金屬結合劑(Metal bond)矽酸鹽(Silicate)等，磨石根據砂粒種類可以分為氧化鋁、碳化矽、金剛石、氧化鋯等。根據被打磨物的特點，可以在上述磨石中選擇一種使用或選擇2種以上混合使用。為了在支撐體20外表面上設置上述磨石碎片50，可以在具有彈性的彈性板40表面上連續排列固定多個磨石碎片50後，將其纏繞附著在上述加固體30外表面上。為了使磨石碎片50附著於圓筒形支撐體20時，能夠很好地形成圓形，磨石碎片的縱向、橫向尺寸及高度分別為10-20mm。用於附著磨石碎片50的具有彈性的彈性板40，可以選用橡膠板或聚氨酯樹脂板等具有彈性的材料。本發明即使在高速旋轉狀態下，也能夠確保研磨刷內部加固體和支撐體具有均勻的形變和支撐力，適用於對大表面物體進行打磨或拋光，同時對於表面起伏較大的被打磨或拋光物體，也能夠緊貼其表面進行打磨和拋光，因此，還可以作為平板的校平輥使用。另夕卜，本發明特別適用於除去經過布線用鍍銅處理的印刷電路板表面的凹凸部分，以及對印刷電路板表面進行校平作業。以上以優選實施方式為例對本發明進行了詳細說明，但本發明並不局限於上述實施方式，在不脫離本發明技術思想的範圍內，可以進行多種變形和變更。因此，本發明權利要求範圍並不局限於上述內容。另外，本發明說明書及權利要求書中採用括號標記的附圖標記，主要目的是加深對本發明的理解，本發明並不局限於附圖所示的形態。工業實用性本發明可以用於打磨金屬板或非金屬板，特別是打磨印刷電路板(PCB)。
權利要求
1.一種圓筒形研磨刷，其特徵在於，在剛性圓筒管(10)外表面上設置具有通孔的支撐體(20)，在上述支撐體00)外表面上纏繞加固體(30)，在彈性板00)表面上連續排列固定多個磨石碎片(50)後，將上述彈性板00)纏繞附著在加固體(30)外表面上。
2.根據權利要求1所述的圓筒形研磨刷，其特徵在於，上述加固體(30)相對中心線成直角纏繞在支撐體O0)外表面上。
3.根據權利要求1或2所述的圓筒形研磨刷，其特徵在於，上述支撐體O0)由聚氨酯樹脂製成。
4.根據權利要求1或2所述的圓筒形研磨刷，其特徵在於，上述通孔的比例佔上述支撐體OO)整體縱截面面積的50% -90%。
5.根據權利要求1或2所述的圓筒形研磨刷，其特徵在於，上述加固體(30)由纖維織物製成。
6.根據權利要求1或2所述的圓筒形研磨刷，其特徵在於，上述加固體(30)由含有纖維的聚氨酯樹脂板製成。
7.根據權利要求1或2所述的圓筒形研磨刷，其特徵在於，上述磨石碎片(50)縱向、橫向尺寸及高度均為10-20mm。
8.根據權利要求1或2所述的圓筒形研磨刷，其特徵在於，上述彈性板00)由聚氨酯樹脂板製成。
全文摘要
本發明涉及打磨金屬板或非金屬板，特別是打磨印刷電路板(PCB)的圓筒形研磨刷，該研磨刷在插入轉軸的剛性圓筒管外表面上設置具有多個通孔的支撐體，在上述支撐體外表面上相對中心線成直角纏繞加固體，在彈性板表面上連續排列固定多個磨石碎片後，將上述彈性板纏繞地附著在加固體外表面上，本發明即使在高速旋轉狀態下，也能夠確保研磨刷內部加固體和支撐體具有均勻的形變和支撐力，適用於對大表面物體均勻地進行打磨或拋光，同時對於表面起伏較大的被打磨或拋光物體，也能夠緊貼其表面進行打磨和拋光，因此，還可以作為平板的校平輥使用。
文檔編號B24D13/10GK102470514SQ201080027751
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月31日 優先權日2009年9月22日
發明者羅祥文, 裴志秀, 裴時榮 申請人:外傑希有限公司