專利名稱：緞面處理硬質(zhì)材料的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉M面處理領(lǐng)域。更具體地涉及一種用于對(duì)由例如陶瓷、金 屬陶瓷或硬金屬等硬質(zhì)材料制成的工件進(jìn)行緞面處理的工藝。
背景技術(shù)：
緞面處理是一種表面精加工操作，意在提供一種介于高光和亞光外觀 之間的特殊的外觀。它可用于諸如玻璃、金屬、塑料或甚至是木頭等不同 的材料。以獲得低光亮度的表面為目的的工藝本質(zhì)上是化學(xué)或機(jī)械的，這 取決于待處理的材料。
例如，玻璃的緞面處理通常是在以氫氟酸為基的浴中通過(guò)刻蝕來(lái)進(jìn)行 的。相比之下，例如鋼、金、黃銅等金屬通常使用具有二氧化硅或碳化物/ 如金剛砂顆粒的磨輪通過(guò)機(jī)械研磨來(lái)進(jìn)行緞面處理。
在手表制造^f亍業(yè)中使用各種材料來(lái)制作具有不同外觀的表殼或表帶。 因此，各種類型的緞面處理工藝被廣泛使用。盡管例如陶瓷等硬質(zhì)材料的 使用在手表制造中非常廣泛，但是，至今為止還沒有公開這種材料的化學(xué) 的或機(jī)械的緞面處理工藝。
硬質(zhì)材料被理解為是指維氏硬度高于1000HV的材料。通常這些材料 在化學(xué)方面非常穩(wěn)定、難以機(jī)械加工且有利地耐化學(xué)刻蝕。在手表制造中， 它們由于其機(jī)械屬性、特別是由于它們很難被劃痕而被使用。例如，它們 被用于生產(chǎn)例如表殼或表帶鏈節(jié)等零部件。其表面狀態(tài)通常被拋光，從而 為它們提供了高光的外觀。
為了使手表、珠寶或一般性裝飾品具有特別美感的外觀，如果能夠利 用對(duì)硬質(zhì)材料、特別是陶瓷材料進(jìn)行緞面處理的工藝則是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了這種類型的工藝。由于選擇了兩種具有特殊性質(zhì)的磨具， 根據(jù)本發(fā)明的工藝使得能夠獲得具有緞面處理的外觀的硬質(zhì)材料表面。
更具體地，本發(fā)明涉及一種用于將由維氏硬度高于1000HV的材料制 成的、具有待處理表面的工件進(jìn)行緞面處理的工藝。根據(jù)本發(fā)明，所述工 藝包括以下主要步驟
提供工件夾具和磨具，該磨具具有襯底和與襯底一體的作用部 分，該作用部分由標(biāo)準(zhǔn)化的顆粒借助于粘合劑聚集形成，
.將工件固定于工件夾具，
. 使工件和磨具具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以使得所述表面和作用部分至少 在它們的軌跡的一部分上相接觸，以便在所述表面上形成彼此 基本平行的凹槽。 其中，所述作用部分由在襯底上形成規(guī)則分布的圖案的集塊構(gòu)成。 本發(fā)明還涉及一種用于對(duì)由維氏硬度高于1000HV的材料制成的、具 有待處理表面的工件進(jìn)行緞面處理的工藝。根據(jù)本發(fā)明，所述工藝包括以 下主要步驟
提供工件夾具和磨具，該磨具具有襯底和與襯底一體的作用部 分，該作用部分由標(biāo)準(zhǔn)化的顆粒借助于粘合劑聚集形成，
.將工件固定于工件夾具，
. 使工件和磨具具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以使得所述表面和作用部分至少 在工件和磨具的軌跡的一部分上相接觸，以便在所述表面上形 成彼此基本平行的凹槽。 其中，所述粘合劑是玻璃質(zhì)的(vitrifi6)粘合劑。 本發(fā)明實(shí)際上(還)涉及一種由維氏硬度高于1000HV的材料制成的 裝飾品，該裝飾品的至少一個(gè)表面具有大致為V形的、彼此基本平行的微凹槽。


通過(guò)附圖可以更容易地理解本發(fā)明，其中
圖l是待進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的手動(dòng)緞面處理的組件的俯視圖2a和圖2b示出用于此工藝的兩個(gè)磨帶的各自的表面；
圖3是通過(guò)電子顯微鏡拍攝到的、利用根據(jù)本發(fā)明的工藝進(jìn)行緞面處
理后的表面的照片；
圖4a是用于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)緞面處理工藝的組件的第一示例
的示意圖4b是用于此工藝的磨輪的軸向截面圖5a是用于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)緞面處理工藝的組件的第二示例 的示意圖；以及
圖5b是用于自動(dòng)加載此笫二組件的工件夾具的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中所示的組件通常包括手動(dòng)工件夾具10和磨具14,在所述手動(dòng) 工件夾具10上固定有由石^t材料制成、或具有至少一個(gè)由硬質(zhì)材料制成的 外層的工件12。工件12例如是大致為平行六面體的、具有平的外表面16 的表帶鏈節(jié)。作為變型，表面16也可形成環(huán)面或球面的一部分。所述硬質(zhì) 材料為陶瓷材料，例如氧化鋁(A1203)、氧化鋯(Zr02)、碳化物、氮 化物、金屬陶瓷、硬金屬或維氏硬度高于IOOOHV的任何其它材料。工件 12事先用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的工藝進(jìn)行拋光。在一種變型的工藝中，其 可以是以:故燒結(jié)或被i幾加工的形式。
磨具14由無(wú)端研磨帶18和各自具有軸線AA和BB的兩個(gè)引導(dǎo)輥20a 和20b構(gòu)成，所述引導(dǎo)輥中的至少一個(gè)可由電機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。 帶18被張緊地安^兩個(gè)引導(dǎo)輥20a和20b上，所述兩個(gè)引導(dǎo)輥間隔距離 大于其半徑之和，使得所述帶18可由摩擦力作用進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。所述帶由襯底 22 (例如條帶(ruban))和與村底22 —體形成的作用部分23構(gòu)成，所 述作用部分23由研磨顆粒借助于粘合劑聚集而形成。根據(jù)本發(fā)明，其具有
將在下文中說(shuō)明的特殊的結(jié)構(gòu)特征。當(dāng)磨帶18運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶18的每個(gè)顆粒 描劃出一軌跡，該軌跡基本刻畫在與軸線AA和BB相垂直的平面內(nèi)。Pi 指的是其中刻畫有研磨顆粒的軌跡的相互平行的平面的組。
當(dāng)磨帶18由引導(dǎo)輥20a和20b中的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)，使表面16與其 接觸。工件12的縱向軸線定位成垂直于Pt平面。根據(jù)希望得到的緞面處 理效果，工件12的縱向軸線也可以設(shè)置成平行于顆粒的位移方向，或者與 其形成任何角度。不論工件12相對(duì)于顆粒的位移方向如何定向，在緞面處 理操作中都必須保持其基本不變。然后，將工件12輕輕地壓靠在磨帶18 上，以便刻蝕出深度約為2微米、基本為V形的平行的微凹槽。
為了獲得希望的緞面處理效果，工件12保持不動(dòng)，或以受控的方式沿 刻畫在基本與平面R平行的平面P2中的軌跡移位。工件12的這種移位使 得能夠在表面16上形成直紋凹槽。在該工藝的變型中，工件12在不平行 于平面Pi的P3中以受控的方式移位，佳:得能夠在表面16上形成具有一定 程度的彎曲的平行凹槽。所獲得的表面效果是一種沿凹槽的曲線具有反光 的緞面處理效果。不論平面P3相對(duì)于平面Pi如何傾斜，工件12和磨帶18 之間的相對(duì)位移都必須防止不平行的微凹槽在表面16上重疊。實(shí)際上，這 種重疊會(huì)> 皮壞希望得到的緞面處理效果。特別應(yīng)當(dāng)注意，工件12在磨帶 18的平面中的移位若與顆粒的軌跡不平行，則會(huì)由于相互不平行的凹槽的 重疊而造成并不非常美觀的非緞面處理。
當(dāng)表面16形成縱向和橫向曲率半徑分別為Rl和Ri的壞面(tore)的 一部分時(shí)，工件12對(duì)磨帶18的壓力使其能夠變形，以便部分地或完全地 與表面16貼合。如果磨帶18的變形不充分，則分別繞工件l2的縱向和橫 向軸線的輕微的旋轉(zhuǎn)能使整個(gè)表面16和帶18相接觸。在該工藝的變型中， 可在磨帶18后方設(shè)置凸輪一一根據(jù)工件12相對(duì)于帶18的定向，所述凸輪 形成曲率半徑為Rl或Ri的槽形(gout似re)——以便進(jìn)行引導(dǎo)并用作工 件12的支承。應(yīng)當(dāng)注意到，下面根據(jù)圖4a和圖5a描述的自動(dòng)工藝特別適 合于對(duì)環(huán)面(torique)或球形表面進(jìn)行緞面處理。
圖2a中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)陶瓷工件進(jìn)行緞面處理的磨帶18。
它由用增強(qiáng)紙、布或紙板制成的彈性襯底22和與襯底22 —體的作用部分 23構(gòu)成，該作用部分23由研磨顆粒24通過(guò)粘合劑聚集而形成。研磨顆粒 24是直徑約為40微米的標(biāo)準(zhǔn)化的金剛石(diamant)顆粒。根據(jù)希望的緞 面處理效果，可以選擇大于或小于40微米的顆粒尺寸。
不同于常規(guī)的磨布，包括研磨顆粒24的作用部分23不是均勻地、而 是以非均勻且非任意的方式覆蓋襯底22。作用部分23以集塊分布在襯底 22上，在其表面上形成規(guī)則分布的圖案。
有利地，這種分布是斷續(xù)的，如圖2a中所示的情況一一其中，作用部 分23在村底22上形成交錯(cuò)成行布置的圓片26。圓片26的直徑約為0.7mm， 間隔lmm。每個(gè)圓片26都由大量的顆粒24通過(guò)例如鎳等金屬質(zhì)的 (m6tallique)粘合劑聚集形成。在圖2b中所示的磨帶18的變型中，作用 部分23以背靠背的馬蹄鐵形的聚集形式分布在襯底22上。和前面一樣， 這些圖案在襯底22上交錯(cuò)成行排列?？蓮?M公司由標(biāo)號(hào)6400J N40 F和 6480 J N40以及從Meister Abrasives公司由標(biāo)號(hào)Dia畫Pellet N40和 Dia-LinkN40得到這樣的磨帶。與所述搮作方法結(jié)合使用這些帶使得可以 在由硬質(zhì)材料制成的工件上獲得特別具有美感的緞面處理效果。根據(jù)本發(fā) 明的工藝并不局限于使用上述帶。具有按照在襯底表面上規(guī)則分布的集塊 進(jìn)行空間分布的作用部分23的任何其它的磨帶都是本發(fā)明的一部分。
在圖3中示出由電子掃描顯微鏡拍攝的經(jīng)過(guò)緞面處理操作之后的表面 16的照片。表面16被刻畫有彼此基本平行的微凹槽，這些凹槽具有大體 呈V形的輪廓，深度在0.1到0.2微米之間，寬度在1到30微米之間?？?見光和微凹槽之間的相互作用造成表面16的緞面處理的外觀。
現(xiàn)在參考圖4，其中示意性示出了用于進(jìn)行根椐本發(fā)明的自動(dòng)緞面處 理工藝的第一數(shù)控機(jī)具。該機(jī)具通常包括具有軸線CC的圓柱形工件夾具 30和具有平行于軸線CC的軸線DD的圓柱對(duì)稱的磨具32。
具有環(huán)面外表面16的工件12柔性地固定于工件夾具30上，其縱向軸 線平行于工件夾具30的軸線CC。工件夾具30的半徑Rpp——像工件12 的橫向曲率半徑&一樣一一等于工件夾具30的半徑和工件12的厚度之 和。
在自動(dòng)工藝的第一變型中，磨具32由圓柱對(duì)稱的鋁制支承體34構(gòu)成， 其上固定有磨帶18。根據(jù)本發(fā)明，所述磨帶18和用于上述手動(dòng)工藝的帶 是同一類型的。作用部分23以規(guī)則分布的集塊分布在襯底22上。所述集 塊在襯底22上形成間斷排列的圖案。
在自動(dòng)工藝的第二變型中，磨具32由圓柱對(duì)稱鋁制支承體34和與支 承體一體的作用部分23形成，該作用部分23由顆粒24粘結(jié)在粘合劑中而 形成。作用部分23均勻地分布在襯底22上。根據(jù)本發(fā)明，所述粘合劑是 玻璃質(zhì)的。它由基于SiCh、 A1203、 B203、 Na20、 K20、 CaO和ZnO的 陶資化合物構(gòu)成。這種類型的磨輪為已知，且可在市場(chǎng)上按名稱"玻璃質(zhì) 粘合劑磨輪(meule & liant vitrify)"得到。
如圖4b中所示，不論使用何種磨具32，其軸向輪廓都形成半徑為RL 的圓弧，該半徑Rt對(duì)應(yīng)于表面16的縱向曲率半徑。
在其初始位置，工件夾具30和磨具32間隔成大于其半徑之和的初始 距離。它們可由電機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)而圍繞各自的軸線CC和DD旋轉(zhuǎn)。 此外，磨具32安裝成可沿著一軌跡進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)，所述軌跡在與工件接觸 之前均為直線、然后為圓形，以便與工件12保持相切。在其軌道的圓形部 分上，工具32與工件夾具30之間的距離d稍小于工件12的厚度e,以便 在其上施加輕孩i的壓力。距離d根據(jù)希望的緞面處理效果來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
在操作工藝中，工件夾具30和工具32圍繞它們各自的軸線CC和DD 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，磨具32在其軌跡上進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。顆粒和工件12描劃出被_ 刻畫在一組彼此平行且垂直于軸線CC和DD的平面中的軌跡。&是指在 其中刻畫顆粒軌跡的平面的組，P2是指在其中刻畫工件12的軌跡的平面 的組。當(dāng)工具32充分接近工件夾具30時(shí)，磨帶18和工件12開始接觸。 工件夾具30和工具32的組合運(yùn)動(dòng)使得能用磨帶18處理整個(gè)表面16。此 夕卜，在工件12上制成的凹槽為直線的且彼此基本平行，工件12的表面16 具有美觀的緞面處理外觀。
在此描迷的緞面處理工藝通過(guò)工具32的旋轉(zhuǎn)和前進(jìn)速度以及工件夾
具30的旋轉(zhuǎn)速度這些條件來(lái)達(dá)到最優(yōu)。例如，磨具32和工件30的轉(zhuǎn)速分 別為600轉(zhuǎn)每分鐘和3轉(zhuǎn)每分鐘、磨輪的前進(jìn)速度為3米每分鐘被引述能 得到最佳結(jié)果。
很自然這些數(shù)值僅適用于進(jìn)行本發(fā)明的工藝的數(shù)控機(jī)具。它們并不限 制本發(fā)明的范圍。
應(yīng)當(dāng)注意，在用于對(duì)環(huán)面進(jìn)行緞面處理的自動(dòng)工藝的一種變型中，工 件夾具30和工具32的軸線CC和DD可垂直地或以任何其它的朝向布置， 而不偏離本發(fā)明的范圍。對(duì)此，工件夾具30和工具32的幾何結(jié)構(gòu)必須適 配于所選擇的布置。借助于凹槽的曲率，所得到的緞面處理從而具有特殊 的外觀。
根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)緞面處理工藝也可應(yīng)用于具有平的外表面16的工 件12。對(duì)此，工件12固定于圓柱形工件夾具30或平面工件夾具上。不論 使用哪種類型的工件夾具，這都是不動(dòng)的。如上所述，磨具32啟動(dòng)進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)。但是，在此情況下，磨具32的軌跡為直線， 工件夾具30布置成使得表面16定位在工具32的軌跡上，平行于其前iiit 度。工具32的輪廓是直的，以便能和表面16貼合。工具32的旋轉(zhuǎn)速度和 平移速度的最佳值可能和前面引迷的值不同。
最后參考圖5a，其中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)陶瓷制品進(jìn)行緞面 處理的工藝的第二組件。該組件包括固定式的工件夾具38以及和前述自動(dòng) 工藝中所使用的磨具相同的磨具32。在此變型中，磨具32安裝成能在固 定的機(jī)架40上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其軸線EE水平布置。此外，其軸線EE安裝成 允許沿形成圓孤的軌跡進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)，所述圓弧的曲率半徑(對(duì)應(yīng)于)工 件12的橫向曲率半徑Rz。工件夾具38 i殳置在機(jī)架40附近，以^更工件12 的表面16與工具32在其整個(gè)軌跡上都相切。
在操作工藝中，工具32在其軌跡上前后移動(dòng)，同時(shí)繞自身的軸線進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。其略微壓靠工件12,以在整個(gè)表面16上形成相互平行的直線凹槽。 從而呈現(xiàn)出緞面加工的外觀。
如圖5a中所示的組件能夠與工件12的自動(dòng)加載相適應(yīng)，這4吏得磨具
32可幾乎不間斷地工作。對(duì)此，如圖5b的平面圖所示，工件夾具38由具 有軸線FF的圓盤42構(gòu)成，該圓盤42具有圍繞其外圍規(guī)則分布的四個(gè)支 承件44a、 44b、 44c、 44d。對(duì)于每個(gè)支承件44都在進(jìn)行緞面處理操作之 前自動(dòng)加載工件12，而在所述操作之后以相同的方式將工件12卸載。在 對(duì)工件12的每一表面處理之間，圓盤42轉(zhuǎn)過(guò)四分之一，以將一新的工件 呈現(xiàn)給磨帶32。
應(yīng)當(dāng)注意到，和第一組件相同，用于根據(jù)本發(fā)明的緞面處理工藝的第 二組件可適用于對(duì)平面表面16進(jìn)行緞面處理。為此，磨具32的輪廓為直 的，且其軸線所沿的軌跡是直線的。
明顯地，用來(lái)對(duì)由硬質(zhì)材料制成的工件進(jìn)行緞面處理的自動(dòng)工藝可使 用諸如對(duì)由金屬制成的工件進(jìn)行緞面處理所用的磨具32來(lái)進(jìn)行。例如，可 使用有金剛石或二氧化硅顆粒和合成樹脂粘合劑的磨輪。但是，使用這種 磨輪獲得的結(jié)果與使用根據(jù)本發(fā)明的磨具獲得結(jié)果相比在質(zhì)量上要稍差一 些。
權(quán)利要求
1. 一種用于對(duì)由維氏硬度高于1000HV的材料制成的、具有待處理表面(16)的工件(12)進(jìn)行緞面處理的工藝，其特征在于，所述工藝包括以下主要步驟·提供工件夾具(10、30、38)和磨具(14)，該磨具(14)具有襯底(22)和與所述襯底(22)一體的作用部分(23)，該作用部分(23)由標(biāo)準(zhǔn)化的顆粒(24)借助于粘合劑聚集而形成，·將工件(12)固定于工件夾具(10、30、38)，·使工件(12)和磨具(14)具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以使得所述表面(16)和所述作用部分(23)至少在工件(12)和磨具(14)的軌跡的一部分上相接觸，以便在所述表面(16)上形成彼此基本平行的凹槽，其中，所述作用部分(23)由在所述襯底(22)上形成規(guī)則分布的圖案的集塊構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所迷顆粒(24)為金 剛石顆粒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，在所述襯底(22)上 的所述圖案是間斷的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述圖案在所述襯底 (22)上交錯(cuò)成行排列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工藝，其特征在于，所述圖案是圓片(26)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述圖案是兩個(gè)相連 的馬蹄形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述粘合劑是金屬質(zhì)的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工藝，其特征在于，所述磨具(14)包括: 由包括所述襯底(22)的柔性條帶和作用部分(23)形成的磨 帶(18 )，和 兩個(gè)引導(dǎo)輥(20a、 20b)，所述帶(18)張緊在所述引導(dǎo)輥上。 9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的工藝，其特征在于，所述磨具(32)包括 由包括所述襯底(22)的柔性條帶和作用部分(23)形成的磨 帶(18)，和.圓柱對(duì)稱的支承體(34 ),所述帶(18 )固定在所述支承體(34 ) 上。
全文摘要
本發(fā)明還涉及一種用于對(duì)由維氏硬度高于1000HV的材料制成的、具有待處理表面的工件進(jìn)行緞面處理的工藝，所述工藝包括以下主要步驟提供工件夾具和磨具，該磨具具有襯底和與襯底一體的作用部分，該作用部分由標(biāo)準(zhǔn)化的顆粒借助于粘合劑聚集而形成；將工件固定于工件夾具；對(duì)工件和磨具施加相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得所述表面和作用部分至少在工件和磨具的軌跡的一部分上相接觸，以便在所述表面上形成彼此基本平行的凹槽。所述作用部分由在襯底上形成規(guī)則分布的圖案的集塊構(gòu)成。
文檔編號(hào)A44C17/00GK101389447SQ200780006930
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者F·貝松, J·克勒, R·戈納諾 申請(qǐng)人:柯馬杜股份有限公司