刷具制造方法及以此制造的刷具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種刷具制造方法以及用此方法制造而成的刷具。本發(fā)明適用于產(chǎn)業(yè)用及/或興趣用刷具的領(lǐng)域，也就是可在產(chǎn)業(yè)或個人用途上，用于機械加工程序的刷具(例如，去除表面毛刺、清潔焊接點等等)。
【背景技術(shù)】
[0002]在習(xí)知的刷具制程中，用來構(gòu)成所述刷具的組件一般而言是利用螺紋限縮裝置組裝而成。
[0003]這些組件在圓形刷具方面而言是凸緣、線環(huán)以及限縮裝置，而在杯形刷具方面而言包括內(nèi)杯、線環(huán)、外杯及限縮裝置。
[0004]在習(xí)用方法中，首先是將所述限縮裝置的圓形部分穿過用來形成刷具的各項零件中央處穿孔，這些零件都是經(jīng)由冷壓模制方式成形。
[0005]接下來的步驟是將所述限縮裝置突出于刷具組件的延伸部分邊緣拉出，限縮裝置的另一端尺寸較大，所以能夠預(yù)防所述組件脫落。
[0006]拉出的動作使所述限縮裝置產(chǎn)生一垂片，將刷具本體的所有組件固定在一起(將這些組件壓緊在限縮裝置具有較大徑寬的部分上)。
[0007]杯形刷具也設(shè)有一個固定環(huán)，這個固定環(huán)與外杯端部相連，且位于所述線材第一部分的外側(cè)，用來夾固線材，對線材施加一股朝向刷具內(nèi)部的壓力，也就是朝向縱軸的壓力(當(dāng)刷具與一主軸連接時，此縱軸也構(gòu)成所述刷具的轉(zhuǎn)軸)。
[0008]目前杯形刷具是使用這種固定環(huán)來提高對于金屬線的利用。
[0009]應(yīng)注意的是，產(chǎn)業(yè)用刷具也會依據(jù)所用半成品組件、線材固定方式以及必須執(zhí)行刷拭動作的線材原料而有不同。
[0010]有關(guān)將線材固定至凸緣的方法，半成品組件包括扭絞線環(huán)及波紋或平直線環(huán)。
[0011]在扭絞線環(huán)中，是將線材分為一束一束，用扭轉(zhuǎn)的方式鎖緊；每一線束連接到一個形成在凸緣上接近其外周的孔洞。
[0012]在波紋線環(huán)中，凸緣(也稱作螺帽環(huán))的外側(cè)邊上形成一溝槽，而所述線材第一部分(也就是第一端)就插入在此溝槽中。
[0013]螺帽環(huán)與一支撐環(huán)搭配作用，線材沿著支撐環(huán)彎折成U形而固定在所需位置。
[0014]螺帽環(huán)也設(shè)有凸緣，使所述線材彎折并緊貼內(nèi)支撐環(huán)(以金屬制成)的整個圓周分布O
[0015]就組成線材的材料而言，刷具包括金屬線刷、塑料線刷、混合金屬塑料線刷及天然線刷。
[0016]在此方面，應(yīng)注意的是扭轉(zhuǎn)線束刷具必定是使用金屬線。換句話說，扭轉(zhuǎn)線束結(jié)構(gòu)無法適用于天然或塑料線材刷具。因此，天然或塑料線材刷具必然是采用波紋或筆直線環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0017]為方便使用，刷具必須堅固耐用，能夠在高速旋轉(zhuǎn)下運作，而不會破裂或變形(一般而言，是只用來構(gòu)成刷具的機械零件發(fā)生破裂或變形，或線材脫落)。
[0018]另一項與刷具高速旋轉(zhuǎn)有關(guān)的問題是刷具的運作必須維持穩(wěn)定與均衡。
[0019]刷具在沿其長軸旋轉(zhuǎn)時必須保持為一剛性體，長軸必須維持不動，且刷具在操作期間不會相對于轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生任何移動。
[0020]此外，不論刷具的線材原料或線材本身排列，還是用來生產(chǎn)刷具及其組裝組件的系統(tǒng)(以冷壓模制金屬組件組裝或以具備塑料材料的各種組件裝配)，這是所有類型刷具必須具備的特性。
[0021]前案處理這些問題的方法是盡可能精細進行刷具所有組件的完工與組裝。
[0022]然而，隨著組件數(shù)量和組裝的復(fù)雜度增加，刷具的制作成本也會提高。
[0023]據(jù)此，前案另一項缺失就在于刷具組成的組件過多，使得刷具制造公司必須儲存大量組件備品(因此浪費金錢、資源和空間)。
[0024]已知解決方案的另一項缺失在于組件的機械加工公差，特別是限縮裝置及與其裝配而形成刷具的零件上存有的公差，會影響刷具的堅固性及穩(wěn)定性，。
[0025]已知解決方案還有一個缺點，就是為求堅固而以鋼制組建構(gòu)成的刷具件厚度勢必增加，導(dǎo)致成本提高，也會遭遇冷壓模制的相關(guān)問題。
[0026]最后，若將包含鐵材或塑料零件的刷具用在機械加工特殊金屬表面(例如不銹鋼)或要求防爆安全措施的危險作業(yè)環(huán)境中，使用上并不安全，因為刷具的各項組件之間可能產(chǎn)生火花或靜電荷，接著可能與存有瓦斯的危險大氣作用，在環(huán)境中產(chǎn)靜電荷。
[0027]應(yīng)注意的是，目前也有的技術(shù)解決方案是以樹脂或黏膠將刷具線材結(jié)合成一體，然后在結(jié)合后線材的端部外側(cè)以加壓方式裝上一個蓋子(也就是杯體)；這個杯體是以塑料材料制成，制作方法是使用特殊塑料樹脂或?qū)⑺鼍€材或線環(huán)(半加工組件)嵌入塑料模具中。
[0028]這些塑料蓋或塑料杯的最大問題在于材料本身脆弱易碎，所以只能用于塑料線以免機械應(yīng)力過大。
[0029]有鑒于刷具使用過程中產(chǎn)生的高應(yīng)力和高溫，此一建構(gòu)方法并不適合用于金屬線刷具的制造。
[0030]此外，上述解決方案并未解決前案的缺失，例如有關(guān)可在無菌環(huán)境中使用刷具的問題，或有關(guān)高速高溫運作下堅固性及抗性的問題，因為用來包覆結(jié)合后線材的塑料外杯充其量只能算是一種覆蓋組件，很容易就會脫落或破損。
[0031]其他近期的解決方案是透過鑄造或塑料材料射出的成形方式制刷具，在材料固化的同時將刷具的全部組件結(jié)合為一體。
[0032]這種制造系統(tǒng)，特別是用在制造金屬線刷具時，也會發(fā)生以下主要缺失:
若線材或線環(huán)模具的定位有問題，容易導(dǎo)致刷具不平衡；
在刷具機械加工期間產(chǎn)生的溫度升高(約100° C)造成的熱力影響可能會使得用來組和刷具組件的塑料模具在機械強度上達到臨界狀態(tài)。
[0033]如此一來會導(dǎo)致金屬線斷裂，從而使得制成的刷具容易分解，因為以塑料模具造成的固定效果在高溫下很快就會遭到破壞:
塑料無法用于具有特殊金屬組件(如不銹鋼鋼或不產(chǎn)生火花材質(zhì))的刷具中，不然會污染表面，或是因為塑料材料與構(gòu)成刷具的各種金屬零件之間可能存有極大的電勢差而產(chǎn)生放電風(fēng)險(火花)；
所述組成中的不同材料(塑料、鋼、漆等等)使得制成刷具的回收變得十分麻煩而且昂蟲貝O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0034]據(jù)此，本發(fā)明所根據(jù)的技術(shù)目的是提出能夠克服前案缺失的刷具制造法及刷具。
[0035]更具體而言，本發(fā)明目的在于提供一種用來制造單一刷具的方法，其可降低生產(chǎn)成本并使材料回收更為容易，同時確保即使在高速及高溫(高于100° C)下使用，也具有絕佳的堅固性。
[0036]此外，本發(fā)明目的在于提供一種刷具或刷件，其制作容易，且效能優(yōu)良。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，可以在刷具上以機械性的方式安裝有助于提升使用功能的附屬組件(如刷線固定環(huán)、通風(fēng)組件或其他裝置)。
[0038]本發(fā)明又一目的在于提供一種刷具，其可在機械加工金屬表面(例如，以不銹鋼制成)上或在要求全面防爆安全措施的環(huán)境中安全使用，而且也可以在例如需要更大平衡度時輕松施予機械加工。
[0039]此外，本發(fā)明目的在于提供一種多用途的方法，也可以用來制造具有創(chuàng)新幾何形狀的組件，并且制成的組件可用在傳統(tǒng)刷具上，所以也能制造使用合成線材或天然線材的刷具。
[0040]在此所指稱的技術(shù)目的及意圖實質(zhì)上是透過一種制造刷具或刷件的方法來達成，本發(fā)明方法包含所附一或多項權(quán)利要求中描述的技術(shù)特征。
[0041]更具體而言，本發(fā)明方法至少包含以下步驟:
準備多個金屬線，將所述金屬線定位成至少一個線束，所述線束具有一預(yù)設(shè)寬度，以占有一預(yù)設(shè)空間；
將金屬線的一部分放入模具的模穴內(nèi)，所述模具具有一預(yù)設(shè)幾何形狀；
將熔融金屬注入模具的模穴中，直到填滿模穴為止；
使熔融金屬冷卻，與金屬線在其內(nèi)的部分一同固化，形成單一刷具本體，而金屬線的第二部分，也就是在使用中未內(nèi)嵌的部分，突出于刷具本體之外，用來執(zhí)行所述刷拭作業(yè)。
[0042]應(yīng)注意的是所述熔融金屬較佳的是包含鋁或鋁合金，且所述線組是以金屬制成。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，所述方法包含一個將所述金屬線回火的步驟，是對在以熔融金屬注入模具而形成的金屬線第一部分上的模具及第二部分上的模具執(zhí)行。
[0044]有利的是，線材是在內(nèi)嵌于所述熔融金屬時，以及在其冷卻期間產(chǎn)生回火。
[0045]較佳的是，第二部分的回火的達成方式是，在模具中形成一縮頸，此縮頸將線材以延伸方向的橫向方向壓緊，減少線材占用的空間。因此，所述方法較佳的是在所述準備步驟與所述注入步驟之間包含一個額外步驟，此步驟是利用至少一個縮頸在模穴中以所述金屬線延伸方向的橫向方向鎖固所述金屬線，其中該縮頸的寬度小于所述線束的預(yù)設(shè)寬度，因此可以束緊所述線束，而將金屬線分為第一部分，也就是在使用中內(nèi)嵌的部分，以及第二部分，也就是在使用中未內(nèi)嵌的部分。以此方式，所述縮頸會保持與線材接觸，方便執(zhí)行線材的回火。
[0046]在圓形刷具中，金屬線是從中央環(huán)狀體沿徑向方向延伸。
[0047]在此情況下，且特別是在刷具采用波紋線材的情況下，模具的至少一個半模設(shè)有環(huán)狀突出物，與所述環(huán)狀體同圓心，且橫向線材延伸方向，用以縮緊線材而形成所述縮頸，并界定出刷具本體徑向延伸的范圍。
[0048]較佳的是，所述模具的兩個半模各設(shè)有一個與另一半模環(huán)狀突出物相對的環(huán)狀突出物，用來形成所述縮頸；如此也可大幅提升將熔融鋁保持在刷具本體模穴中的效果。
[0049]另一方面，若要制作具有相鄰扭絞線束以角度間隔的圓形刷具，模具應(yīng)包含一中央空心部分，用來容納所述扭絞線束的第一部分，也就是在使用時內(nèi)嵌于刷具本體的部分。
[0050]模具包含多個從中央空心部分延伸的徑向管道，用來放置所述扭絞線束的第二部分，也就是在使用時未嵌入的部分，這些徑向管道與各第二部分保持接觸，以便執(zhí)行回火。
[0051]較佳的是，在此情況下，所述模具是由兩個可疊合的半模所構(gòu)成，每一半模設(shè)有一個中央模穴及多個從中央模穴延伸而出的徑向溝槽。
[0052]每一溝槽與另一半模的對應(yīng)溝槽重疊，在鑄造時形成所述管道。
[0053]在杯狀刷具中，上述鎖固金屬線的步驟包含以下步驟: