專利名稱：拼合式金剛石異形砂輪及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬結(jié)合劑金剛石磨削工具，具體為一種拼合式金剛石異形砂輪及其制作工藝。
背景技術(shù)：
:目前金屬結(jié)合劑金剛石異形砂輪，一般采用粉末冶金燒結(jié)工藝制造金剛石工作環(huán)。常采用方式一:將金剛石工作環(huán)直接燒結(jié)到基體上。方式二:將燒結(jié)好的金剛石工作環(huán)通過(guò)機(jī)械或膠合等方式固結(jié)在基體上。方式三:對(duì)于一些間斷齒式的異形輪，通常則采用釬焊的方式，將金剛石齒焊接固結(jié)到鋼基體上。為了提高金剛石砂輪加工時(shí)的效率水平以及被加工材料的表面光潔度，需要提高金剛石砂輪在工作過(guò)程中的排屑、冷卻能力，其有效的方式是采用斷續(xù)(沖擊)磨削功能來(lái)提高磨削效率，通常的做法是在金剛石工作環(huán)工作面上設(shè)置一些有利于排屑(容屑)、冷卻(容水)的槽、孔結(jié)構(gòu)，目前一般采用通過(guò)模具預(yù)置或后加工(如電火花)或采用單齒焊接的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于金剛石工作環(huán)是采用粉末冶金的工藝制造，在高溫高壓的制造過(guò)程中，金屬粉體(結(jié)合劑)的流動(dòng)性較差，如果模具結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，壓力傳遞就會(huì)受到影響，造成金剛石工作環(huán)的密實(shí)度不均勻而產(chǎn)生性能偏差。所以，現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品，通過(guò)模具預(yù)置實(shí)現(xiàn)所設(shè)置的槽、孔數(shù)量較少(例如，一般200mm直徑的砂輪，設(shè)置少于12個(gè))，并且形狀簡(jiǎn)單，作用十分有限；而采用后加工方式往往是將金剛石環(huán)的某些部分去除掉，去除掉的部分含有昂貴的金剛石無(wú)法回收(比如電火花方式)而造成浪費(fèi)，并且由于有金剛石的存在，通常加工難度較大，造成成本增高；采用釬焊方式，焊接強(qiáng)度、安全性難以保證，并且不適合精細(xì)化加工。

發(fā)明內(nèi)容:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的局限性，本發(fā)明的目的是提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝合理、節(jié)省成本、高效安全的拼合式金剛石異形砂輪及其制作工藝。能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的拼合式金剛石異形砂輪，包括夾緊于壓板和基板之間且具有等形磨耗結(jié)構(gòu)的磨環(huán)，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是所述磨環(huán)由若干個(gè)單齒拼合而成，所述單齒與壓板或/和基板之間設(shè)有限制單齒徑向、軸向和周向自由度的防飛機(jī)構(gòu)；所述防飛機(jī)構(gòu)包括凸緣和凹槽配合的卡嵌結(jié)構(gòu)和金屬體，所述凸緣和凹槽設(shè)置于單齒與壓板、或與基板、或與壓板和基板之間，所述金屬體設(shè)置于拼合磨環(huán)與壓板夾持面、或與基板夾持面、或與壓板和基板夾持面之間。有關(guān)“等形磨耗結(jié)構(gòu)”的技術(shù)內(nèi)容詳見(jiàn)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210013303.8的《防失形異形砂輪》發(fā)明專利；所述單齒，是通過(guò)粉末冶金燒結(jié)工藝制造而成，由于粉末冶金壓制方向的局限性以及復(fù)雜模具對(duì)壓力傳遞的局限性被解除，單齒相對(duì)于整體磨環(huán)而言更容易制造出復(fù)雜的異形磨面形狀，從而能夠保證磨環(huán)等形磨耗的結(jié)構(gòu)。為了保證由單齒拼合而成的磨環(huán)能夠正常工作，各單齒在徑向、軸向和圓周的自由度都必須被可靠限制，確保使用中各單齒不會(huì)松動(dòng)，否則，這種拼合式金剛石異形砂輪將可能失效甚至帶來(lái)危險(xiǎn)。根據(jù)砂輪在加工時(shí)的受力大小、各單齒的強(qiáng)度等因素來(lái)選擇金屬體的軟硬度，根據(jù)不同軟硬度，所述金屬體可采用金屬片、或采用金屬環(huán)、或采用金屬線。所述金屬片、或金屬環(huán)、或金屬線的厚度選擇范圍在0.1mm 2mm之間，所述各單齒間的高低差越大，則金屬體厚度越大。所述壓板用緊固螺釘緊固于基板上，壓板上開(kāi)設(shè)有環(huán)形進(jìn)水槽；所述拼合磨環(huán)的等形磨耗結(jié)構(gòu)采用斷續(xù)式，從而于各單齒間形成有容屑槽以及出水口，所述環(huán)形進(jìn)水槽、壓板和基板之間形成的儲(chǔ)水腔以及出水口形成砂輪的冷卻水通道；具有這種結(jié)構(gòu)的砂輪具有內(nèi)冷卻功能，能夠在外冷式磨削機(jī)床上使用。拼合式金剛石異形砂輪制作工藝，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟:1、制造有等形磨耗結(jié)構(gòu)的各單齒。2、將若干個(gè)單齒拼合成磨環(huán)。3、將拼合磨環(huán)夾緊于壓板和基板之間，其中各單齒與壓板或/和基板之間設(shè)置限制各單齒徑向、軸向和周向自由度的防飛機(jī)構(gòu)。所述防飛機(jī)構(gòu)包括凸緣和凹槽配合的卡嵌結(jié)構(gòu)和金屬體，所述凸緣和凹槽設(shè)置于各單齒與壓板、或與基板、或與壓板和基板之間，所述金屬體設(shè)置于拼合磨環(huán)與壓板夾持面、或與基板夾持面、或與壓板和基板夾持面之間；所述卡嵌結(jié)構(gòu)限制了各單齒的徑向自由度，而在夾緊力的作用下，金屬體發(fā)生適度塑性變形，使高低不平的各單齒受力貼合或嵌入到金屬體中，從而限制了各單齒的軸向自由度，與此同時(shí)金屬體還填充進(jìn)各單齒拼合縫的間隙中而形成擋邊，因此各單齒的周向自由度也受到限制。所述金屬體采用金屬片、或采用金屬環(huán)、或采用金屬線。

所述金屬片、或金屬環(huán)、或金屬線厚度的選擇范圍在0.1mm 2mm之間。所述金屬體采用鋁及合金鋁、銅及銅合金、鐵及鐵合金制作，也可采用其它具有等效作用、軟硬適度的金屬單質(zhì)或合金制作。所述壓板用緊固螺釘緊固于基板上，壓板上開(kāi)設(shè)有環(huán)形進(jìn)水槽；所述拼合磨環(huán)的等形磨耗結(jié)構(gòu)為斷續(xù)式，從而于各單齒之間形成有容屑槽以及出水口，所述環(huán)形進(jìn)水槽、壓板和基板之間形成的儲(chǔ)水腔以及出水口形成砂輪的冷卻水通道。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明拼合式金剛石異形砂輪及其制作工藝，將難以在整體磨環(huán)上加工的“等形磨耗結(jié)構(gòu)”，通過(guò)分解為單齒并拼合而方便實(shí)現(xiàn)。2、本發(fā)明拼合式金剛石異形砂輪及其制作工藝，大大降低了模具的加工難度，節(jié)省了大量磨環(huán)的原材料。3、本發(fā)明拼合式金剛石異形砂輪及其制作工藝有利于實(shí)施自動(dòng)化大批量生產(chǎn)。


:圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1實(shí)施方式的主視圖。圖3為圖1、圖2中單齒的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖號(hào)標(biāo)識(shí):1、壓板；2、基板；2_1、中心軸頸；3、單齒；3_1、凸緣；3_2、出水口 ；4、金屬片；5、緊固螺釘；6、環(huán)形進(jìn)水槽；7、儲(chǔ)水腔；8、支撐墊塊。
具體實(shí)施方式
:下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明:本發(fā)明拼合式金剛石異形砂輪，是通過(guò)基體將具有等形磨耗結(jié)構(gòu)的磨環(huán)夾持固結(jié)成為異形砂輪，其中所述基體由和壓板I和基板2組裝而成，所述磨環(huán)由若干個(gè)單齒3拼合而成，拼合磨環(huán)置于基板2的圓周外緣，環(huán)狀壓板I置于基板2上均布的支撐墊塊8上，并通過(guò)對(duì)應(yīng)位置的緊固螺釘5將壓板I緊固于基板2上，壓板I的外圍圓周將拼合磨環(huán)夾持固定于基板2上，壓板I與基板2的中心軸頸2-1之間形成環(huán)形進(jìn)水槽6，壓板I與基板2之間形成儲(chǔ)水腔7，如圖1、圖2所示。為保證拼合磨環(huán)能夠正常工作，各單齒3在徑向方向、軸向方向和圓周方向的自由度都必須得到可靠限制，確保使用中各單齒3不會(huì)在離心力的作用下而松動(dòng)，本發(fā)明異形砂輪中通過(guò)防飛結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)各單齒3的限制。所述防飛結(jié)構(gòu)中采用卡嵌結(jié)構(gòu)限制各單齒3的徑向自由度；所述卡嵌結(jié)構(gòu)為在單齒3對(duì)應(yīng)于壓板I和基板2的上、下側(cè)面上設(shè)置凸緣3-1，在壓板I和基體2上的對(duì)應(yīng)位置上開(kāi)設(shè)凹槽，裝配時(shí)個(gè)單齒3的凸緣3-1嵌入壓板I和基體2的凹槽中，形成在徑向方向?qū)Ω鲉锡X3的自由度限制，如圖1、圖2、圖3所示。所述防飛結(jié)構(gòu)中采用軟硬適度的金屬片4限制各單齒3的軸向方向和圓周方向的自由度:所述金屬片4設(shè)置于壓板I和與拼合磨環(huán)的夾持面之間。在緊固螺釘5的鎖緊力作用下，通過(guò)壓板I壓迫金屬片4使其發(fā)生適量的塑性變形，用以填充高度略有差異的各單齒3與壓板I夾持面間的 空隙，使緊固力能夠經(jīng)金屬片4作用在每個(gè)單齒3上，形成在軸向?qū)Ω鲉锡X3的夾持固結(jié)而將自由度限制；與此同時(shí)，塑性變形的金屬片4擠入各單齒3的拼合縫中填充間隙，形成了與各單齒3齒數(shù)等量的擋邊，并且，由于各單齒3由粉末冶金方式制造，每個(gè)單齒3因模具膨脹或磨損等因素造成變形而略有差異，高低不同的各單齒3嵌入金屬片4的深度也不同，從而形成了金屬片4對(duì)各單齒3在圓周方向的自由度限制，如圖2所示。所述金屬片4常用鋁及鋁合金、銅及銅合金、鐵及鐵合金等具有一定強(qiáng)度的金屬或合金材料制作。所述金屬片4的軟硬度需要根據(jù)在砂輪加工時(shí)的受力大小、各單齒3的強(qiáng)度等因素來(lái)選擇。所述金屬片4的厚度在0.1mm 2mm之間選擇，各單齒3間的高低差越大，所用的金屬片4厚度越大。對(duì)各單齒3三個(gè)方向自由度所采取的措施，其作用相互輔助、疊加，各單齒3固結(jié)強(qiáng)度可靠，確保了拼合磨環(huán)能夠在使用中正常工作。所述拼合磨環(huán)的等形磨耗結(jié)構(gòu)采用斷續(xù)式，即各單齒3的中間部分才為磨削實(shí)體，磨削實(shí)體兩側(cè)的空位為非實(shí)體加工區(qū)域，從而于各單齒3間形成了容屑槽以及出水口3-2，所述環(huán)形進(jìn)水槽6、儲(chǔ)水腔7以及出水口 3-2形成砂輪的冷卻水通道，如圖2、圖3所示。本發(fā)明拼合式金剛石異形砂輪制作工藝包括以下幾個(gè)步驟:
1、制造有等形磨耗結(jié)構(gòu)的各單齒3。2、將若干個(gè)單齒3拼合成磨環(huán)。3、將拼合磨環(huán)夾緊于壓板I和基板2之間，其中各單齒3與壓板I或/和基板2之間設(shè)置限制各單齒3徑向、軸向和周向自由度的防飛機(jī)構(gòu)。所述防飛機(jī)構(gòu)的設(shè)置方案如前所述。以上描述僅為對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的具體個(gè)例，本發(fā)明并非限定于此；凡在本發(fā)明的公開(kāi)的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.拼合式金剛石異形砂輪，包括夾緊于壓板(I)和基板(2)之間且具有等形磨耗結(jié)構(gòu)的磨環(huán)，其特征在于:所述磨環(huán)由若干個(gè)單齒(3)拼合而成，所述單齒(3)與壓板(I)或/和基板(2)之間設(shè)有限制單齒(3)徑向、軸向和周向自由度的防飛機(jī)構(gòu)；所述防飛機(jī)構(gòu)包括凸緣(3-1)和凹槽配合的卡嵌結(jié)構(gòu)和金屬體，所述凸緣(3-1)和凹槽設(shè)置于單齒(3)與壓板(I)、或與基板(2)、或與壓板(I)和基板(2)之間，所述金屬體設(shè)置于拼合磨環(huán)與壓板(I)夾持面、或與基板(2)夾持面、或與壓板(I)和基板(2)夾持面之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼合式金剛石異形砂輪，其特征在于:所述金屬體為金屬片(4)、或?yàn)榻饘侪h(huán)、或?yàn)榻饘倬€。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拼合式金剛石異形砂輪，其特征在于:所述金屬片(4)、或金屬環(huán)、或金屬線的厚度為0.1mm 2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的拼合式金剛石異形砂輪，其特征在于:所述壓板(I)用緊固螺釘(5)緊固于基板(2)上，壓板(I)上開(kāi)設(shè)有環(huán)形進(jìn)水槽(6);所述拼合磨環(huán)的等形磨耗結(jié)構(gòu)為斷續(xù)式，從而于各單齒(3)間形成有容屑槽以及出水口(3-2)，所述環(huán)形進(jìn)水槽(6)、壓板(I)和基板(2)之間形成的儲(chǔ)水腔(7)以及出水口(3-2)形成砂輪的冷卻水通道。
5.拼合式金剛石異形砂輪制作工藝，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟: ①、制造有等形磨耗結(jié)構(gòu)的各單齒(3)； ②、將若干個(gè)單齒(3)拼合成磨環(huán)； ③、將拼合磨環(huán)夾緊于壓板(I)和基板(2)之間，其中各單齒(3)與壓板(I)或/和基板(2)之間設(shè)置限制單齒(3)徑向、軸向和周向自由度的防飛機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拼合式金剛石異形砂輪制作工藝，其特征在于:所述防飛機(jī)構(gòu)包括凸緣(3-1)和凹槽配合的卡嵌結(jié)構(gòu)和金屬體，所述凸緣(3-1)和凹槽設(shè)置于各單齒(3)與壓板(I)、或與基板(2)、或與壓板(I)和基板(2)之間，所述金屬體設(shè)置于拼合磨環(huán)與壓板(I)夾持面、或與基板(2)夾持面、或與壓板(I)和基板(2)夾持面之間；所述卡嵌結(jié)構(gòu)限制了各單齒(3)的徑向自由度，而在夾緊力的作用下，金屬體發(fā)生適度塑性變形，使高低不平的各單齒(3)受力貼合或嵌入到金屬體中，從而限制了各單齒(3)的軸向自由度，與此同時(shí)金屬體還填充進(jìn)各單齒(3)拼合縫的間隙中而形成擋邊，因此各單齒(3)的周向自由度也受到限制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拼合式金剛石異形砂輪制作工藝，其特征在于:所述金屬體為金屬片(4)、或?yàn)榻饘侪h(huán)、或?yàn)榻饘倬€。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的拼合式金剛石異形砂輪制作工藝，其特征在于:所述金屬片(4)、或金屬環(huán)、或金屬線的厚度為0.1mm 2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5 8中任意一項(xiàng)所述的拼合式金剛石異形砂輪制作工藝，其特征在于:所述金屬體為鋁及合金鋁、銅及銅合金、鐵及鐵合金制作，也為其它具有等效作用、軟硬適度的金屬單質(zhì)或合金制作。
10.根據(jù)權(quán)利要求5 8中任意一項(xiàng)所述的拼合式金剛石異形砂輪制作工藝，其特征在于:所述壓板(I)用緊固螺釘(5)緊固于基板(2)上，壓板(I)上開(kāi)設(shè)有環(huán)形進(jìn)水槽(6)；所述拼合磨環(huán)的等形磨耗結(jié)構(gòu)為斷續(xù)式，從而于 各單齒(3)之間形成有容屑槽以及出水口(3-2)，所述環(huán)形進(jìn)水槽(6)、壓板(I)和基板(2)之間形成的儲(chǔ)水腔(7)以及出水口(3-2)形成砂輪的冷卻水通道 。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種拼合式金剛石異形砂輪，包括夾緊于壓板和基板之間的磨環(huán)，磨環(huán)由若干個(gè)單齒拼合而成，各單齒與壓板和基板之間設(shè)有限制其徑向、軸向和周向自由度的防飛機(jī)構(gòu)；防飛機(jī)構(gòu)包括凸緣和凹槽配合的卡嵌結(jié)構(gòu)和金屬體，凸緣和凹槽設(shè)置于各單齒與壓板或∕和基板之間，金屬體設(shè)置于拼合磨環(huán)與壓板夾持面、或與基板夾持面、或與壓板和基板夾持面之間；本發(fā)明異形砂輪制作工藝的步驟為首先制造有等形磨耗結(jié)構(gòu)的各單齒，然后將各單齒拼合成磨環(huán)，最后將拼合磨環(huán)夾緊于壓板和基板之間，并設(shè)置防飛機(jī)構(gòu)限制單齒徑向、軸向和周向自由度。本發(fā)明將難以在整體磨環(huán)上加工的等形磨耗結(jié)構(gòu)，通過(guò)分解為單齒并拼合而方便實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B24D18/00GK103223647SQ20131017557
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者宋京新, 蔡元沛, 宿恒, 郭新玲, 龍慧玲, 梁安寧 申請(qǐng)人:桂林創(chuàng)源金剛石有限公司