CN101341004A - 分段砂轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在使盘状中心构件的膨胀和收缩不会使压缩力等施加到位于邻近的分段磨片之间的粘合剂上。通过将粘合剂(20)涂布到多个分段磨片(11)的周向相反端部来加强所述多个分段磨片(11)，并且在使位于周向相反端部处的粘合剂不相互接合的情况下将沿圆周方向邻近的相邻分段磨片粘接到盘状中心构件(21)的圆周表面(21a)。因此，即使当具有粘接到其上的分段磨片的盘状中心构件由于热膨胀和热收缩而径向膨胀和收缩时，也能够防止分段磨片承载异常力。

Description

分段砂轮及其制造方法

技术领域

本发明涉及分段砂轮及其制造方法，其中，多个分段磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面。

背景技术

例如，如在专利文献1中所描述的，已经公知一种分段砂轮，其中，将多个分段的磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面，所述多个分段的磨片通过利用陶瓷粘结剂粘结超硬磨粒如CBN(立方氮化硼)磨粒等而形成预定的形状。在这种类型的分段砂轮中，在压制成形并烧制后，所述多个分段磨片以沿圆周方向相互之间存在微小间隙的方式布置在由钢制成的盘状中心构件的圆周表面上，并且利用粘结材料粘接到该圆周表面。

另外，在现有技术的分段砂轮中用于粘接的位置为每个分段磨片的内部和相反的端部，其中，每个分段磨片在其内部处粘结到盘状中心构件的圆周表面，并在其相反端部处粘结到与其相邻的分段磨片。然后，在相反端部处邻近的分段磨片相互接合，以消除砂轮的非正常磨损，如果在分段磨片之间设有间隙的话，则会发生所述非正常磨损。

在分段砂轮中，通常使用热固树脂如酚醛树脂、环氧树脂等作为粘合剂。在分段磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面之后，将分段砂轮放入到干燥炉中并在预定温度下干燥一段预定的时间段，以使粘合剂固化。

专利文献1：日本未审公开专利申请No.2003-300165(第0024段，图2)

发明内容

本发明所解决的问题

在上面提到的分段砂轮中，由于施加了热使粘合剂固化，所以由钢制成的盘状中心构件因热的施加而热膨胀。然而，与盘状中心构件的热膨胀量相比，通过陶瓷粘结剂相粘结的分段磨片的热膨胀量较小。因此，由于对粘合剂施加热而导致的盘状中心构件的热膨胀使得分段磨片径向向外移位，从而增大了邻近的分段磨片之间的间隙，在这种状态下，粘合剂的固化继续进行。

结果，当粘合剂固化之后再次返回到正常温度时，热膨胀的盘状中心构件收缩，这导致压缩力施加在位于邻近的分段磨片之间的粘合部分上，由此，异常的应力保持施加在分段磨片上。

本发明致力于解决上述缺点，本发明提供一种分段砂轮及其制造方法，其中，尽管盘状中心构件发生膨胀和收缩，任何的压缩应力等也不会作用在位于邻近的分段磨片之间的粘合剂上。

用于解决上述问题的措施

为了解决上述问题，在权利要求1中限定的根据本发明的分段砂轮的构造的特征在于，在其构造为每个均通过利用粘合剂粘结磨粒而构成的多个分段磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面的分段砂轮中，通过将由热固树脂制成的粘合剂涂布到多个分段磨片的周向相反的端部来加强所述多个分段磨片，并且，沿圆周方向邻近的分段磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面，使得位于周向相反端部处的粘合剂并未相互粘结。

在权利要求2中限定的根据本发明的分段砂轮的构造的特征在于，在权利要求1中，所述粘结剂由陶瓷粘结剂制成。

在权利要求3中限定的根据本发明的用于制造分段砂轮的方法的特征在于，在用于制造其构造为每个均通过利用粘合剂粘结磨粒而构成的多个分段磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面的分段砂轮的方法中，所述方法包括如下步骤：用包括磨粒的粒状材料填充模具；进行压制成形和烧制，以形成多个分段磨片；将由热固树脂制成的粘合剂涂布到分段磨片的周向相反的端部；以及，在使位于周向相反端部处的粘合剂固化之后，将所述多个分段磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面。

本发明的效果

在具有根据权利要求1的分段砂轮的构造的情况下，通过将粘合剂涂布到多个分段磨片的周向相反的端部而使所述多个分段磨片得以加强，并且，沿圆周方向邻近的分段磨片被粘接到盘状中心构件，使得所述分段磨片的粘合剂不会相互接合。因此，即便当具有粘接到其上的分段磨片的盘状中心构件由于热膨胀和收缩而在径向方向上膨胀和收缩时，也会因为邻近的分段磨片并未接合而不会发生盘状中心构件的膨胀和收缩引起压缩应力施加在分段磨片和否则的话会将邻近的分段磨片相互接合起来的粘合剂上的情况，因此，能够防止异常力施加在分段磨片上。

此外，由于利用热固树脂(粘合剂)加强分段磨片的各个相反端部，所以能够增强位于分段磨片的相反端部附近的磨粒的保持力。因此，即使在邻近的分段磨片之间存在间隙，也能够抑制分段磨片在各个相反端部处由于磨削操作而失去精确的边缘的情形，因此，不会出现分段砂轮寿命缩短的情况。

在根据权利要求2的分段砂轮中，由于接合磨粒的粘结剂包括陶瓷粘结剂，因此除了权利要求1的优点之外，还获得了另一个优点，即砂轮的切屑排出性能出色、切削质量优异并且能够在砂轮磨损量小的情况下将工件磨削成具有良好的表面粗糙度。

在根据权利要求3的用于制造分段砂轮的方法中，通过如下步骤来制造分段砂轮：将由热固树脂制成的粘合剂涂布到分段磨片的各个沿圆周方向的相反端部，以及在使粘合剂固化后，将所述多个分段磨片粘接在盘状中心构件的圆周表面上。因此，在将分段磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面之后，不必像现有技术那样对布置在分段磨片之间的粘合剂进行加热和固化。因此，不会出现正在制造的分段磨片在粘合剂固化后返回到正常温度时压缩应力施加在已固化的粘合剂上的情况。

附图说明

图1是示出了根据本发明的实施方式的由多个分段磨片构成的分段砂轮的总体视图；

图2是示出了分段磨片的视图；

图3是示出了分段磨片的制造过程的框图；以及

图4是图1中的A部分的局部放大图。

附图标记的描述

10  分段砂轮      11  分段磨片    12      磨削层  13  基层

14  超硬磨粒      15  陶瓷粘结剂  20、23  粘合剂

21  盘状中心构件  21a 圆周表面

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。图1示出了由圆周方向上的多个分段磨片11构成的分段砂轮，分段砂轮10的每个分段磨片11呈如下构造，即在外表面侧形成具有利用陶瓷粘结剂而相粘结的超硬磨粒的磨削层12，并且不包括超硬磨粒的基层13一体地形成而堆叠在磨削层12的内侧上。每个均由磨削层12和基层13构成的多个弓形分段磨片11沿圆周方向以固定的间隔布置在由铁、钛基合金、铝基合金等制成的盘状中心构件21的圆周表面21a上，并利用插置于分段磨片11的内表面(基层13的底表面)和盘状中心构件21的圆周表面21a之间的粘合剂而粘接到该圆周表面21a，以构成分段砂轮10。

图2示出了弓形分段磨片11。通过以预定的浓度使陶瓷粘结剂15与超硬磨粒14如CBN(立方氮化硼)、钻石等粘结成3至5毫米的厚度来构成磨削层12。如果需要的话，陶瓷粘结剂15可包括混合到其中作为骨料的三氧化二铝(Al₂O₃)等的颗粒16。另外，通过利用陶瓷粘结剂15将基层颗粒19粘结成1至3毫米的厚度来构成基层13。将由热固树脂制成的粘合剂20分别涂布到每个分段磨片11的相反端部，并且位于每个分段磨片11的相反端部的边缘处的超硬磨粒14利用由粘合剂20制成的相应的树脂层而被加强，从而能够增强这些超硬磨粒14的保持强度。

在使用陶瓷粘结剂15的情况下，由于提供了气孔特性，砂轮的切屑排出性能出色，并且切削质量变得优异，从而能够实现在砂轮磨损量小的情况下将工件磨削成具有良好的表面粗糙度。然而，除了陶瓷粘结剂15之外，还可使用树脂粘结剂、金属粘结剂等作为粘结材料。

关于分段磨片11的制造，如图3所示，磨削层粒状材料---即构成磨削层12的超硬磨粒14和陶瓷粘结剂15的混合物---在每个均具有弓形凹穴的下部压模中被填充到统一的厚度，并且利用第一上部模具对其进行初步按压，磨削层12由此初步形成为弓形。然后，包括基层颗粒19的基层粒状材料在已经被初步压制成形的磨削层粒状材料的上侧被填充到统一的厚度，并且利用第二上部模具对基层粒状材料和磨削层粒状材料进行同时按压，从而弓形分段磨片11被压制成形(步骤31)，在每个分段磨片11中，基层13一体地形成为堆叠在磨削层12的内侧上。干燥和烧制如此压制成形的分段磨片11(步骤32)，从而制成分段磨片11的坚固主体。

然后，将由热固树脂制成的粘合剂20涂布到分段磨片11的各个相反端部(步骤33)，之后，在干燥炉中以50℃至150℃范围内的温度干燥分段磨片11一段预定的时间段(步骤34)，从而制成图2所示的分段磨片11。因此，每个分段磨片11的相反端部分别覆盖有固化的粘合剂20，并且一部分粘合剂20浸入到分段磨片11的气孔中，从而增加分段磨片11的粘结强度。结果，在每个分段磨片11的相反端部处形成了由粘合剂20制成的树脂层，并且能够通过所述树脂层来加强分布在每个分段磨片11的相反端部处的超硬磨粒14的保持力。

根据具体情况而定，可以通过对已经粘接到每个分段磨片11的相反端部的粘合剂(树脂层)20进行机加工而使其形成预定形状(预定尺寸)。

将由热固树脂制成的粘合剂23(参照图4)涂布到以这种方式制造的所述多个分段磨片11的内表面，并且在这种状态下，使所述多个分段磨片11沿圆周方向以预定间隔布置在盘状中心构件21的圆周表面21a上并且使其粘接到该圆周表面21a。具有预定数目的沿圆周方向粘接的分段磨片11的分段砂轮10在干燥炉中进行干燥，从而使插置于盘状中心构件21的圆周表面21a和分段磨片11的内表面之间的粘合剂23固化。结果，分段磨片11牢固地粘结在盘状中心构件21的圆周表面21a上，从而制成分段砂轮10。

在这种情况下，分段磨片11被布置成使得邻近的分段磨片11的相面对的端部之间的间隙，即粘合剂20粘结到其上的粘接部分之间的间隙，设定成尽可能地小(优选地，设定成0.5毫米或更小的间隙)。

如上所述，由于分段磨片11在其各个相反端的粘合部分处并没有被赋予粘合效应或强度，因此，在不相互接合的情况下将邻近的分段磨片11粘接到盘状中心构件21。因此，每个分段磨片11能够随着盘状中心构件21的膨胀和收缩而在径向方向上自由地移位，因此，尽管盘状中心构件21发生膨胀和收缩，也不会出现压缩应力等施加在每个分段磨片11的相反端处的粘合部分上的情况。

在具有上述构造的分段砂轮10中，在将分段磨片11粘接到盘状中心构件21的圆周表面21a之前，将粘合剂20涂布到分段磨片11的各个相反端，然后，对分段磨片11供热，以使粘合剂20固化，而后使其返回到正常温度。因此，与现有技术相反，不必通过在将分段磨片11粘接到盘状中心构件21的圆周表面21a的过程中施热来使已经涂布以填充分段磨片11之间的各个间隙的粘合剂固化。这样，能够防止当分段砂轮10在制造过程中在粘合剂固化后返回到正常温度时压缩应力施加在已固化的粘合剂上。因此，不会出现异常力施加在粘接到盘状中心构件21的圆周表面21a的分段磨片11上的情况。

另外，目前出现的问题是当沿圆周方向布置的分段磨片11之间存在间隙时，磨削操作使得位于每个分段磨片11的端部边缘处的磨粒承受过量的负荷并因此而容易脱落，使得每个分段磨片11的端部边缘易于失去其精确的形状(从而磨损)。目前还出现的另一问题是分布在每个分段磨片11的端部处的超硬磨粒14的保持力弱从而容易脱落。然而，在分段砂轮10中，由于每个分段磨片11的两个端部均通过粘合剂20而得以加强，所以尽管在分段磨片11之间设有间隙，每个分段磨片11的端部边缘仍会变得难以通过磨削操作而失去其精确的形状，从而能够实现分布在每个分段磨片11的端部处的超硬磨粒14的保持力的改进。

已经参考了如下示例描述了前述实施方式，在该示例中，每个均在相反端部处利用粘合剂20而得以加强的分段磨片11布置成在邻近的分段磨片11之间不具有真正的间隙。相反地，能够将邻近的分段磨片11布置成特意加宽它们之间的间隔。即使在这样的形式中，也能够获得这样的优点，即不仅能够抑制每个分段磨片11的相反端部处的磨粒的脱落，还能够抑制相反端部边缘部分处的磨损。

尽管已经参考其中每个分段磨片11均由包括磨削层和基层的双层结构构成的示例描述了前述实施方式，但可以不必要求每个分段磨片11都采取这种双层结构，作为替代，分段磨片11可以采取仅具有磨削层的单层结构。

工业应用性

根据本发明的分段砂轮及其制造方法适合以如下形式使用，其中将具有利用陶瓷粘结剂等而相粘结的例如立方氮化硼磨粒等的超硬磨粒的多个分段磨片粘接到盘状中心构件的圆周表面。

Claims (3)

1.一种分段砂轮，该分段砂轮具有如下构造：每个均通过利用粘结剂粘结磨粒而构成的多个分段磨片被粘接到盘状中心构件的圆周表面，所述砂轮的特征在于，所述多个分段磨片通过将由热固树脂制成的粘合剂涂布到所述多个分段磨片的周向相反端部而得以加强，并且，在使位于所述周向相反端部处的所述粘合剂不相互粘结的情况下，所述沿圆周方向邻近的分段磨片被粘接到所述盘状中心构件的圆周表面。

2.如权利要求1所述的分段砂轮，其中，所述粘结剂由陶瓷粘结剂制成。

3.一种用于制造分段砂轮的方法，所述砂轮具有如下构造：每个均通过利用粘结剂粘结磨粒而构成的多个分段磨片被粘接到盘状中心构件的圆周表面，所述方法的特征在于包括如下步骤：用包括磨粒的粒状材料填充模具；进行压制成形和烧制，以形成多个分段磨片；将由热固树脂制成的粘合剂涂布到所述分段磨片的周向相反端部；以及，在使所述周向相反端部处的所述粘合剂固化之后，将所述多个分段磨片粘接到所述盘状中心构件的圆周表面。

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