CN102672629A - 双环复合型金刚石杯形砂轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双环复合型金刚石杯形砂轮，采用内、外环双环排布，外环内腔轮廓和内环外周轮廓为波浪线状并布局为凹凸啮合，外环、内环的性能配方、结构为多种复合型，具有的轴向和径向双重冲击磨削的功能，大大提高了砂轮的锋利度，有利于砂轮高速加工。本发明砂轮用于对玻璃、陶瓷、石材等非金属脆硬材料的磨削加工，相对于传统砂轮具有加工表面质量好、磨削效率高、使用寿命长，适合高质量的高速加工。

Description

双环复合型金刚石杯形砂轮

(一)技术领域:

本发明涉及磨削工具，具体为一种双环复合型金刚石杯形砂轮。

(二)背景技术:

金刚石杯形砂轮主要用于非金属硬脆材料的平面（或运行轨迹为平面的）加工。现在广泛运用的有全齿杯形轮、内齿杯形轮、外齿杯形轮、无齿杯形轮，也有制作为双环或多环形式的砂轮，例如专利号为200310109381.9和95240643.8的组合式砂轮，这些砂轮在磨削过程中尚存在着一些不足，主要表现在：

1、由于不同的粒度区衔接缺少过渡段，易造成粒度不同的区域间因性能跳跃而形成台阶，使磨削加工的效率因台阶出现而造成困难。

2、冷却性不好，排屑不畅，造成工件和工具易发热，影响加工质量及工具寿命。

3、由于冷却和排屑机理的限制，致使砂轮实现高速磨削的能力受到限制，磨削工件的表面质量也难以大幅度的提高。

（三）发明内容：

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是设计一种双环复合型金刚石杯形砂轮，通过改善冷却，提高排屑能力，从而满足高质量的高速加工。

本发明双环复合型金刚石杯形砂轮的技术方案，包括基体和与基体同轴固结的外环和内环，所不同的是所述外环由交替的外环窄齿和外环宽齿构成而形成凹凸状的外环内腔轮廓（外环外周轮廓为规矩圆），所述内环由交替的内环窄齿和内环宽齿构成而形成凸凹状的内环外周轮廓（内环内腔轮廓为规矩圆），所述外环的凹凸内腔轮廓与内环的凸凹外周轮廓相互啮合，且满足外环内腔最小直径＜内环外周最大直径＜外环内腔最大直径、内环外周最大直径＞外环内腔最小直径＞内环外周最小直径。

本发明的设计原理是将外环的凹凸内腔轮廓与内环的凸凹外周轮廓构成“啮合”交叉带，在径向方向形成渐进的衔接过渡区域，确保砂轮使用中不会因内环、外环的性能跳跃造成台阶，使砂轮内环和外环的磨削区域相互交融，即磨削过程中，砂轮内环和外环接触面位置、面积不断变化，区衔衔接良好，从而实现连续磨削。

所述外环内腔轮廓和内环外周轮廓采用渐变式结构，一种渐变式结构为所述外环内腔轮廓和内环外周轮廓均为波浪线状，可以根据加工条件来设计齿宽级差。

所述外环内腔轮廓和内环外周轮廓之间保留不小于1mm的间隙。

所述外环的外环窄齿和外环宽齿之间、内环的内环窄齿和内环宽齿之间为连续式连接或为间断式连接，即齿形布局可以是内、外双间断式，或者是外间断式而内连续式，或是外连续式而内间断式、或者是内、外双连续式。

所述内环和外环的宽度可以是相等的，或者是不等的。

在内环和外环宽度不等的情况下，可以是外环宽而内环窄，或外环窄而内环宽。

可于外环和内环的端面加工出0～6mm高度差的磨合角。

所述外环的外环窄齿和外环宽齿、所述内环的内环窄齿和内环宽齿均为金属与金刚石粉末冶金烧结体。

所述外环和内环的制作采用整环成型，也可采用分段或分齿拼合。

所述外环的外环窄齿和外环宽齿、所述内环的内环窄齿和内环宽齿采用相同性能配方或不同性能配方的材料制造。

所述环的配方，决定环的硬度、强度、耐磨性、金刚石粒度等参数。通过分段的不同配方，造成环在工作过程中出现不等量磨损变形而构成类似间断“齿”的状态，使砂轮呈现不同的性能和间断齿冲击磨削复合的加工状态，提高砂轮的锋利度。

本发明所述的砂轮由于同环上的配方差异、同环的宽窄、双环间凹凸变化、环不等量磨损形成“齿”结构、接触的位置和面积变化、连续或间断式等综合作用，能够形成砂轮轴向和径向轻微震动（冲击）磨削功能，粉屑的阻滞呈频率性松弛，极大的增加了排屑、冷却效果，有利于砂轮高速运转而加工出高质量的表面。

本发明的优点：

1、本发明双环复合型金刚石杯形砂轮通过性能（配方）不同的环（隐性结构）和显性结构的交变，增加了排屑、冷却效果，有利于加工出高质量的表面。

2、本发明双环复合型金刚石杯形砂轮具有的轴向和径向双重冲击磨削功能，大大提高了砂轮的锋利度，有利于砂轮高速加工。

3、本发明双环复合型金刚石杯形砂轮在同等加工参数条件下，加工负载更小，有利于工具、加工设备的寿命提高。

（四）附图说明：

图1是本发明一种实施方式的主视图。

图2是图1实施方式的俯视图。

图号标识：1、外环；2、内环；3、基体；4、外环窄齿；5、外环宽齿；6、内环窄齿；7、内环宽齿。

（五）具体实施方式：

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

本发明双环复合型金刚石杯形砂轮由外环1、内环2和基体3构成，所述外环1和内环2同轴固结于基体3的上端面，所述外环1的外圆周直径为148mm，所述内环2的内圆周直径为116mm，如图1所示。

所述外环1由交替的外环窄齿4（径向宽度4.5mm）和外环宽齿5（径向宽度6.5mm）构成，外环窄齿4和外环宽齿5之间为连续齿连接方式，外环窄齿4和外环宽齿5之间渐变过渡，即外环窄齿4和外环宽齿5内侧面形成（近似）波浪线状的外环1内腔轮廓；所述内环2由交替的内环窄齿6（径向宽度8.5mm）和内环宽齿7（径向宽度10.5mm）构成，内环窄齿6和内环宽齿7之间为间断齿连接方式，内环窄齿6和内环宽齿7的位置分别对应于外环宽齿5和外环窄齿4，内环窄齿6和内环宽齿7同样渐变过渡，即内环窄齿6和内环宽齿7的外侧面形成（近似）波浪线状的内环2外周轮廓，如图2所示。

所述外环1内腔轮廓的最小直径为135mm，最大直径为139mm，所述内环2外周轮廓的最大直径为137mm，最小直径为133mm；外环1内腔轮廓和内环2外周轮廓波峰对波谷相互啮合，并构成单侧1mm的重叠衔接区域，外环1和内环2之间留有不小于1mm的间隙，满足：外环1内腔最小径＜内环2外周最大径＜外环1内腔最大径，内环2外周最大径＞外环1内腔最小径＞内环2外周最小径，如图2所示。

所述外环1和内环2的端面（磨削工作面）上加工有1mm高度差的磨合角，如图1所示。

所述外环窄齿4、外环宽齿5、内环窄齿6、内环宽齿7采用不同配方制造成复合性能的外环1和内环2。

所述外环1的外环窄齿4和外环宽齿5，所述内环2的内环窄齿6和内环宽齿7可以整环成型也可以分段或分齿拼合固结在基体3上。

本发明砂轮工作时，工件先接触外环1然后再接触内环2，因此，外环1采用适合粗加工的配方制造，而内环2采用精细加工的配方制造。而对于外环1的外环窄齿4和外环宽齿5，亦采用不同的配方制造，以便促使外环1在加工过程中通过磨耗的不等量，构成端面的间断“齿”，实现冲击磨削，提高加工效率。同理，对于内环2的内环窄齿6和内环宽齿7，亦可采用不同的配方制造，但以促进加工的表面质量为首要。在配方的设计上，注重外环1的外环宽齿5和内环2的内环宽齿7构成性能的衔接，避免性能跳跃过大而造成加工过程中出现台阶。

本发明砂轮在磨削过程中，磨削的接触面位置和面积不断变化，外环1的隐性齿和内环2的显性齿，都有利于砂轮锋利度和加工表面粗糙度的质量提高。

本发明砂轮的各种内在性能配方和形状布局的选择，均根据被加工材料的性能，加工质量要求，加工过程的设备运行参数等条件来选择。比如，加工易碎的薄玻璃，采用内、外环连续式的，性能（配方）差异小，环的宽度级差小的布局方式，磨削过程中，更加平稳，不易崩边。而加工厚且夹胶的玻璃，则采用内、外间断式的，性能（配方）差异大，环的宽度级差大，冷却水通道内外贯通的布局方式，磨削过程中，磨削力强，效率高。

本发明最适合加工宽度小于“1/2*内环2内径”的材料。

上述实施方式仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此；凡在本发明公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双环复合型金刚石杯形砂轮，包括基体（3）和与基体（3）同轴固结的外环（1）和内环（2），其特征在于：所述外环（1）由交替的外环窄齿（4）和外环宽齿（5）构成而形成凹凸状的外环（1）内腔轮廓，所述内环（2）由交替的内环窄齿（6）和内环宽齿（7）构成而形成凸凹状的内环（2）外周轮廓，所述外环（1）的凹凸内腔轮廓与内环（2）的凸凹外周轮廓相互啮合，且外环（1）内腔最小直径＜内环（2）外周最大直径＜外环（1）内腔最大直径、内环（2）外周最大直径＞外环（1）内腔最小径＞内环（2）外周最小径。

2.根据权利要求1所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：所述外环（1）内腔轮廓和内环（2）外周轮廓均为波浪线状。

3.根据权利要求2所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：所述外环（1）内腔轮廓和内环（2）外周轮廓之间保留不小于1mm的间隙。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：所述外环（1）的外环窄齿（4）和外环宽齿（5）之间、内环（2）的内环窄齿（6）和内环宽齿（7）之间为连续式连接或为间断式连接，齿形布局可以是内、外双间断式，或者外间断式而内连续式，或外连续式而内间断式，或者内、外双连续式。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：所述外环（1）和内环（2）的宽度相等或为不等。

6.根据权利要求5所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：所述外环（1）和内环（2）的宽度不等，或为外环（1）宽而内环（2）窄，或为外环（1）窄而内环（2）宽。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：于外环（1）和内环（2）的端面加工出0～6mm高度差的磨合角。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：所述外环（1）的外环窄齿（4）和外环宽齿（5）、所述内环（2）的内环窄齿（6）和内环宽齿（7）均为金属与金刚石粉末冶金烧结体。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：所述外环（1）和内环（2）整环成型，或为分段或分齿拼合。

10.根据权利要求1～3中任意一项所述的双环复合型金刚石杯形砂轮，其特征在于：所述外环（1）的外环窄齿（4）和外环宽齿（5）、所述内环（2）的内环窄齿（6）和内环宽齿（7）采用相同性能配方或不同性能配方的材料制造。

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