CN103240684A - 砂轮特别是用于纵向磨削或横向磨削的砂轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种砂轮、特别用于纵向磨削或横向磨削的砂轮，其包含一个居内的核心区段（10）和一个居外的环形的磨削区段（11），这两个区段彼此相连接，该磨削区段（11）由一种含有颗粒状磨料的材料制成。根据本发明，至少是磨削区段、优选磨削区段（11）和附加地核心区段（10）针对该磨削区段的质量而言具有0.15%至1.0%的、优选0.2%至0.4%的塑料纤维或玻璃纤维。

Description

砂轮特别是用于纵向磨削或横向磨削的砂轮

技术领域

本发明涉及一种砂轮、特别用于纵向磨削或横向磨削的砂轮，该砂轮包含一个居内的核心区段和一个居外的环形的磨削区段，这两个区段是彼此相连的，该磨削区段是用一种包含颗粒状磨料的材料制成的。这种砂轮例如在DE60113319T2中作了介绍。

背景技术

在钢制造中，例如在板坯的深加工过程中，就得通过磨削来对其表面进行加工处理，借以消除在表面上的缺陷如缩孔。为此，得使用砂轮，砂轮的磨削区段含有作为磨料的颗粒，利用这些颗粒便可以几何上不确定的切削方式实现一种切屑加工。磨料颗粒的选择须针对被加工的工件来决定，所选用的磨削颗粒至少应具有大的硬度、足够的颗粒韧性和耐热性及合适的颗粒大小和颗粒形状。常用的磨削颗粒包括：刚玉（氧化铝）、碳化硅、立方的氮化硼或者金刚石，上述磨料是按其硬度不断增大的顺序列出的。磨削颗粒的形状及其颗粒大小是按加工类型来确定，即该加工是否是所谓的粗磨加工、预磨或者终磨即精磨。

在磨削过程中，砂轮以相当高速度旋转，磨削速度通常达80m/s（米/秒）或更大。在这种磨削速度条件下，产生很大的离心力，这就要求高的安全保护措施。对操作人员而言的一个特别的危险是由于砂轮的相当大的断裂敏感性所致，这种断裂敏感性可能导致如下结果：造大的碎块甚至磨削区段扇形部分从砂轮上崩落。尽管可采取必要的安全措施，如砂轮平衡、在使用前的声音试验、对砂轮的仔细夹紧以及在保护罩内操作，但砂轮的耐用性能仍具有很大的重要意义。特别应有效地避免发生磨削段碎片或较大磨削区段部分的崩裂现象。

发明内容

上述任务是通过权利要求1中所提出的一种砂轮加以解决的，根据本发明，在此砂轮中至少是磨削区段、优选是磨削区段和附加地核心区段针对磨削区段的总质量而言具有0.15%至1%、优选0.2%至0.4%的塑料纤维或玻璃纤维。

固然对较小直径的切割盘或者也对较大的砂轮都已建议使用填充物包括玻璃纤维，但也应有尽量降低砂轮成本的目的。砂轮的离心力是由砂轮质量、角速度的平方以及离旋转轴的距离的乘积计算出来的，由此得出如下结论：特别是具有大的质量及大的直径的砂轮要经受巨大的离心力。因此，必须避免极细裂纹的产生，这种极细裂纹就是磨削区段部分以后崩裂的起因。由此必须严格保持塑料纤维或玻璃纤维的质量百分比。若超过磨削区段质量的1.0%，就会带来严重的破裂危险性。若低于0.3%，则所加的塑料纤维或玻璃纤维就基本上不会起作用。只有限定塑料纤维或玻璃纤维的用量在0.15%至1.0%，才可导致获得各砂轮区段的良好结合的结果，而又不损害其韧性。

优选使用其长度为5mm至15mm、厚度为0.8mm至1.2mm的玻璃纤维。

此处提出的砂轮例如具有标准直径为615mm，其宽度为79mm，核心区段正中的内孔为203mm。核心区段直径为340mm。该砂轮包括所嵌置的铁制增强圈在内的重量大约为63公斤。为了避免砂轮的核心区段和磨削区段沿旋转方向的相对运动，核心区段的基本上呈圆柱形状的外壳具有各单个的槽或各单个的凹穴，而磨削区段的呈圆柱形状的内壳则具有各单个的肋或各单个的突起部。磨削区段的肋或各单个的突起部分别啮合到核心区段的槽或各单个凹穴中，在核心区段和磨削区段之间就获得了很有效的“啮合”。相应的槽、凹穴或突起部可以在冷冲压过程中很容易地加以成形。

在本发明的范围内，原则上可以使用各种通用的磨料，优选采用Al₂O₃、SiC、CNB、ZrO₂、金刚石或以上材料的混合物，其粒度的最大直径应为1mm。

如原则上从DE60113319T2获知，核心区段和磨削区段分别具有相同的热膨胀系数。无论如何，其热膨胀系数最大只能有5%的差异。通过这一措施便可达到以下目的：在砂轮在工作时的发热过程中可尽可能避免核心区段和磨削区段之间的应力。

核心区段和磨削区段可以除了磨粒之后基本由同一种材料或是由不同材料形成的。根据本发明的另一项发展，磨削区段可以含有一种金属基质或金属合金基质或一种可热硬化的树脂，颗粒状磨料和塑料纤维或玻璃纤维在至少基本上均匀分布的情况下嵌置在上述基质或树脂中。核心区段可基本上用金属或金属合金制成，可选地向该金属或金属合金中添加填充物。特别在某些情况下，核心区段可以多次加以使用，即在磨削区段磨损之后，磨削区段本体可以从核心区段上分离下来，随后可在此处形成一个新的磨削区段。

特别在顾及到至少大致相同的热膨胀系数时，核心区段（优选磨削区段也如此）当然可以包含一种可热硬化的树脂及一种交联剂和填充物。填充物例如可以是粉末状SiC、Al₂O₃、铝矾土、石墨或硫化钼。

为了能够保证砂轮尽可能大的强度，优选采用冷冲压工艺首先制造出核心区段，随后制造出磨削区段。如此成形的由核心区段和磨削区段组成的坯件已具有槽和肋，这些槽和肋按照榫槽原理而彼此啮合（或者替代地各单个凹处和单个榫头）。

相连接的压制坯件最后被加热到180℃至200℃，并且被压制成所希望的最终尺寸。压制压力例如达7×10⁷Pa（700巴）。

附图说明

下面将参照附图对本发明的一个实施例加以说明。

附图表示：

图1一个砂轮的俯视图；

图2该砂轮的侧视图；

图3图1中沿III-III线的一个侧视图（有两个可能的具体实施变体）。

具体实施方式

根据本发明类型的砂轮包含一个核心区段10及一个磨削区段11。磨削区段的外径为615mm，图2中所示的该砂轮的宽度为79mm。磨削区段11沿径向设置在外部并且核心区段10沿径向设置在内部，它们的内外周面彼此贴靠和相互连接。如图3所示，可通过下述方式实现核心区段和磨削区段之间的一种啮合：核心区段具有各单个沿径向突起的肋12，这些肋可啮合到磨削区段的槽13中。替代地和如同在砂轮的左半部中所示出的，也可采用各单个突起部14和凹穴15。这种突起部或槽在制造坯件时就可经过预冲压加以成形，从而使组合起来的砂轮本体（其由预冲压成形的核心区段和预冲压成形的磨削区段构成）具有一定的形状，随后将之加热到180℃至200℃，并压成到最终尺寸。

根据本发明，磨削区段除了具有在其中嵌置有磨粒（例如氧化铝磨粒）的基质材料之外，还具有0.15%至1.0%质量份额的塑料纤维或玻璃纤维。根据一个具体的实施例，使用了大约100克玻璃纤维作为用于核心区段和磨削区段的总称量，该玻璃纤维的平均长度为10mm并且厚度为1mm。这些玻璃纤维都是均匀地加以混合的。核心区段的总重量为12公斤，而磨削区段则具有49.5公斤的粉末物称量。此外，还嵌置了两个附加的铁圈，其重量为1.0公斤，所以对该砂轮而言就有一个总重量为62.5公斤。按此具体选择的实施例，玻璃纤维占磨削区段和核心区段重量的份量为大约0.17%。

在一次试运转中，砂轮以140米/秒的旋转速度加以检验，未发现磨削区段有较大部份崩裂的现象，也未发现有可能导致日后造成崩裂的细微裂纹。与那种其磨削区段不含玻璃纤维的砂轮相比，通过有目的地添加玻璃纤维可达到显著改进砂轮强度的目的。

Claims (9)

1.一种砂轮、特别用于纵向磨削或横向磨削的砂轮，其包含一个居内的核心区段（10）和一个居外的环形的磨削区段（11），这两个区段彼此相连接，该磨削区段（11）由一种含有颗粒状磨料的材料制成，其特征在于：

至少是磨削区段，优选磨削区段（11）和附加地核心区段（10），针对该磨削区段的质量而言具有0.15%至1.0%的、优选0.2%至0.4%的塑料纤维或玻璃纤维。

2.按权利要求1所述的砂轮，其特征在于：

玻璃纤维具有5mm至15mm的长度和0.8mm至1.2mm的厚度。

3.按权利要求1或2所述的砂轮，其特征在于：

核心区段（10）的基本上呈圆柱形的外壳具有各单个的槽或各单个的凹穴，而磨削区段（11）的基本上呈圆柱形的内壳则具有各单个的肋或各单个的突起部，所述槽或凹穴与所述肋或突起部彼此啮合并且阻止核心区段（10）和磨削区段（11）沿旋转方向和优选沿轴向方向的相对运动。

4.按权利要求1至3中任一项所述的砂轮，其特征在于：

颗粒状磨料是由Al₂O₃、SiC、CBN、ZrO₂、金刚石或者这些材料的混合物制成的，优选具有最大1mm直径的粒度。

5.按权利要求1至4中任一项所述的砂轮，其特征在于：

核心区段和磨削区段分别具有热膨胀系数，这些热膨胀系数优选是相同的或者具有最大5%的差异。

6.按权利要求1至5中任一项所述的砂轮，其特征在于：

磨削区段含有一种金属基质或金属合金基质或者一种可热硬化的树脂，颗粒状磨料和塑料纤维或玻璃纤维至少尽可能均匀分布地嵌在该基质或树脂中。

7.按权利要求1至6中任一项所述的砂轮，其特征在于：

核心区段基本上由金属或金属合金制成，可选地向其中添加填充物。

8.按权利要求1至6中任一项所述的砂轮，其特征在于：

核心区段和/或磨削区段含有一种可热硬化的树脂及一种交联剂和填充物如SiC、Al₂O₃、铝矾土、石墨或硫化钼。

9.按权利要求1至8中任一项所述的砂轮，其特征在于：

首先是核心区段、随后是磨削区段通过冷冲压工艺被压制成形，并且相连接的压制坯件最后被加热到180℃至200℃且被压制到所希望的尺寸。

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