CN103949989B - 一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置，包括底环、转盘、粘接剂涂覆机构、弹性磁性压环和电磁环。超硬材料砂轮磨料块与基体固结方法，包括以下具体步骤，（1）、将砂轮基体安装到转盘上并涂覆粘接剂；（2）、将磨料块定位并粘接到砂轮基体上；（3）、对磨料块和砂轮基体之间的粘接层进行固化。本发明的粘接层厚度可控，粘接剂在砂轮基体及砂轮块上的厚度均匀程度一致；砂轮块的粘接压紧力可控，提高了磨料块的粘接效率；磨料块与砂轮基体之间的固化强度一致性得到保证，节省能源，生产效率高。

Description

一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置及方法

技术领域

本发明属于砂轮生产制造技术领域，特别涉及一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置及方法。

背景技术

由于超硬材料砂轮具强度高、使用寿命长、加工精度高等优点，作为首选工具，在难加工材料加工领域发挥着不可替代的作用。超硬材料砂轮通常由砂轮基体、磨料层和粘接层等构成，在超硬材料砂轮（尤其是大直径砂轮）制备过程中，整体式磨料层制备工艺较难实现，通常将磨料层做成若干磨料块，后续通过粘接将磨料块拼接成整体磨料层，然后固结在砂轮基体上。

超硬材料砂轮磨料层与基体的固结工艺对砂轮的寿命和安全使用性能有着重要影响。目前，超硬材料砂轮的磨料层与基体的固结通常采用手工操作完成，首先将磨料块与砂轮基体的粘接面涂上一层液态粘接剂，然后将磨料块一块一块贴靠在砂轮基体上，每块磨料块与固定圈上的压紧螺栓一一对应，粘贴一块砂轮块并用螺栓压紧，直至整个磨料层拼接完成。最后将整个带有固定圈的拼接砂轮放入烘箱中对粘接层进行固化，完成磨料层与砂轮基体的固结工艺。

目前这种超硬材料砂轮磨料层与基体固结工艺存在以下问题：

（1）、粘接层难以控制，由于手工涂抹粘接剂，粘接剂在砂轮基体及砂轮块上的均匀程度一致性难以保证；

（2）、砂轮块的压紧力不一致，尤其是在粘接剂固化过程中，压紧力不断发生变化，造成磨料块与基体之间的粘接强度各异；

（3）、效率低，由于每块磨料块都要由螺栓压紧，操作繁琐，生产效率低；

（4）、磨料块与砂轮基体之间的固化强度不同，由于烘箱内的温度场不均匀，粘接层的固化速度不等，造成磨料块与基体之间存在较大粘接应力；

（5）、能源浪费严重，由于在粘接剂固化过程中，砂轮基体及粘接相关零部件均处于烘箱中，温升慢，未能有效利用能源。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简便、粘接强度高且一致、节约能源、生产效率高的超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置，包括底环、转盘、粘接剂涂覆机构、弹性磁性压环和电磁环，转盘上表面中心设有用于安装定位砂轮基体的定位轴，底环、转盘、弹性磁性压环和电磁环均同轴心设置，弹性磁性压环设在转盘上，电磁环套在弹性磁性压环外，粘接剂涂覆机构设在转盘侧部，底环设在转盘下表面，底环上设有环形的气流通道。

所述转盘上表面设有环形槽，环形槽内设有环形加热体，转盘上设有用于连通环形槽与气流通道的气孔，气孔沿环形槽均匀设置一圈。

所述粘接剂涂覆机构包括刮料板、接料板和用于调节刮料板位置的调节机构，接料板设在刮料板下部。

一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结方法，包括以下具体步骤，

（1）、将砂轮基体安装到转盘上并涂覆粘接剂；

（2）、将磨料块定位并粘接到砂轮基体上；

（3）、对磨料块和砂轮基体之间的粘接层进行固化。

所述步骤（1）具体过程为：

①、将砂轮基体清洗干净，然后放置于转盘上，砂轮基体的中心孔与转盘中部的定位轴配合定位；

②、调节粘接剂涂覆机构的位置，按照粘接剂的设计厚度调整刮料板与砂轮基体圆周边沿之间的距离，启动用于驱动转盘转动的电机，使砂轮基体在转盘带动下按照一定速度进行旋转，手工将液态粘接剂涂在旋转的砂轮基体的外圆周上，在刮料板作用下将砂轮基体外圆周上的粘接剂刮抹平整，多余的粘接剂落在刮料板下面的接料板上；粘接剂的涂覆操作完成后，将粘接剂涂覆机构位置复位。

所述步骤（2）具体过程为：操控用于驱动转盘转动的电机，使转盘停止旋转，依次将磨料块粘接到涂有粘接剂的砂轮基体的外圆周上，然后选择合适的弹性磁性压环套在磨料块拼接成的磨料层的外圈，将电磁环位置降至弹性磁性压环外，缓慢增加电流，使弹性磁性压环对磨料块的压紧力增加至设定值。

所述步骤（3）具体过程为：启动用于驱动转盘转动的电机，使转盘按照一定的速度旋转，同时开启加热系统和鼓风系统，鼓风系统的气流依次通过底环上的气流通道、转盘上的气孔向上进入到环形槽内，同时加热系统中的环形加热体开始工作，使气流吹向环形加热体，经过加热体作用，高温气流吹向粘接层部位，使粘接层在规定的时间内完成砂轮基体与磨料块的固结。

采用上述技术方案，本发明中的各个部件的具体作用具体如下：

底环：在上表面沿圆周方向设置有环形的气流通道，内置环形电极，同时作为鼓风系统气流通道；

转盘：承载砂轮基体，中部设有定位轴，外圆周设有环形槽，该环形槽位置与气流通道相对应，环形槽内设置有环形加热体，环形槽底部设有若干个气孔，气流通过气孔吹向环形加热体，从而对粘接层进行加热和风干固化；

粘接剂涂覆机构：用于粘接剂的涂覆，由刮料板、接料板和调节机构等构成，刮料板与砂轮基体直径方向成一倾角，接料板用于承接多余的粘接剂，调节机构调整刮料板的位置，控制粘接剂的涂覆厚度；

砂轮基体：通过粘接层与磨料块固结形成砂轮工具；

粘接层：用于连接砂轮基体与磨料块；

磨料块：通过粘接层与砂轮基体固结，是参与磨削加工的主体部分，在粘接时由一片一片组成；

弹性磁性压环：由若干磁性体通过弹性体连接形成环状，用于压紧磨料块；

电磁环：通过调节电流大小控制弹性磁性压环对磨料块施加的压力，可调节其高度位置。

综上所述，与传统超硬材料砂轮磨料层与基体固结工艺相比，本发明具有以下优势：

（1）粘接层厚度可控，在粘接剂涂覆机构作用下，粘接剂在砂轮基体及砂轮块上的厚度均匀程度一致性得到保证；

（2）砂轮块的粘接压紧力可控，在电磁环和弹性磁性体相互作用下，加上转盘的旋转，使磨料块与基体之间的压紧力趋于一致，同时提高了磨料块的粘接效率；

（3）磨料块与砂轮基体之间的固化强度一致性得到保证，加热系统在鼓风系统和转盘旋转作用下，粘接层所处温度场趋于均匀一致，固化速度得到控制；

（4）节省能源，生产效率高，由于针对性只对粘接层部位进行加热，节省了能源消耗，同时加快了粘接剂的固化过程，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的分解示意图；

图3是本发明中转盘的俯视图；

图4是图3的后视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置，包括底环1、转盘2、粘接剂涂覆机构、弹性磁性压环3和电磁环4，转盘2上表面中心设有用于安装定位砂轮基体5的定位轴6，底环1、转盘2、弹性磁性压环3和电磁环4均同轴心设置，弹性磁性压环3设在转盘2上，电磁环4套在弹性磁性压环3外，粘接剂涂覆机构设在转盘2侧部，底环1设在转盘2下表面，底环1上设有环形的气流通道7。

转盘2上表面设有环形槽8，环形槽8内设有环形加热体9，转盘2上设有用于连通环形槽8与气流通道7的气孔10，气孔10沿环形槽8均匀设置一圈。

粘接剂涂覆机构包括刮料板11、接料板12和用于调节刮料板11位置的调节机构13，接料板12设在刮料板11下部。

一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结方法，包括以下具体步骤，

（1）、将砂轮基体5安装到转盘2上并涂覆粘接剂；

（2）、将磨料块14定位并粘接到砂轮基体上5上；

（3）、对磨料块14和砂轮基体5之间的粘接层15进行固化。

步骤（1）具体过程为：

①、将砂轮基体5清洗干净，然后放置于转盘2上，砂轮基体5的中心孔与转盘2中部的定位轴6配合定位；

②、调节粘接剂涂覆机构的位置，按照粘接剂的设计厚度调整刮料板11与砂轮基体5圆周边沿之间的距离，启动用于驱动转盘2转动的电机，使砂轮基体5在转盘2带动下按照一定速度进行旋转，手工将液态粘接剂涂在旋转的砂轮基体5的外圆周上，在刮料板11作用下将砂轮基体5外圆周上的粘接剂刮抹平整，多余的粘接剂落在刮料板11下面的接料板12上；粘接剂的涂覆操作完成后，将粘接剂涂覆机构位置复位。

步骤（2）具体过程为：操控用于驱动转盘2转动的电机，使转盘2停止旋转，依次将磨料块14粘接到涂有粘接剂的砂轮基体5的外圆周上，然后选择合适的弹性磁性压环3套在磨料块14拼接成的磨料层的外圈，将电磁环4位置降至弹性磁性压环3外，缓慢增加电流，使弹性磁性压环3对磨料块14的压紧力增加至设定值。

步骤（3）具体过程为：启动用于驱动转盘2转动的电机，使转盘2按照一定的速度旋转，同时开启加热系统和鼓风系统，鼓风系统的气流依次通过底环1上的气流通道7、转盘2上的气孔10向上进入到环形槽8内，同时加热系统中的环形加热体9开始工作，使气流吹向环形加热体9，经过加热体作用，高温气流吹向粘接层15部位，使粘接层15在规定的时间内完成砂轮基体5与磨料块14的固结。

本发明中的各个部件的具体作用具体如下：

底环1：在上表面沿圆周方向设置有环形的气流通道7，内置环形电极，同时作为鼓风系统气流通道7；

转盘2：承载砂轮基体5，中部设有定位轴6，外圆周设有环形槽8，该环形槽8位置与气流通道7相对应，环形槽8内设置有环形加热体9，环形槽8底部设有若干个气孔10，气流通过气孔10吹向环形加热体9，从而对粘接层15进行加热和风干固化；

粘接剂涂覆机构：用于粘接剂的涂覆，由刮料板11、接料板12和调节机构13等构成，刮料板11与砂轮基体5直径方向成一倾角，接料板12用于承接多余的粘接剂，调节机构13调整刮料板11的位置，控制粘接剂的涂覆厚度；

砂轮基体5：通过粘接层15与磨料块14固结形成砂轮工具；

粘接层15：用于连接砂轮基体5与磨料块14；

磨料块14：通过粘接层15与砂轮基体5固结，是参与磨削加工的主体部分，在粘接时由一片一片组成；

弹性磁性压环3：由若干磁性体通过弹性体连接形成环状，用于压紧磨料块14；

电磁环4：通过调节电流大小控制弹性磁性压环3对磨料块14施加的压力，可调节其高度位置。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置，其特征在于：包括底环、转盘、粘接剂涂覆机构、弹性磁性压环和电磁环，转盘上表面中心设有用于安装定位砂轮基体的定位轴，底环、转盘、弹性磁性压环和电磁环均同轴心设置，弹性磁性压环设在转盘上，电磁环套在弹性磁性压环外，粘接剂涂覆机构设在转盘侧部，底环设在转盘下表面，底环上设有环形的气流通道。

2.根据权利要求1所述的一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置，其特征在于：所述转盘上表面设有环形槽，环形槽内设有环形加热体，转盘上设有用于连通环形槽与气流通道的气孔，气孔沿环形槽均匀设置一圈或多圈。

3.根据权利要求2所述的一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置，其特征在于：所述粘接剂涂覆机构包括刮料板、接料板和用于调节刮料板位置的调节机构，接料板设在刮料板下部。

4.一种使用如权利要求3所述的一种超硬材料砂轮磨料块与基体固结装置的固结方法，其特征在于：包括以下具体步骤，

（1）、将砂轮基体安装到转盘上并涂覆粘接剂；

（2）、将磨料块定位并粘接到砂轮基体上；

（3）、对磨料块和砂轮基体之间的粘接层进行固化。

5.根据权利要求4所述的固结方法，其特征在于：所述步骤（1）具体过程为：

①、将砂轮基体清洗干净，然后放置于转盘上，砂轮基体的中心孔与转盘中部的定位轴配合定位；

②、调节粘接剂涂覆机构的位置，按照粘接剂的设计厚度调整刮料板与砂轮基体圆周边沿之间的距离，启动用于驱动转盘转动的电机，使砂轮基体在转盘带动下按照一定速度进行旋转，手工将液态粘接剂涂在旋转的砂轮基体的外圆周上，在刮料板作用下将砂轮基体外圆周上的粘接剂刮抹平整，多余的粘接剂落在刮料板下面的接料板上；粘接剂的涂覆操作完成后，将粘接剂涂覆机构位置复位。

6.根据权利要求4所述的固结方法，其特征在于：所述步骤（2）具体过程为：操控用于驱动转盘转动的电机，使转盘停止旋转，依次将磨料块粘接到涂有粘接剂的砂轮基体的外圆周上，然后选择合适的弹性磁性压环套在磨料块拼接成的磨料层的外圈，将电磁环位置降至弹性磁性压环外，缓慢增加电流，使弹性磁性压环对磨料块的压紧力增加至设定值。

7.根据权利要求4所述的固结方法，其特征在于：所述步骤（3）具体过程为：启动用于驱动转盘转动的电机，使转盘按照一定的速度旋转，同时开启加热系统和鼓风系统，鼓风系统的气流依次通过底环上的气流通道、转盘上的气孔向上进入到环形槽内，同时加热系统中的环形加热体开始工作，使气流吹向环形加热体，经过加热体作用，高温气流吹向粘接层部位，使粘接层在规定的时间内完成砂轮基体与磨料块的固结。