CN104308756B - 一种金刚石磨辊及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金刚石磨辊及其制造方法，包括基辊及磨桶，所述基辊包括用于连接使用设备的连接部，以及用于套接磨环的柱状固定部，所述固定部表面沿其轴向具有至少一连续的凸起或凹陷。所述磨桶为若干个叠加的磨环，本发明提出的金刚石磨辊及其制造方法，两端设计成整体刀头，中间为间断式的刀头，这样可以使各个中间片的相对位置可以随意放置，使得整体间隔凹槽成大螺旋角。刀头的径向面成弧状面或与半径成一角度的平面，这种结构更有利于排屑，并且切削刃为平行轴线的折线状，工作中不会产生轴向分力，使磨削更平稳。同时，两端的整体刀头端片，使得整个磨辊的外工作表面在任意时刻都有刀头接触磨削，不会发生间断磨削而产生冲击。

Description

一种金刚石磨辊及其制造方法

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及到一种金刚石磨辊及其制造方法。

背景技术

金刚石工具产品是近几十年来发展起来的一种新型加工工具，它广泛应于非金属超硬超磨损材料的加工之中，是这些行业不可缺少的必须工具与刀具。金刚石工具产品主要分为切割、钻孔以及磨削三类，其中金刚石磨辊就是磨削工具中的主要产品，它广泛应用于国内外石材、水泥、陶瓷等超硬材料的磨削抛光精加工工序中，对这些产品的质量及加工成本有着十分重要的影响。

我国是石材、水泥制品、陶瓷材料制品生产大国，其产品不仅供应着国内需求，也大量出口国外市场。同时我国也是金刚石工具生产大国，但由于技术起步较晚且落后，因此金刚石工具产品虽然在数量上占有优势，但品种和质量及技术工艺却相对落后得多。严重影响着我国超硬材料行业的发展，所以用于精加工的高质量的金刚石工具产品还得从韩国、日本及意大利进口。随着我国国民经济的快速发展以及超硬材料加工工业的快速发展，对金刚石磨辊产品提出了越来越高的技术性能要求和经济成本要求，同时也直接影响着节能降耗，科学持续发展的国家基本国策的落实。

目前，国内外生产金刚石螺旋磨辊的技术工艺为：模具热压烧结金刚石刀头，机加工磨辊基辊，而后将金刚石刀头用高频或火焰加热银合金焊剂与基辊焊接在一起。该工艺的缺点是：难以生产大螺旋角的金刚石磨轮，造成磨辊整圆度低，磨削不连续、冲击，从而不稳定，不仅操作难度大，特别是加工出的产品表面精度低。

为了解决这一难题，如图9所示，一些厂家采用螺旋刀头空槽处填充物料的方法，但这样由于增加了磨辊工作接触面，且增加这些面积不含有用于磨削的金刚石，从而大大降低了磨削速度。其工艺落后，生产效率低，不易实现自动化。且浪费大量贵金属一银合金。即使无螺旋齿的金刚石磨辊，也因金刚石刀头各处密度、硬度及强度不均匀，磨削性能差异巨大，严重影响了所加工产品质量和生产成本及效率。同时，图8所示，整体刀头式磨辊磨削平稳、但磨削速度低。图10均布刀头式的磨辊，磨削效率高、但有冲击、平稳性差，并且在磨削过程中有轴向分力，操作劳动强度增大，噪音大，尤其是在磨削面的开始和将要结束时，由于有间断磨削的冲击，磨削面的表面质量降低。其原因是由于在圆周均匀分布的截面接近矩形的刀头在圆周方向为间断的，在轴向表面由于工艺制作和成本的限制难以制作大螺旋角度的刀头，使得在磨削操作中某些位置没有刀头参与切削。

如为了解决这一目前国内外金刚石工具行业的技术难题，我公司技术人员进行了不懈的攻关努力，发明了一种新型的金刚石磨辊生产技术方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种新型的金刚石磨辊及生产技术方法，使金刚石螺旋磨辊刀头螺旋角度和形状可任意改变，磨辊整圆度数倍提高，任意时刻均为连续磨削，无冲击、无振动。具体技术方案为：

一种金刚石磨辊，包括基辊及磨桶，

所述基辊包括用于连接使用设备的连接部，以及用于套接磨环的柱状固定部，所述固定部表面沿其轴向具有至少一连续的凸起或凹陷；

所述磨桶为若干个叠加的磨环，所述磨环直径相同，所述磨环由圆盘状的基体及设置于所述基体圆周边缘的金刚石刀头构成，位于磨桶两端的磨环其金刚石刀头为连续刀头，位于两端磨环之间的磨环其金刚石刀头是由若干个均布的小刀头构成，相邻的小刀头之间设有排屑槽，相邻磨环的排屑槽之间具有预设角度的倾斜角，所述基体具有中心安装孔，所述安装孔的轮廓与所述固定部的截面相同，以使所述磨环套接在所述固定部上，当所述磨环套接在所述固定部上时，位于磨桶端部的磨环与固定部固定连接，以使所述磨桶整体固定在所述固定部上。

作为上述技术方案的优先，位于磨桶两端的磨环厚度是位于两端磨环之间的磨环厚度的1.5-2倍。

一种如权利要求1所述的金刚石磨辊的制造方法，其特征在于，包括：

步骤101、通过机床加工基辊，将基辊分为连接部及柱状的固定部，将固定部表面沿其轴向加工至少一连续的凸起或凹陷，将基辊端部加工成用于连接使用设备的连接部；

步骤102、设置若干个圆盘状基体，并在基体圆周边缘加工金刚石刀头，所述基体以及设置于其圆周边缘的金刚石刀头构成磨环，所述每个磨环直径相同；

步骤103、将若干个磨环叠加，设置两端磨环的金刚石刀头为连续刀头，设置中间磨环的金刚石刀头为若干个均布的小刀头，相邻的小刀头之间设有排屑槽，并调整排屑槽使相邻的两个磨环的排屑槽具有预设角度的倾斜角；

步骤104、将步骤103叠加调整后的磨环进行固定，通过线切割加工使磨环具有中心安装孔，所述中心安装孔的轮廓与固定部截面相同；

步骤105、将步骤104加工后的磨环套接在基辊上，并将端部磨环与基辊固定，以使所述磨桶整体固定在所述固定部上。

作为上述技术方案的优先，位于磨桶两端的磨环厚度是位于两端磨环之间的磨环厚度的1.5-2倍。

本发明的有益效果：

1、本发明提出的金刚石磨辊及其制造方法，两端设计成整体刀头，中间为间断式的刀头，这样可以使各个中间片的相对位置可以随意放置，使得整体间隔凹槽成大螺旋角。刀头的径向面成弧状面或与半径成一角度的平面，这种结构更有利于排屑，并且切削刃为平行轴线的折线状，工作中不会产生轴向分力，使磨削更平稳。同时，加上两端的整体刀头端片，使得整个磨辊的外工作表面在任意时刻都有刀头接触磨削，不会发生间断磨削而产生冲击。

2、采用本发明方法制成的金刚石磨辊无论是螺旋刀头齿还是连续式刀头齿，具有螺旋角度大，满足刀头连续磨削，无冲击、无振动、加工平稳，空槽处不需添加物，磨削效率高；

3、采用本发明方法制成的金刚石磨辊，刀头齿形可随意变化，满足磨削的高要求；

4、采用本发明方法制成的金刚石磨辊，整圆度高，提高了加工产品精度；

5、采用本发明方法制成的金刚石磨辊，不需要贵金属-银合金焊接，节约了生产成本；

6、采用本发明方法制成的金刚石磨辊，取消了传统金刚石刀头焊接工序，不仅降低了生产成本，而且避免了金刚石刀头二次加热对刀头性能的影响。

7、采用本发明方法制成的金刚石磨辊，即使生产连续式金刚石磨辊，也避免了现有方法生产的金刚石磨辊刀头各处密度、硬度及强度不均匀的问题，性能一致性好，有利于加工产品的精度提高；

8、采用本发明生产金刚石磨辊的方法，还可以生产大、小尺寸(直径、长度)的金刚石砂轮，解决了长期困扰金刚石行业生产金刚石砂轮存在着的密度、硬度及强度不均匀的难题。提供了一条先进可行的技术方法。

9、生产工艺大大简化，更适合大批量生产、形成系列产品，质量更容易保证。而且轴向尺寸可以随意组合，适应性更广、设备投入少、无环境污染、产品成本大幅度降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例1中提供的金刚石磨辊结构示意图；

图2是本实施例1中提供的基辊结构示意图；

图3是本实施例1中提供的基辊的固定部剖视图；

图4是本实施例1中提供的两端磨环结构示意图；

图5是图4的剖视图；

图6是本实施例1中提供的中端磨环结构示意图；

图7是图6的剖视图；

图8是整体刀头式磨辊；

图9是加填充料的磨辊；

图10均布刀头式的磨辊；

图11是图1的侧视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本发明提出一种金刚石磨辊，如图1、图2、图3所示，包括基辊1及磨桶，

所述基辊1包括用于连接使用设备的连接部1.1，所述连接部具有连接螺纹1.2，还包括用于套接磨环的柱状固定部1.3，所述固定部表面沿其轴向具有至少一连续的凹陷1.4，所述凹陷也可以为凸起；

所述磨桶由若干个直径相同的磨环2、3叠加而成，所述磨环由圆盘状的基体及设置于所述基体圆周边缘的金刚石刀头构成；

如图1、图4、图5所示，位于磨桶两端的磨环2，包括基体2.1，其金刚石刀头为连续刀头2.2；

如图1、图6、图7所示，位于两端磨环之间的磨环3，包括基体3.1，其金刚石刀头是由若干个小刀头3.2构成，相邻的小刀头之间设有排屑槽，中间磨环的相对位置可以随意放置，使相邻磨环的排屑槽之间具有预设角度的倾斜角，所述中间磨环的金刚石刀头厚度一般为1-6mm，基体的厚度为1-5mm；

所述基体具有中心安装孔，所述安装孔的轮廓与所述固定部的截面相同，如图4所示，两端磨环2安装孔具有凸起2.3，所述中间磨环3安装孔具有凸起3.3，所述凸起2.3、3.3与凹陷1.4相适配，以使所述磨环套接在所述固定部上，所述凸起与凹陷起到防止磨环绕固定部轴转动目的，当所述磨环套接在所述固定部上时，位于磨桶端部的磨环与固定部固定连接，所述固定连接可以为焊接，以使所述磨桶整体固定在所述固定部上。

位于磨桶两端的磨环比位于两端磨环之间的磨环厚1.5-2倍。

一种金刚石磨辊的制造方法，包括：

步骤101、通过机床加工基辊，将基辊分为连接部及柱状的固定部，将固定部表面沿其轴向加工至少一连续的凸起或凹陷，将基辊端部加工成用于连接使用设备的连接部，根据产品工作需要以及所连接的设备需要加工出必要的几何形状、连接方式，如连接螺纹1.2、柱状固定部1.3等，并达到所要求的性能精度；

步骤102、设置若干个圆盘状基体，并在基体圆周边缘加工金刚石刀头，其金刚石的粒度、强度及浓度是依据金刚石磨辊的工作需要而设计，它依据金刚石磨辊工作时要求，金刚石刀头具有相应的尺寸、形状和数量，其所含的金刚石具有相应的强度、粒度和浓度，以及相适应的合金胎体；所述基体以及设置于其圆周边缘的金刚石刀头构成磨环，所述每个磨环直径相同；

步骤103、将若干个磨环叠加，设置两端磨环的金刚石刀头为连续刀头，设置中间磨环的金刚石刀头为若干个均布的小刀头，相邻的小刀头之间设有排屑槽，中间磨环规格相同，并调整排屑槽使相邻的两个磨环的排屑槽重合或具有预设角度的倾斜角，两端磨环比中间磨环厚1.5-2倍。

对于金刚石螺旋齿磨辊，要在线切割加工前，依据螺旋角度要求和形状要求，先进行金刚石磨环排布，两端为厚齿形和厚基体的磨环2，中间磨环3组装成所要求的螺旋角度和形状，而后固定进行整体一次线切割成型，金刚石磨环的组装高度依据金刚石磨辊的磨削部分长度尺寸而定；

步骤104、将步骤103叠加调整后的磨环进行固定，通过线切割加工使磨环具有中心安装孔，所述中心安装孔的轮廓与固定部截面相同；

步骤105、将步骤104加工后的磨环套接在基辊上，并将端部磨环与基辊连接部分进行焊接固定，以使所述磨桶整体固定在所述固定部上。

固定后，以金刚石磨辊的连接螺纹1.2或连接轴为基准，对上述金刚石磨辊进行外圆修磨加工，以达到工作时对磨辊尺寸精度和动平衡精度的要求。

金刚石磨辊的制造方法中，磨环的金刚石刀头齿形大小形状决定着磨辊的齿形，要依据磨辊螺旋形状要求来组装磨环，务必注意两端磨环组装要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种金刚石磨辊，其特征在于，包括基辊及磨桶，

所述基辊包括用于连接使用设备的连接部，以及用于套接磨环的柱状固定部，所述固定部表面沿其轴向具有至少一连续的凸起或凹陷；

所述磨桶为若干个叠加的磨环，所述磨环直径相同，所述磨环由圆盘状的基体及设置于所述基体圆周边缘的金刚石刀头构成，位于磨桶两端的磨环其金刚石刀头为连续刀头，位于两端磨环之间的磨环其金刚石刀头是由若干个均布的小刀头构成，相邻的小刀头之间设有排屑槽，相邻磨环的排屑槽之间具有预设角度的倾斜角，所述基体具有中心安装孔，所述安装孔的轮廓与所述固定部的截面相同，以使所述磨环套接在所述固定部上，当所述磨环套接在所述固定部上时，位于磨桶端部的磨环与固定部固定连接，以使所述磨桶整体固定在所述固定部上。

2.根据权利要求1所述的金刚石磨辊，其特征在于，位于磨桶两端的磨环厚度是位于两端磨环之间的磨环厚度的1.5-2倍。

3.一种如权利要求1所述的金刚石磨辊的制造方法，其特征在于，包括：

步骤101、通过机床加工基辊，将基辊分为连接部及柱状的固定部，将固定部表面沿其轴向加工至少一连续的凸起或凹陷，将基辊端部加工成用于连接使用设备的连接部；

步骤102、设置若干个圆盘状基体，并在基体圆周边缘加工金刚石刀头，所述基体以及设置于其圆周边缘的金刚石刀头构成磨环，所述每个磨环直径相同；

步骤103、将若干个磨环叠加，设置两端磨环的金刚石刀头为连续刀头，设置中间磨环的金刚石刀头为若干个均布的小刀头，相邻的小刀头之间设有排屑槽，并调整排屑槽使相邻的两个磨环的排屑槽具有预设角度的倾斜角；

步骤104、将步骤103叠加调整后的磨环进行固定，通过线切割加工使磨环具有中心安装孔，所述中心安装孔的轮廓与固定部截面相同；

步骤105、将步骤104加工后的磨环套接在基辊上，并将端部磨环与基辊固定，以使所述磨桶整体固定在所述固定部上。

4.根据权利要求3所述的的金刚石磨辊的制造方法，其特征在于，位于磨桶两端的磨环厚度是位于两端磨环之间的磨环厚度的1.5-2倍。