CN106041758A - 一种浇铸成型砂轮用砂轮基体及浇铸成型砂轮的制备方法 - Google Patents

一种浇铸成型砂轮用砂轮基体及浇铸成型砂轮的制备方法 Download PDF

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孙冠男
史冬丽
李克华
史林峰
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Abstract

本发明公开了一种浇铸成型砂轮用砂轮基体及浇铸成型砂轮的制备方法，该砂轮基体包括基体本体，所述基体本体上开设有用于磨料层浇铸成型的成型槽。本发明的砂轮基体，基体本体上直接具有磨料层浇铸成型用的成型槽，使基体本身具有模具的作用，而不需要使用额外的模具；该基体结构消除了模具与基体材质的差异，极大的减小了预热后的温度差，使磨料层在浇铸成型时，混合液有良好的温度均匀性，保证了浇铸时混合液的均匀流动性，减少了气孔的产生和磨料层外形的差异；后加工工序中，可直接去除基体本体上成型槽的槽壁得到砂轮，减少了模具的使用，省去了降温后再清理模具的工作，极大的提高了生产效率。

Description

一种浇铸成型砂轮用砂轮基体及浇铸成型砂轮的制备方法
技术领域
本发明属于浇铸成型砂轮技术领域，具体涉及一种浇铸成型砂轮用砂轮基体，同时还涉及一种采用该砂轮基体的浇铸成型砂轮的制备方法。
背景技术
浇铸成型方法是砂轮的制备方法之一，主要是将含有磨料和结合剂的呈浆状的混合成型料注入模具内，待固化后脱模而制取砂轮或磨具坯体的方法，目前已被广泛用于超硬磨料砂轮和普通磨料砂轮的制备。浇铸成型方法制备的砂轮具有良好的弹性以及强度，对于工件的抛光加工具有独特的优势，如玻璃抛光、宝石抛光等。浇铸成型砂轮所使用的磨料可以为金刚石等超硬磨料，也可以是氧化铈等普通磨料；结合剂为不饱和类聚酯树脂、环氧树脂等。
一般的，浇铸成型方法常用的砂轮形状为磨盘，即一种端面磨削用砂轮，结构示意图见图1，包括砂轮基体1，所述砂轮基体1为圆盘形，中心设有安装通孔3；砂轮基体1的一端端面上设有磨料层2。其中，砂轮基体1起支撑作用，一般为铝基体；磨料层2中包含磨料和结合剂，主要起磨削作用。
现有技术中，用于浇铸成型上述砂轮的模具如图2所示，包括模芯4和模具外环5，所述芯模4与砂轮基体1的安装通孔3插接适配，所述模具外环5与砂轮基体1插接适配。使用时将芯模4插入砂轮基体1的安装通孔3内，将模具外环5套设在砂轮基体1的外周，使芯模4的外周面、模具外环5的内壁与砂轮基体1的一端面(砂轮基体与磨料层的结合面)围设形成用于磨料层浇铸成型的模腔。
采用上述模具的浇铸成型砂轮的一般制造工艺流程为：按上述组装模具→加热模具至一定温度→调配含有磨料和结合剂的混合液→将混合液6浇铸入模腔中(如图2所示)→保温固化→冷却，去除模具→车床、磨床后加工→成品砂轮。该工艺操作相对简单，可以实现规模化生产。
但是，上述工艺存在较大缺陷：(1)模具材质一般为钢，厚度较厚，砂轮基体的材质为铝合金，在砂轮制备过程中，需要加热基体和模具到85-100℃，由于材质的差异、厚度的差异等因素，模具和基体会出现温度差，基体温度会高于模具温度，影响含有磨料和结合剂的混合液的流动均匀性和固化效果，导致的问题有：①靠近基体外圆处，混合液的流动性降低，产生不可控制的大气孔，成型的砂轮硬度差异大，造成砂轮无法使用；②基体外圆处混合液的高度低于内圆，甚至外圆为弧形，产生废品；同时，在后加工过程中需在磨床上用较长时间加工至平面；(2)混合液固化后所得砂轮与模具的内壁易粘接在一起，需要降温后再清理模具，清理较困难，且影响成型砂轮的尺寸精度；(3)模具成本较高，模具数量有限，尤其是在连续生产时需要先降温、再清理后才能重复使用，大大降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种浇铸成型砂轮用砂轮基体，直接采用基体本体作为模具本身，不需要额外的模具，解决现有浇铸成型砂轮与模具的粘接、温差及制备效率低的问题。
本发明的第二个目的是提供一种采用该砂轮基体的浇铸成型砂轮的制备方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种浇铸成型砂轮用砂轮基体，包括基体本体，所述基体本体上开设有用于磨料层浇铸成型的成型槽。
所述砂轮基体可采用现有技术一体成型，如车削成型等。
所述基体本体为圆盘形，成型槽开设在基体本体的轴向一端端面上。对应形成的砂轮为端面磨削砂轮。
所述成型槽为环形槽。
所述成型槽的槽壁高度高于磨料层的高度。一般的，成型槽的槽壁高度可根据磨料层的厚度来确定，需要高于形成要求厚度磨料层的混合液的液面高度。
所述成型槽的槽壁厚度为3～10mm。
本发明的浇铸成型砂轮用砂轮基体，基体本体上开设有用于磨料层浇铸成型的成型槽，该基体结构直接具有磨料层浇铸成型用的成型槽，使基体本身具有模具的作用，而不需要使用额外的模具；该基体结构消除了模具与基体材质的差异，极大的减小了预热后的温度差，使磨料层在浇铸成型时，混合液有良好的温度均匀性，保证了浇铸时混合液的均匀流动性，减少了气孔的产生和磨料层外形的差异；后加工工序中，可直接去除基体本体上成型槽的槽壁得到砂轮，减少了模具的使用，省去了降温后再清理模具的工作，极大的提高了生产效率。
一种采用上述的砂轮基体的浇铸成型砂轮的制备方法，包括下列步骤：
1)将所述砂轮基体预热后，向成型槽中注入含有磨料和结合剂的混合液，保温固化形成磨料层，得砂轮半成品；
2)取步骤1)所得砂轮半成品，去除成型槽的槽壁，即得浇铸成型砂轮。
步骤1)中，所述预热是指将砂轮基体加热至85～100℃。
步骤1)中，向成型槽中注入混合液后，成型槽的槽壁高度比成型槽中混合液液面高度至少高2mm。
本发明的浇铸成型砂轮的制备方法，采用上述的砂轮基体，直接在基体本体的成型槽中注入含有磨料和结合剂的混合液，保温固化形成磨料层，后再去除成型槽的槽壁得到砂轮；该制备方法不需要使用额外的模具，省去了前期组装模具及后续清理模具的工序，尤其是在连续生产过程中，消除了模具数量对生产效率的限制，大幅提高了生产效率，适合大规模工业化生产。
附图说明
图1为端面磨削用砂轮的结构示意图；
图2为现有技术中浇铸成型砂轮用模具的结构示意图；
图3为实施例1的浇铸成型砂轮用砂轮基体的结构示意图；
图4为实施例1的浇铸成型砂轮用砂轮基体的使用状态图；
图5为实施例1所得浇铸成型砂轮的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例的浇铸成型砂轮用砂轮基体，如图3所示，包括基体本体7，所述基体本体7为圆盘形，轴向中心设有贯穿上下端面的基体内孔10；所述基体本体7的上端面上开设有用于磨料层浇铸成型的成型槽11，所述成型槽11为环形槽，其内环槽壁9和外环槽壁8均为环形，内环槽壁9位于基体本体7的上端面上基体内孔10的外缘，外环槽壁8位于基体本体7的上端面的外缘。
所述基体本体7为铝合金基体，通过车床车削一体成型。根据最终成型的砂轮的尺寸要求，所述基体内孔10的直径小于砂轮安装孔的直径，使得内环槽壁9的外直径等于砂轮安装孔的直径；所述基体本体7的直径大于砂轮的直径，使得外环槽壁8的内直径等于砂轮的直径。该砂轮基体中，内环槽壁9和外环槽壁8的宽度均为5mm。
本实施例的采用上述的砂轮基体的浇铸成型砂轮的制备方法，如图4所示，包括下列步骤：
1)将所述基体本体7加热至90℃后，向成型槽11中注入含有磨料和结合剂的混合液6(保证内环槽壁9、外环槽壁8的高度高于混合液6的液面高度2mm)，保温固化形成磨料层，得砂轮半成品；
2)取步骤1)所得砂轮半成品，采用车床将成型槽11的内环槽壁9、外环槽壁8及基体本体7上多余的部分车削除去(具体如图5所示：对基体内孔10的内壁进行加工，使其与磨料层2的内侧边缘齐平；对基体本体7的外周面进行加工，使其与磨料层2的外缘齐平)，并采用磨床后加工，即得浇铸成型砂轮。
本实施例的浇铸成型砂轮用砂轮基体，基体本体上具有用于磨料层浇铸成型的成型槽，使基体本身具有模具的作用，而不需要使用额外的模具；该基体结构消除了模具与基体材质的差异，极大的减小了预热后的温度差，磨料层在浇铸成型时，混合液有良好的温度均匀性，保证了浇铸时混合液的均匀流动性，较少了气孔的产生和磨料层外形的差异；在后加工工序中，直接去除成型槽的槽壁和基体本体上多余的部分即可，减少了模具的使用，省去了降温后再清理模具的工作，极大的提高了生产效率。
在本发明的其他实施例中，砂轮的形状可为正方形、菱形等现有技术常用的砂轮形状，成型槽开设在基体本体的磨削端面(磨料层所在面上)即可；成型槽的形状可根据磨料层的形状在车削基体本体时一体成型，成型槽的槽壁厚度和高度可根据磨料层浇铸成型的需要进行设置，在磨料层浇铸成型之后，车削和/或磨削去除所述槽壁及基体本体上多余的部分即可。

Claims (8)

1.一种浇铸成型砂轮用砂轮基体，其特征在于：包括基体本体，所述基体本体上开设有用于磨料层浇铸成型的成型槽。
2.根据权利要求1所述的浇铸成型砂轮用砂轮基体，其特征在于：所述基体本体为圆盘形，成型槽开设在基体本体的轴向一端端面上。
3.根据权利要求2所述的浇铸成型砂轮用砂轮基体，其特征在于：所述成型槽为环形槽。
4.根据权利要求3所述的浇铸成型砂轮用砂轮基体，其特征在于：所述成型槽的槽壁高度高于磨料层的高度。
5.根据权利要求3所述的浇铸成型砂轮用砂轮基体，其特征在于：所述成型槽的槽壁厚度为3～10mm。
6.一种采用如权利要求1-5中任一项所述的砂轮基体的浇铸成型砂轮的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：
1)将所述砂轮基体预热后，向成型槽中注入含有磨料和结合剂的混合液，保温固化形成磨料层，得砂轮半成品；
2)取步骤1)所得砂轮半成品，去除成型槽的槽壁，即得浇铸成型砂轮。
7.根据权利要求6所述的浇铸成型砂轮的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述预热是指将砂轮基体加热至85～100℃。
8.根据权利要求6所述的浇铸成型砂轮的制备方法，其特征在于：步骤1)中，向成型槽中注入混合液后，成型槽的槽壁高度比成型槽中混合液液面高度至少高2mm。
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