CN110682223B - 磨盘及磨盘组 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种磨盘，用于对石材工件表面进行磨抛，所述磨盘包括基体、刀头结块和填料；其中所述基体用于支撑和动力连接，所述刀头结块和填料在所述基体的端面上圆周分布，所述刀头结块与填料相间配置。本发明还提供由上述磨盘组成的磨盘组，实现磨盘磨抛过程的减振消音，效率更高，表面质量更好，磨盘的使用寿命延长。

Description

磨盘及磨盘组

技术领域

本发明涉及磨削加工技术领域，尤其涉及一种石材表面磨抛用磨盘及磨盘组。

背景技术

现有的在石材饰面高精度加工过程中，经常采用的工艺方法是采用磨盘直接磨削；当加工表面尚未达到技术要求时，再更换粒度更细的磨盘，直至满足加工要求。然而在此过程中，存在两个技术问题：一是采用磨盘或多个磨盘组合磨削主要依赖工人的经验和操作水平；二是所用磨盘振动大、噪声大，影响加工质量，污染环境。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于系统工程原理，以保证石材加工面质量为约束条件，通过系列化质量指标的确定，有机组合多片磨盘，实现不同磨盘组的优化；另一方面，在每个磨盘的结构、配方和制作工艺上下功夫，通过有效技术方法，实现磨盘磨抛过程的减振消音。

本发明实施例提供的一种磨盘，用于对石材工件表面进行磨抛，所述磨盘包括基体、刀头结块和填料；其中所述基体用于支撑和动力连接，所述刀头结块和填料在所述基体的端面上圆周分布，所述刀头结块与填料相间配置。

优选地，所述磨盘呈碗形，所述磨盘在刀头结块与基体的连接上采用热压烧结，填料与刀头和基体的连接上采用热压烧结，从而形成牢固连接在一起的整体磨盘。

优选地，所述填料为树脂加金刚石粉末和稀土元素的混合粉末，其相对于刀头结块具有弹性和柔性，所述填料与刀头结块形成软硬相间的结构，所述填料用于增加阻尼、减振消音、工件熨平抛光。

优选地，所述刀头结块包括T型刀头和O型刀头，其在圆周上交替均匀分布，磨盘沿外缘向回转中心填料比例逐渐增加。

优选地，所述刀头结块与填料对工件表面进行交互磨抛，刀头结块进入工作状态，对工件表面进行磨削；随着磨削的持续进行，刀头结块出现磨损，填料参与磨削。

本发明还提供一种磨盘组，用于对石材工件表面进行磨抛，所述磨盘组包括上述的磨盘，其中，多个磨盘形成从粗磨、半精磨、精磨和研磨的加工用磨盘组。

优选地，磨盘组中的每一磨盘的刀头结块冷压成形，在基体上经一次热压结块连接和二次填料热压，所述磨盘组可对光泽度在65-95范围内的工件进行磨抛。

优选地，所述磨盘组包括七个磨盘，其中，标识01的磨盘用于初级磨抛；标识02和03的磨盘其刀头金刚石粒度和浓度适中，适于光泽度要求不高的石材面料的磨抛；标识05至06的磨盘用于光泽度在85-90之间的磨抛；标识07的磨盘磨抛光泽度可达95以上。

优选地，所述磨盘组的刀头结块金刚石粒度按等比级数排列，所述磨盘组的刀头结块金刚石浓度按等差级数排列，所述刀头结块的硬度高于填料硬度。

优选地，所述填料在工件的工作面上的比例逐级增大，所述金刚石粒度逐级细化。

本发明整体上完美解决上述两个方面的问题，实现对石材饰面的小振动、低噪音、高质量、高效率磨抛。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明提供的一种标号01的磨盘结构示意图；

图2是图1中的标号01的磨盘的另一角度的结构示意图；

图3是本发明提供的一种标号02的磨盘结构示意图；

图4是本发明提供的一种标号03的磨盘结构示意图；

图5是本发明提供的一种标号04的磨盘结构示意图；

图6是本发明提供的一种标号05的磨盘结构示意图；

图7是本发明提供的一种标号07的磨盘结构示意图；

图8是本发明提供的一种磨盘编组与最优组合矩阵图。

主要元件符号说明

磨盘10、20、30、40、50、70；刀头结块11、21、31、41、51、71；填料12、22、32、42、52、72；基体13、23、33、43、53、73。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的磨盘组由七个独立的标号01的磨盘10、标号02的磨盘20、标号03的磨盘30、标号04的磨盘40、标号05的磨盘50、标号06的磨盘、标号07的磨盘70组合而成。下面先单独介绍每一磨盘的结构，然后在介绍该磨盘组的组合使用。

请参见图1为标号01的磨盘10结构示意图，所述磨盘10

整体呈碗形（参见图1-b），图1-a是图1-b的主视图，其包括刀头结块11、填料12和基体13。磨盘10结构采用基体-刀头-填料三维度形式，相对于非消音减振的磨盘，即二维度的基体-刀头，在结构上发生重大变革。树脂加少量高粒度金刚石加少量稀土为填料在磨盘工作面上占据相当比例，其阻尼吸振减振降噪效果明显。

其中，基体13主要起支承与动力连接作用；刀头结块11为工件磨抛的直接部分；填料12主要起增加阻尼、减振消音、工件熨平抛光等作用。为整体磨盘10提供了新颖而独特的磨抛效果。

本磨盘10减振消音的机理是磨盘的填料采用“树脂+少量金刚石粉末+少量稀土元素”的混合粉末，相对于刀头整体上比较软且具有一定的弹性和柔性，它与刀头结块形成了“软-硬-软-硬”相间的独特结构。

请参见图2，为磨抛过程中刀头结块11与填料12对工件表面的交互作用示意图，图2-a为刀头瞬间起主要作用，图2-b为填料瞬间起主要作用。在工作中，较硬和锋利的金刚石刀头首先进入工作状态，对工件表面进行磨削；由于磨盘10填料12比较软且有一定弹性，与刀头等高（相对于工件加工面）的填料或较快磨损或局部压缩变形，来自工件表面的作用和来自刀头侧面的作用，都使得磨盘的振动由于填料的阻碍和缓冲而减弱。随着磨削的持续进行，刀头也出现了一定量的磨损；此时吸收能量和发生弹性变形的填料逐渐参与磨削；由于填料中的金刚石粒度比刀头中的金刚石粒度更细，加之树脂的柔软和弹性，表现出填料对工件加工面的磨抛作用。

上面对标号01的磨盘10的结构做了详细描述，下面将对剩余六个磨盘结构进行说明，请参见图3，为标号02的磨盘20结构示意图。所述磨盘20整体呈碗形（参见图3-b），图3-a是图3-b的主视图，其包括刀头结块21、填料22和基体23。其与磨盘10在结构上的不同之处在于刀头结块21的形状和位置关系不同，填料22与刀头结块21的分布情况不同。

请参见图4，为标号03的磨盘30结构示意图。所述磨盘30整体呈碗形，其包括刀头结块31、填料32和基体33。其与磨盘20在结构上的不同之处在于刀头结块31的形状和位置关系不同，填料32与刀头结块31的分布情况不同。

请参见图5，为标号04的磨盘40的结构示意图。所述磨盘40整体呈碗形（参见图5-b），图5-a是图5-b的主视图，其包括刀头结块41、填料42和基体43。其与磨盘10在结构上的不同之处在于刀头结块41的形状和位置关系不同，填料42与刀头结块41的分布情况不同。所述刀头结块41包括环绕基体43的环形刀头结块，相邻的环形刀头结块中间设置锥状的刀头结块，多个锥状的刀头结块环绕基体43。

请参见图6，为标号05的磨盘50的结构示意图。所述磨盘50包括刀头结块51、填料52和基体53。其与磨盘10在结构上的不同之处在于刀头结块51的形状和位置关系不同，填料52与刀头结块51的分布情况不同，本实施方式中，磨盘50的刀头结块51的数量为6个。标号06的磨盘为示意，它的基本几何形态与磨盘50和磨盘70相似，不同的是刀头结块数量为8。

请参见图7，为标号07的磨盘70的结构示意图。所述磨盘70包括刀头结块71、填料72和基体73。其与磨盘50在结构上的不同之处在于刀头结块71的形状和位置关系不同，填料72与刀头结块71的分布情况不同。本实施方式中，磨盘70的刀头结块71的数量为10个。

进一步地，磨盘组的七个磨盘，在材料配方、冷压热压烧结工艺、磨盘三维度功能与结构优化设计，形成可单独使用、推荐优化组合使用的减振消音高效磨抛的碗形磨盘组。

标识01的磨盘10，见图1和图2，主要用于初级磨抛；

标识02和03的磨盘20和30，见图3和图4，其刀头金刚石粒度和浓度适中，适于光泽度要求不高的石材面料的磨抛。

标识04的磨盘40，见图5，材料配方、三维度比例、结构形态等适中，适于光泽度在80左右的磨抛。

标识05至06的磨盘50和磨盘，见图6。其中06磨盘未画出，它的基本几何形态与05和07磨盘相似，不同的是刀头结块数量为8。这组磨盘主要用于光泽度在85-90之间的磨抛。这组磨盘的主要特征是刀头粒度逐级提高，结块数量等差增加，磨抛作用中的抛光作用增强。

标识07的磨盘70，见图7，抛光作用最强，磨抛光泽度可达95以上；可单独使用，推荐成组磨抛。

其中，磨盘组的刀头结块金刚石粒度按等比级数排列：

aq0，aq1，aq2，aq3，aq4，aq5，aq6

通式为

con= aqi-1，i=1， 2，…,7

式中，a为标号为01的磨盘金刚石浓度，q为等比系数，其取值范围1.13-1.33。

磨盘组的刀头结块金刚石浓度按等差级数排列：

g，g-p，g-2p，g-3p，g-4p，g-5p， g-6p

通式为

gra= g-（j-1）p，j=1， 2，…,7

式中，g为标号为01的磨盘金刚石粒度，p为差比系数。

本磨盘磨削过程是上述“刀头磨削”、“填料减振消音”、 “刀头磨削”、“填料磨抛”循环往复的过程，且随着加工由“粗磨”向着“半精磨”、“精磨”和“抛光”的转变，刀头的“抛磨”和填料的“减振”与“抛光”作用逐渐增强；在相同加工条件和有效功率情况下，磨机提供给磨盘的动力转化为有用功的比例较高，即所作有用功较多，整体效果是高效、减振消音、加工质量高。

本磨盘组其特征之一是磨料粒度浓度、填料配方、磨盘工作面体结构等均经精心优化设计，用户可根据需要成组配套使用，亦可单独使用其中任一磨盘。

磨盘组中各磨盘10、20、30、40、50、70采用差异化结构设计，磨抛质量梯次增强。每个磨盘在刀头-基体的连接上采用热压烧结、填充物-刀头-基体为热压烧结，从而形成牢固连接在一起的完整体磨盘。填充物在工作面上的比例逐级增大，同时金刚石粒度逐级细化，适应“粗磨”、“半精磨”、“精磨”和“抛光”加工的要求。

本实施方式中一套七件，即由七个独立的磨盘组成，当然，其可以根据实际需要增加或者减少磨盘的个数，以组成不同的磨盘组。七个磨盘其粒度和浓度配方是按几何级数排列优化而成的，可以依顺序配合使用，达到“粗磨、半精磨、精磨和研磨抛光”的最佳效果；而每一个相对独立的磨盘均可独立使用，使制件表面达到该磨盘对应的表面质量

形态各异的刀头结块，在磨盘基体的端面圆周上均布，刀头与填料相间配置，以直径-2的磨盘40为例，见图5。T型刀头与O型刀头有机结合，以T型提高磨削效率；以O型提升磨削表面质量。沿着径向由外缘向中心填充体积逐渐增加，熨平效果增强。下面以标识04磨盘40为例进行详细说明，请再次参见图5，标识04磨盘40可以单独使用，直接磨抛光泽度为80的花岗岩工作面；更推荐使用磨盘组01-02-03-04，工件表面质量好，易达到80的光泽度要求，同时保证各磨盘具有更长的使用寿命。

碗形磨盘40的三维度结构中，刀头结块41同时拥有两种形式：T型411和环形412，在各自的圆周上交替均匀分布。

填料42为树脂+粒度更细腻的金刚石，再加少量稀土，总体上比较软，但软中有硬，形成一定的磨抛作用。

在设计上磨盘40沿外缘向回转中心填料42比例逐渐增加，外缘的相对较高的线速度适于磨抛；较小半径的区域磨抛作用显著。

为了增强刀头结块41的磨削性能，采用冷压成形；填料42采用热压成形，以增强自身的稳固性，同时使刀头结块41和填料42与基体43固联一体。

在使用中，刀头结块41的磨抛与填料42的抛磨交替作用；高硬的磨料与较软的填料直接作用于工件表面，在磨削力的作用下，使刀头产生振动，而填料抑制这种振动，同时吸收对应的变形能，进一步降低振频和振幅，有效地减弱和消除噪声。

本发明的磨盘组由七个独立的磨盘组成，形成一个从粗磨、半精磨、精磨和研磨的完整四阶段加工用磨盘组；磨盘组中的每个磨盘的共同特点是刀头结块冷压成形、在基体上经一次热压结块连接和二次填充粉末热压。经开刃使用，在保证用相同磨机磨削制件时减振消音，效率更高，表面质量更好，磨盘的使用寿命延长10%以上。

本发明的另一个特征是运用系统工程原理，采用等比级数和等差级数规划填料的配方和与刀头结块的最佳匹配。这集中体现在磨盘编组与最优组合矩阵图上，见图8。该图8既是设计生产遵循的依据，也是使用时为用户提供的基本参考和推荐方案。

在整体上确定磨抛加工石材饰面的范围。一套磨盘组共七件，即由七个独立的磨盘组成，其金刚石粒度和浓度配方是按几何级数和等差级数排列优化而成的，可以依顺序配合使用，达到“粗磨、半精磨、精磨和研磨抛光”的最佳效果；而每一个相对独立的磨盘均可独立使用，使制件表面达到该磨盘对应的表面质量和光泽度。

本发明的碗形磨盘组在设计时覆盖光泽度在65-95范围内对致密花岗岩的磨抛。磨盘工作材料采用特殊配方，结构形态专门设计，功能独特，可单独使用，可分组使用，方便灵活，满足不同的加工要求。

磨盘编组（7个磨盘）矩阵是经优化的碗形磨盘组标识组合-填料金刚石浓度-粒度-选用配置图。

磨盘组在设计和使用中，按图8所示的“磨盘编组矩阵”进行。其中，01；02；03；04；05；06；07分别标识磨盘组中7个按序排列的单个磨盘。

实框中数字表示用对应标识磨盘加工工件时达到的光泽度的等级范围。

水平虚框箭头所指加工至某一光泽度；虚框内的数字为对应磨盘填料所用粒度号；竖直虚框表示加工至对应纵列光泽度的磨盘填料金刚石浓度。

需要磨抛至某一光泽度时，图8给出了磨盘的组合情况。如需要磨抛至光泽度为80，磨盘组合为01-02-03-04。当然04磨盘40可以单独使用，并能磨抛至光泽度为80，高于04的各磨盘均能加工出光泽度为80的表面，但不是最经济的。因此，仍推荐01-02-03-04组合式抛磨，这是加工条件不变情况下的最优组合方案。

其中，08*——取粒度按上面所给等比级数第8位。

09*——取粒度按上面所给等比级数第9位。

08**——取浓度按上面所给等差级数第8位。此图8，既是设计生产遵循的依据，也是使用时为用户提供的基本参考。

本发明的磨盘组采用一次冷压、二次热压工艺，刀头结块的制备、刀头结块与基体的结合，填入粉末的热压，不仅使刀头结块、填充粉末及基体浑然一体，获得较高的形状强度，而且使金刚石磨料的把持力进一步增强。

磨盘中的填料采用“树脂+金刚石粉末+稀土元素”的混合粉末，与刀头结块形成了“软-硬-软-硬”相间的独特结构和机理。

与现有磨盘通常只在端面圆周上均布一定数量的刀头结块不同，通过填充混合粉末并热压成形，使结块相对于基体、结块上的金刚石磨料相对于粘结剂的把持力得以进一步增强。

不仅如此，由于填充的混合粉末经热烧结固化后，占主要比例的树脂表现出良好的“柔性”、“韧性” 和“弹性”，在时间序列上形成“刀头切削磨削”-“刀头有所磨损”-“填充料研磨抛光”-“填充料有所磨损”的功能特征。显而易见，刀头的硬度明显高于填料硬度，刀头的自利性不因填料而受到影响；同时，填料中的混有更细粒度（相对于刀头）的金刚石粉末，它起到研磨和抛光的作用，从而进一步提高了磨轮的工作质量。

以上对本发明实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种磨盘，用于对石材工件表面进行磨抛，其特征在于，所述磨盘包括基体、刀头结块和填料；其中所述基体用于支撑和动力连接，所述刀头结块和填料在所述基体的端面上圆周分布，所述刀头结块与填料相间配置；所述刀头结块包括T型刀头和O型刀头，其在圆周上交替均匀分布，磨盘沿外缘向回转中心填料比例逐渐增加，所述T型刀头间隔设置于所述磨盘的外缘，所述O型刀头间隔设置于所述磨盘的内缘，且设置于相邻两个T型刀头之间，T型刀头提高磨削效率；以O型刀头提升磨削表面质量，沿着径向由外缘向中心填充体积逐渐增加，以增强熨平效果。

2.如权利要求1所述的磨盘，其特征在于，所述磨盘呈碗形，所述磨盘在刀头结块与基体的连接上采用热压烧结，填料与刀头和基体的连接上采用热压烧结，从而形成牢固连接在一起的整体磨盘。

3.如权利要求2所述的磨盘，其特征在于，所述填料为树脂加金刚石粉末和稀土元素的混合粉末，其相对于刀头结块具有弹性和柔性，所述填料与刀头结块形成软硬相间的结构，所述填料用于增加阻尼、减振消音、工件熨平抛光。

4.如权利要求1所述的磨盘，其特征在于，所述刀头结块与填料对工件表面进行交互磨抛，刀头结块进入工作状态，对工件表面进行磨削；随着磨削的持续进行，刀头结块出现磨损，填料参与磨削。

Images