CN111360698A - 一种高精密研磨棒的修复方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高精密研磨棒的修复方法，包括：检测研磨棒的最大磨损深度；根据最大磨损深度判断是否对研磨棒进行修复过程；计算修复过程中对研磨棒的修复量；根据计算得到的修复量对研磨棒进行机加工；本申请通过对研磨棒的受损程度进行检测、分析，根据检测分析结果在原有研磨棒的基础上进行新研磨棒的修复再加工，既可以显著提升金刚石的利用率，降低生产成本；同时经此修复方法修复的研磨棒锋利度、研磨精度均可与原始研磨棒一致，并且仍然具有较高的使用寿命，更加能满足市场需求。

Description

一种高精密研磨棒的修复方法

技术领域

本发明涉及工具修复技术领域，尤其涉及一种高精密研磨棒的修复方法。

背景技术

研磨棒是研磨装置的重要部件，其性能的好坏直接影响研磨的效果，其使用寿命的长短直接影响生产加工的成本。根据研磨棒材料的不同，研磨棒的使用环境、使用寿命也存在区别，在众多类型的研磨棒中，多层金刚石研磨棒因其具有高精度、高耐磨性、高硬度等特点，逐渐在市面上被广泛应用。

目前市面上的多层高精密金刚石研磨棒主要由烧结、熔结或钎焊等工艺进行制备，其制备原理均是通过高温处理，使金刚石粉末、金属结合剂粉末及金属基体之间形成高强度的连接结构，即在金属基体表面形成一层混有多层金刚石磨粒的金属结合剂层，再利用加工设备将带有金属结合剂层的基体加工出满足客户要求的研磨槽，用于磨削作业。

然而，当研磨棒经过一定时长的研磨作业后，研磨槽内或研磨槽边缘不可避免地会产生崩口、裂纹、孔洞等缺陷，该缺陷虽然仍能保证整体外观良好且满足客户装卡需求，但并不能生产出满足客户高精密度要求的产品，只有将其整体淘汰，这不仅增加了更换研磨棒的经济成本，还造成了研磨棒中金属结合剂层内部的大量金刚石磨粒严重浪费。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高精密研磨棒的修复方法，以解决现有技术中研磨棒重复利用率低、更换成本高等问题。

本申请提供了一种高精密研磨棒的修复方法，包括:

检测研磨棒的最大磨损深度；

根据最大磨损深度判断是否对研磨棒进行修复过程；

计算修复过程中对研磨棒的修复量；

根据计算得到的修复量对研磨棒进行机加工。

可选的，所述检测研磨棒的最大磨损深度包括：

确定缺陷位置；

获取缺陷位置对应的初始研磨棒厚度；所述初始研磨棒厚度为该缺陷位置未磨损前的研磨棒直径；

获取缺陷位置磨损后的第二研磨棒厚度；所述第二研磨棒厚度为该缺陷位置磨损后的研磨棒直径；

将第二研磨棒厚度与初始研磨棒厚度差值的最大值的一半作为最大磨损深度。

可选的，所述根据最大磨损深度判断是否对研磨棒进行修复过程包括：

获取最大磨损深度所对应缺陷位置的研磨棒金属结合剂层厚度；

将最大磨损深度与研磨棒金属结合剂层厚度进行比较；若最大磨损深度大于或等于研磨棒金属结合剂层厚度，则不执行后续修复过程。

可选的，所述方法还包括：

若最大磨损深度大于研磨棒金属结合剂层厚度的80％，则不执行后续修复过程。

可选的，所述对研磨棒的修复量包括研磨棒外圆面去除量和/或研磨槽内去除量；所述计算修复过程中对研磨棒的修复量包括：

若缺陷位置位于研磨棒外圆面，则将最大磨损深度与预设增量的和作为研磨棒外圆面去除量；

若缺陷位置位于研磨槽内，则将最大磨损深度与预设增量的和作为研磨棒外圆及研磨槽内去除量。

可选的，所述根据计算得到的修复量对研磨棒进行机加工包括：

获取研磨棒的外形尺寸；

根据外形尺寸选取夹具，将研磨棒固定于加工设备一端；

按照修复量对研磨棒刃部外径和研磨槽分别进行切削或磨削加工。

可选的，所述加工设备对研磨槽内进行切削或磨削加工的方法包括：

获取研磨槽内无缺陷位置时的第一形状尺寸信息；

选取与第一形状尺寸信息对应的加工刀具；

根据修复量得到修复后研磨槽内的第二形状尺寸信息；

制定与第二形状尺寸信息对应的加工程序；

根据加工程序完成切削或磨削加工。

可选的，所述方法还包括：

对机加工后的研磨棒尺寸进行复验。

本申请提供了一种高精密研磨棒的修复方法，所述方法包括：检测研磨棒的最大磨损深度；根据最大磨损深度判断是否对研磨棒进行修复过程；计算修复过程中对研磨棒的修复量；根据计算得到的修复量对研磨棒进行机加工；本申请通过对研磨棒的受损程度进行检测、分析，根据检测分析结果在原有研磨棒的基础上进行新研磨棒的修复再加工，既可以显著提升金刚石的利用率，降低生产成本；同时经此修复方法修复的研磨棒锋利度、研磨精度均可与原始研磨棒一致，并且仍然具有较高的使用寿命，更加能满足市场需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种高精密研磨棒的修复方法的流程图；

图2为图1中步骤S10的分解步骤流程图；

图3为图1中步骤S20的分解步骤流程图；

图4为图1中步骤S40的分解步骤流程图；

图5为图1中步骤S43的分解步骤流程图；

图6为本申请一种高精密研磨棒的修复方法对一种研磨棒的修复原理图；

图7为本申请一种高精密研磨棒的修复方法对另一种研磨棒的修复原理图；

图8为本申请一种高精密研磨棒的修复方法对又一种研磨棒的修复原理图；

图9为图1所示方法的一种优选例流程图。

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

参见图1，为本申请一种高精密研磨棒的修复方法的结构示意图；

由图1可知，本申请实施例提供了一种高精密研磨棒的修复方法，具体包括：

S10：检测研磨棒的最大磨损深度；

对经过一段时间使用的受损研磨棒进行修复前，需要通过对其受损量或受损程度进行测量分析，并根据分析结果判断当前研磨棒的受损程度是否满足研磨棒的修复标准，一方面是判断当前研磨棒是否达到了需要修复的状态，另一方面是判断当前研磨棒的受损程度是否还有可修复的必要。因此，在执行具体的修复操作前，首先需要对研磨棒的最大磨损深度进行检测，在本实施例中，最大磨损深度是指在整个研磨棒范围内，受损部分(也可称缺陷位置)的磨损深度最大值，该数值可由厚度、深度的变化量来表示，由于受损部分可能存在多处，且各处的受损程度可能不同，因此需要检测出每一处受损部分的磨损深度，而在多个磨损深度中取最大值作为整个研磨棒的最大磨损深度。

在本申请中，执行步骤S10检测操作的操作工具不限于一种，例如可选用光学显微镜、影像测量仪或二者的组合形式，利用光学、影像处理技术相比于人工拿精密尺具测量，其测量精度更高，且测量效率更高。

此外，在制定研磨棒的修复标准时，至少需要同时满足两点：a、受损部分的金属结合剂层剩余部分应具备再次加工的能力、即具有一定的厚度；b、受损部位应不影响设备对研磨槽尺寸的测量操作，保证获得精确的测量值。

具体的，由图2可知，步骤S10中得到最大磨损深度的步骤可细化为：

S11：确定缺陷位置；缺陷位置可能有一处、也可能有多处，其缺陷类型可能为崩口、裂纹、孔洞或其它类型，其发生的位置可能为研磨棒刃部外表面、研磨槽底部、研磨槽侧壁或者上述位置的连接处；因此，首先要采用影像测量装置确定所有发生缺陷的缺陷位置，进而通过对位于不同位置上的缺陷针对性地测量磨损深度。

S12：获取缺陷位置对应的初始研磨棒厚度；所述初始研磨棒厚度为该缺陷位置未磨损前的研磨棒直径；由于此时的研磨棒已经被磨损，不能通过影像直接获取到未磨损前的研磨棒直径，这时，就需要利用到步骤S11中得到的缺陷位置，用缺陷位置附近的处于相同研磨棒部位的非缺陷位置的研磨棒直径作为初始研磨棒厚度；例如，当检测研磨棒刃部外表面存在孔洞缺陷时，可以将孔洞周围未发生缺陷部位的研磨棒厚度作为孔洞未发生磨损前的初始研磨棒厚度。

S13：获取缺陷位置磨损后的第二研磨棒厚度；所述第二研磨棒厚度为该缺陷位置磨损后的研磨棒直径；第二研磨棒厚度可由测量设备根据图像分析得出，需要说明的是，无论缺陷位置是处于刃部外表面还是研磨槽内，缺陷内的每一点所对应的研磨棒厚度唯一，因此均可以通过研磨棒厚度的变化量来计算当前位置的磨损量、进而反映磨损程度。

S14：将第二研磨棒厚度与初始研磨棒厚度差值的最大值的一半作为最大磨损深度；由于缺陷位置可能存在多个，并且一个缺陷位置内不同位置的磨损深度也不一致，因此需要统计分析出发生最大磨损的缺陷位置，并将该位置的磨损深度作为整个研磨棒的最大磨损深度。对于最大磨损深度的统计过程，可以通过测量设备配置常用软件完成，在本实施例中不予限制及赘述。

当得出了最大磨损深度后，需要对是否需要执行修复过程进行判断：

S20：根据最大磨损深度判断是否对研磨棒进行修复过程；

设置步骤S20的目的在于，能够筛除不具备经济性的几种情况，例如，当前受损位置已经使金属结合剂层完全或几乎耗尽，无法通过修复加工使研磨棒具有原来相同的加工效果，或者经过修复加工后研磨棒很难维持长时间的高质量加工效果，显然这时的修复经济性不高，需要在执行修复前停止不必要的工作量；又如，当前最大磨损深度尚且不会对加工件的质量造成重大影响，执行修复一定程度上增加了修复消耗，且浪费了金属结合剂层的材料。

具体的，由图3可知，步骤S20中判断过程可细化为：

S21：获取最大磨损深度所对应缺陷位置的研磨棒金属结合剂层厚度；由于研磨棒制造过程中所生成的金属结合剂层厚度可知，此时可以根据研磨棒的生产工艺获取到初始金属结合剂层的厚度；这里需要说明的是，在研磨棒的不同部位，其金属结合剂层的厚度可能不同，如果研磨棒为带有研磨槽的结构，而其生产方法是先将棒体结构整体制备金属结合剂层，再通过在外表面加工槽型结构，应当认为此时槽底的金属结合剂层厚度必然小于未开槽部位的金属结合剂层厚度，因此，在本申请中考虑的初始金属结合剂厚度应当是针对不同部位而提出的，不能归为所有部位的厚度相同。

S22：将最大磨损深度与研磨棒金属结合剂层厚度进行比较；若最大磨损深度大于或等于研磨棒金属结合剂层厚度，则不执行后续修复过程。例如，当出现某一凹坑缺陷的最低点深度为180μm，而该凹坑所在位置的金属结合剂层厚度小于180μm时，说明金属结合剂层已完全耗尽，此时如何修复也不能保证该位置具有原来的加工效果，因此无需进行修复过程，可以直接申请报废，节省了无谓的修复资源浪费。

如果最大磨损深度小于研磨棒金属结合剂层厚度，通常认为可以通过修复来使研磨棒恢复原来相同的加工能力。但是，如果最大磨损深度已经较为接近研磨棒金属结合剂层厚度的数值，即使采用了修复手段，经修复后的研磨棒的使用寿命也不高，可以认为此时修复的意义并不大，因此，在一种较优的实施例中，可以对最大磨损深度增加一定的限制条件，进一步增加修复的经济性。例如，可以设置条件为：若最大磨损深度大于研磨棒金属结合剂层厚度的80％，则不执行后续修复过程，即当保证剩余金属结合剂层厚度较厚时，才执行修复过程，这样经修复后的研磨棒仍可使用较长一段时间，对于前述80％的数值在此不作限定，可以根据实际情况设置成其他数值。

S30：计算修复过程中对研磨棒的修复量；通常所述修复量与最大磨损深度有直接的关系，对研磨棒进行修复，就是对研磨棒缺陷位置及其周围整体切削或磨削，使其重新形成一致的圆周面或曲面，从而“消除”缺陷；为了保证完全消除缺陷，需要使整体切削量在最大磨损深度的基础上加一个预设增量，达到整体切削效果，保证修复后的表面平整。根据缺陷位置的不同，修复量可以包括研磨棒外圆面去除量和/或研磨槽内去除量，其中研磨棒外圆面去除量是指外圆面外径缩小的数值，而研磨槽内去除量是指整个槽底轮廓向内平移的距离值。具体的，假设研磨棒研磨槽深度为0.2mm，槽内最大磨损深度为0.05mm，即研磨棒外圆的修复量为0.05mm，修复后，研磨槽仍然存在，此时再在研磨槽原位置，按照研磨槽原形状，将研磨槽进行再次修复，修复量仍然为0.05mm。

具体的，计算过程可分为两种类型：

若缺陷位置位于研磨棒外圆面，则将最大磨损深度与预设增量的和作为研磨棒外圆面去除量；

若缺陷位置位于研磨槽内，则将最大磨损深度与预设增量的和作为研磨棒外圆及研磨槽内去除量。

在本申请中的预设增量，通常需要根据经验值设定，该数值不宜过大，例如可以设置成100μm～500μm之间。从而在减小材料浪费的前提下，获得最优的加工后表面。

在明确需要加工的修复量后，可以利用加工设备对研磨棒实施步骤S40的操作：

S40：根据计算得到的修复量对研磨棒进行机加工；在本步骤中，所利用到的加工设备不限于包括车床、磨床等设备，以及提供固定、测量功能的夹具、卡尺以及其他设备；与现有技术中生产研磨棒时对其加工过程不同的是，由于是对受损部位进行修复，所要利用到的刀具、刀具的运行轨迹、进刀量等运行参数均需要前几个步骤中获取，也就是说，根据缺陷位置、缺陷数量、缺陷程度的不同，需要配置相应的加工工艺来完成，并且，经修复的产品需要经过检测，以判断研磨棒是否具有可修复性再确定修复量，因此，在本申请中的加工过程需要综合考虑前序步骤的测量结果，必要情况下，在加工过程中还应增加影像测量仪等设置保证加工的精确进行。

具体的，如图4可知，本申请中步骤S40可细化为：

S41：获取研磨棒的外形尺寸；该尺寸可通过研磨棒的生产工艺获得，也可采用影像测量设备实时获得，获取外形尺寸的作用是用于将研磨棒定位在加工设备的指定位置上，有利于加工精度的保证。

S42：根据外形尺寸选取夹具，将研磨棒固定于加工设备一端；根据不同外形尺寸的研磨棒，选取适合的夹具能保持其加工过程中的稳定性。

S43：按照修复量对研磨棒刃部外径和研磨槽分别进行切削或磨削加工；具体在加工时，由于加工部位不同，所采用的设备、加工刀具及加工方法会有不同，例如，如果加工的是研磨棒的外圆面，则可以采用整体车削掉一定厚度(修复量数值的厚度)的研磨棒即可；

但当对研磨槽内进行加工时，其方法略微复杂，如图5所示，方法包括：

S431：获取研磨槽内无缺陷位置时的第一形状尺寸信息；第一形状尺寸信息可包括圆弧半径、圆弧弧度、研磨槽深度等；

S432：选取与第一形状尺寸信息对应的加工刀具；加工刀具必须要满足可以加工出第一形状尺寸信息相同的研磨槽；

S433：根据修复量得到修复后研磨槽内的第二形状尺寸信息；第二形状尺寸信息中的圆弧半径、圆弧弧度等数据均与第一形状尺寸信息相同，仅是整体向内平移导致了深度的变化，平移的深度即研磨槽内最大磨损深度；

S434：制定与第二形状尺寸信息对应的加工程序；该步骤由加工设备中配置的系统完成，具体系统配置可参照现有技术中的相关技术，在此不作限制；

S435：根据加工程序完成切削或磨削加工。

由上述技术方案可知，本申请提供的一种高精密研磨棒的修复方法，能够对不同类型的研磨棒进行修复操作，下面列举三种可行性实施例对各个修复过程进行简单说明：

实施例一

参见图6，为本申请一种高精密研磨棒的修复方法对一种研磨棒的修复原理图；

图6示出了一种无研磨槽的研磨棒受损待修复的情况，此类研磨棒主要用于对切削边缘进行磨制，利用本申请提供的方法，当发现研磨棒外表面出现待修复缺陷时，首先，可通过测量设备测得该缺陷位置的最大磨损深度，根据最大磨损深度值判断受损程度；若判断结果为需要修复，则在对研磨棒刃部外径去除量经过计算后，将研磨棒的一端固定在车床或磨床的一端；开启车床或磨床，采用刀具将研磨棒的外径整体车削掉去除量，从而达到修复目的。

实施例二

参见图7，为本申请一种高精密研磨棒的修复方法对另一种研磨棒的修复原理图；

图7示出了一种带有研磨槽并且缺陷位于研磨槽内的研磨棒待修复的情况，此类研磨棒主要用于对具有弧状的产品或局部进行磨制，利用本申请提供的方法，当发现研磨棒的研磨槽内出现待修复磨损时，首先，对受损程度进行判断，如果研磨槽内磨损严重，超出了条件范围，则不具备可修复性；若未超出条件范围，则需通过影像测量仪等设备检测出未受损处的尺寸信息(包括圆弧半径等)，再根据最大磨损深度计算研磨棒的修复量；接着，将研磨棒的一端固定在车床或磨床的一端；开启车床或磨床，先将研磨棒外圆面去除修复量，再采用适应的刀具将研磨棒的研磨槽整体车削掉去除量，从而达到修复目的。

实施例三

参见图8，为本申请一种高精密研磨棒的修复方法对又一种研磨棒的修复原理图；

图8示出了一种带有研磨槽并且缺陷位于研磨槽与外缘连接部分的研磨棒待修复情况，其实质上是上述实施例一、实施例二相结合的情况，对于该种情况，需要同时采用两种方法分别对两个不同位置进行切削，对于加工过程可参见上述两实施例中的描述，在此不再过多赘述。需要说明的是，对于两种加工处理的先后顺序可任意设置，但通常来说先进行刃部外径的整体车削后进行研磨槽的加工，可以使得研磨槽的加工深度更加精确。

进一步的，参见图9，本申请所提供方法的一种优选例中，可以在所有步骤完成后，增加步骤S50：对机加工后的研磨棒尺寸进行复验；这样一方面可以保证修复的精度，当复验结果不合格时，还可以通过二次修复进一步保证修复效果。

由上述技术方案可知，本申请提供了一种高精密研磨棒的修复方法，所述方法包括：检测研磨棒的最大磨损深度；根据最大磨损深度判断是否对研磨棒进行修复过程；计算修复过程中对研磨棒的修复量；根据计算得到的修复量对研磨棒进行机加工；本申请通过对研磨棒的受损程度进行检测、分析，根据检测分析结果在原有研磨棒的基础上进行新研磨棒的修复再加工，既可以显著提升金刚石的利用率，降低生产成本；同时经此修复方法修复的研磨棒锋利度、研磨精度均可与原始研磨棒一致，并且仍然具有较高的使用寿命，更加能满足市场需求。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种高精密研磨棒的修复方法，其特征在于，所述方法包括：

检测研磨棒的最大磨损深度；

根据最大磨损深度判断是否对研磨棒进行修复过程；

计算修复过程中对研磨棒的修复量；

根据计算得到的修复量对研磨棒进行机加工。

2.根据权利要求1所述的一种高精密研磨棒的修复方法，其特征在于，所述检测研磨棒的最大磨损深度包括：

确定缺陷位置；

获取缺陷位置对应的初始研磨棒厚度；所述初始研磨棒厚度为该缺陷位置未磨损前的研磨棒直径；

获取缺陷位置磨损后的第二研磨棒厚度；所述第二研磨棒厚度为该缺陷位置磨损后的研磨棒直径；

将第二研磨棒厚度与初始研磨棒厚度差值的最大值的一半作为最大磨损深度。

3.根据权利要求1所述的一种高精密研磨棒的修复方法，其特征在于，所述根据最大磨损深度判断是否对研磨棒进行修复过程包括：

获取最大磨损深度所对应缺陷位置的研磨棒金属结合剂层厚度；

将最大磨损深度与研磨棒金属结合剂层厚度进行比较；若最大磨损深度大于或等于研磨棒金属结合剂层厚度，则不执行后续修复过程。

4.根据权利要求3所述的一种高精密研磨棒的修复方法，其特征在于，所述方法还包括：

若最大磨损深度大于研磨棒金属结合剂层厚度的80％，则不执行后续修复过程。

5.根据权利要求1所述的一种高精密研磨棒的修复方法，其特征在于，所述对研磨棒的修复量包括研磨棒外圆面去除量和/或研磨槽内去除量；所述计算修复过程中对研磨棒的修复量包括：

若缺陷位置位于研磨棒外圆面，则将最大磨损深度与预设增量的和作为研磨棒外圆面去除量；

若缺陷位置位于研磨槽内，则将最大磨损深度与预设增量的和作为研磨棒外圆及研磨槽内去除量。

6.根据权利要求1所述的一种高精密研磨棒的修复方法，其特征在于，所述根据计算得到的修复量对研磨棒进行机加工包括：

获取研磨棒的外形尺寸；

根据外形尺寸选取夹具，将研磨棒固定于加工设备一端；

按照修复量对研磨棒刃部外径和研磨槽分别进行切削或磨削加工。

7.根据权利要求6所述的一种高精密研磨棒的修复方法，其特征在于，所述加工设备对研磨槽内进行切削或磨削加工的方法包括：

获取研磨槽内无缺陷位置时的第一形状尺寸信息；

选取与第一形状尺寸信息对应的加工刀具；

根据修复量得到修复后研磨槽内的第二形状尺寸信息；

制定与第二形状尺寸信息对应的加工程序；

根据加工程序完成切削或磨削加工。

8.根据权利要求1所述的一种高精密研磨棒的修复方法，其特征在于，所述方法还包括：

对机加工后的研磨棒尺寸进行复验。

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