CN113001423A - 用于砂轮的金刚石磨具、双面凹砂轮的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于砂轮的金刚石磨具，所述金刚石磨具本体包括：基体，呈圆柱形；基体一端用以固定于磨床的磨削旋转传动件；金刚石磨头，包括若干金刚石磨块；若干所述金刚石磨块沿所述基体远离磨削旋转传动件的第一面外轮廓分布；所述基体外轮廓与所述待加工砂轮工件的通孔定位匹配后，所述金刚石磨头在磨削旋转传动件驱使下形成磨削旋转以磨削所述待加工砂轮工件表面形成凹槽结构。本发明还提供一种双面凹砂轮的加工方法。金刚石磨头包括若干金刚石磨块，金刚石磨块尺寸小、易加工，成型时原料分散均匀，制得的金刚石磨块机械强度稳定。基体可与待加工砂轮工件的通孔配合，起到定位作用，以提高制得的双面凹砂轮磨具的两面凹槽的同轴度、磨削精确度。

Description

用于砂轮的金刚石磨具、双面凹砂轮的加工方法

技术领域

本发明涉及磨具技术领域，尤其涉及用于砂轮的金刚石磨具、双面凹砂轮的加工方法。

背景技术

异形砂轮是指砂轮的外表面即非平面也非标准的圆柱面或圆锥面，而是指在垂直于周向的方向上外表面呈高低不平状(也即凹凸不平状)；其中，双面凹砂轮是指双面设有凹槽的砂轮。现有的加工双面凹砂轮的工艺以钢碗车床和普通双轴金刚石磨床为主。

其中，钢碗车床需根据工人的操作经验同时配合卷尺、通规等检测工具进行加工，在作业时要凭经验进行粗挖，然后再用卷尺和通规边检测边修整的加工方式。对操作人员对设备使用的熟练程度要求很高，产品缺乏一致性。同时还存在孔径加工精度差、粗糙、凹槽平整度差等缺陷，因此生产出的双面凹砂轮在用户使用时存在孔径难装夹，容易拉坏砂轮和磨损主轴；平整度差又容易引起砂轮夹碎等产品质量事故。

由于钢碗车床挖双面凹砂轮存在的设计缺陷，逐渐演变为使用普通双轴金刚石磨床来加工双面凹砂轮，在加工砂轮时，使用一个轴对待加工的砂轮进行定位，定位准确后用另一轴加工双面凹砂轮，同时配合使用卷尺和通止规进行砂轮双面凹槽加工，一定程度上解决了孔径加工精度差、粗糙和凹槽平整度的问题。但对操作人员的作业经验要求较高，产品缺乏一致性。磨砂轮孔径、挖凹槽作业凭经验和辅助工具。存在车孔精度无法把控，圆度和同轴度不易控制，两面凹槽尺寸直径不一致的缺陷，产品能满足客户使用的合格率较低等缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供用于砂轮的金刚石磨具。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现。

本发明的第一个目的是提供用于砂轮的金刚石磨具，包括用于分别磨削待加工砂轮工件两侧以得到双面凹砂轮磨具的金刚石磨具本体，所述金刚石磨具本体包括：

基体，呈圆柱形；所述基体一端用以固定于磨床的磨削旋转传动件；

金刚石磨头，包括若干金刚石磨块；若干所述金刚石磨块沿所述基体远离磨削旋转传动件的第一面外轮廓分布；

所述基体外轮廓与所述待加工砂轮工件的通孔定位匹配后，所述金刚石磨头在磨削旋转传动件驱使下形成磨削旋转以磨削所述待加工砂轮工件表面形成凹槽结构。

优选地，所述金刚石磨块外侧轮廓凸出于所述基体外侧表面。

优选地，若干所述金刚石磨块呈环形阵列分布。

优选地，若干所述金刚石磨块外轮廓沿一圆周延伸。

优选地，所述第一面设有凹陷部；所述基体设有连接部，用以连接所述磨削旋转传动件。

优选地，相邻两金刚石磨块的两相对表面夹角α为4°～8°。

优选地，所述金刚石磨块的数目为12～16个；所述金刚石磨块厚度为1～4cm。

优选地，所述金刚石磨块原料包括65～95重量份的金刚石磨料颗粒、40～60重量份的铜粉、16～20重量份的锡粉、11～13重量份的钛粉、占原料总重量16％～20％的钴粉。

优选地，所述金刚石磨料颗粒的粒度为30～40目或40～50目或60～80目或80～100目。

本发明第二个目的是提供一种双面凹砂轮的加工方法，包括以下步骤：

S1、将若干所述金刚石磨块焊接于所述基体的第一面以形成金刚石磨头；

S2、对金刚石磨头进行静平衡检测，若不平衡，切除偏重部位，制得如上所述的金刚石磨具本体；

S3、将所述金刚石磨具本体安装于所述磨床的磨削旋转传动件上，通过所述基体外周侧轮廓定位所述待加工砂轮工件的通孔；

S4、启动磨床以驱动所述金刚石磨具本体磨削旋转，以自所述通孔一端内磨削形成第一凹槽；

S5、翻转所述待加工砂轮工件，通过所述金刚石磨具本体自所述通孔另一端内磨削形成第二凹槽，制得双面凹砂轮磨具。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的金刚石磨具，包括基体及设置于基体上的金刚石磨头。金刚石磨头包括若干金刚石磨块，金刚石磨块尺寸小、易加工，成型时原料分散均匀，制得的金刚石磨块机械强度稳定。基体可与待加工砂轮工件的通孔配合，起到定位作用，以提高制得的双面凹砂轮磨具的两面凹槽的同轴度、磨削精确度。

本上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的金刚石磨具本体的立体结构示意图图一；

图2为本发明的金刚石磨具本体的立体结构示意图图二；

图3为本发明的金刚石磨具本体的俯视图；

图4为本发明的待加工砂轮工件的立体结构示意图；

图5为本发明的双面凹砂轮磨具的立体结构示意图；

图6为本发明的加工方法的步骤流程图。

图中：100、金刚石磨具本体；11、基体；111、第一面；1111、凹陷部；112、连接部；113、轴孔；114、基座；12、金刚石磨头；121、金刚石磨块；1211、第一表面；1212、第二表面；

20、待加工砂轮工件；21、通孔；22、第一凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例1

本发明提供金刚石磨具，如图1所示，包括用于分别磨削待加工砂轮工件20两侧以得到双面凹砂轮磨具的金刚石磨具本体100，即采用金刚石磨具本体100在待加工砂轮工件20两侧分别磨削形成第一凹槽22、第二凹槽，制得的双面凹砂轮磨具同样用于磨削；所述金刚石磨具本体100包括：

基体11，呈圆柱形；所述基体11一端用以固定于磨床的磨削旋转传动件；在一实施例中，基体11为塑钢件或铝合金件；

金刚石磨头12，包括若干金刚石磨块121；若干所述金刚石磨块121沿所述基体11远离磨削旋转传动件的第一面111外轮廓分布；

所述基体11外轮廓与所述待加工砂轮工件20的通孔21定位匹配后，所述金刚石磨头12在磨削旋转传动件驱使下形成磨削旋转以磨削所述待加工砂轮工件20表面形成凹槽结构。具体地，如图4所示，待加工砂轮工件20设有通孔21，减重的同时可用于与基体11的轴孔113定位。金刚石磨具本体100尺寸小，其外周侧轮廓小于通孔21内轮廓尺寸。采用金刚石磨具本体100对待加工砂轮工件20表面进行磨削前，在数控磨床的控制下，通过基体11外周侧轮廓定位通孔21，以使得所述基体11与所述通孔21同轴后进行对待加工砂轮工件20一侧的磨削，形成第一凹槽22后翻转待加工砂轮工件20，在数控磨床的控制下，通过基体11外周侧轮廓再次定位通孔21后进行对待加工砂轮工件20另一侧的磨削，以形成第二凹槽，进而制得双面凹砂轮磨具，如图5所示。金刚石磨具本体100工作时，通过基体11与待加工砂轮工件20的通孔21的定位，使得待加工砂轮工件20两侧形成的凹槽均与通孔21同轴，提高同轴度和磨削精确度，且操作简便，对操作人员经验的要求不严。此外，金刚石磨头12包括若干金刚石磨块121，金刚石磨块121尺寸小，易加工，其原料中各成分在热压成型时易分散均匀，成型后的金刚石磨块121机械强度稳定，且可根据待加工砂轮工件20对磨削工具硬度的要求调整金刚石磨块121的数量，适用范围广；相比于整体环形磨头结构，每一金刚石磨块121安装更易安装，安装位置易调整，保证每一金刚石磨块121均起到磨削功能，使得构成的金刚石磨头磨削接触点分布均匀。

在一实施例中，所述金刚石磨块121外侧轮廓凸出于所述基体11外侧表面。当磨床驱动金刚石磨具本体100对待加工砂轮工件20进行磨削旋转时，金刚石磨具本体100设有金刚石磨头12的一端伸入待加工砂轮工件20的通孔21内，金刚石磨块121朝向待加工砂轮工件20运动的同时进行磨削旋转，金刚石磨块121的外侧面(第一表面1211)对轴孔113内壁进行磨削，金刚石磨块121朝向待加工砂轮工件20的表面(第二表面1212)对待加工砂轮工件20初步形成的凹槽底壁进行磨削，进而在待加工砂轮工件20相应的外表面形成完整的凹槽结构。金刚石磨块121外侧轮廓凸出于基体11外侧表面，避免金刚石磨具本体100磨削旋转时基体11若伸入轴孔113内后基体11外周侧与待加工砂轮工件20外表面接触，而造成基体11的磨损。

在一实施例中，若干所述金刚石磨块121呈环形阵列分布，以使得金刚石磨具本体100旋转平衡，以提高其磨槽精度。

在一实施例中，若干所述金刚石磨块121外轮廓沿一圆周延伸。金刚石磨具本体100磨削旋转时，若干所述金刚石磨块121外轮廓均处于相同的运动轨迹，使得每一金刚石磨块121的第一表面1211均能够起到磨削作用，提高其磨削力度。

在一实施例中，所述第一面111设有凹陷部1111，以降低基体111重量，进而降低金刚石磨具本体100旋转负荷。

在一实施例中，如图2所示，所述基体11设有连接部112，用以连接所述磨削旋转传动件。连接部112尺寸小，便于通过固定件将连接部112与磨床的磨削旋转传动件固定，避免因磨削旋转传动件高速旋转运动导致基体11相对磨削旋转传动件产生滑动，而导致金刚石磨具本体100脱落。具体地，基体11包括相连的连接部112、基座114，若干金刚石磨块12固定于基座114的第一面111上。采用基体11定位待加工砂轮工件20时，将基座114外周侧轮廓与待加工砂轮工件20的通孔21进行定位即可。

在一实施例中，所述基体11设有轴孔113，用以连接所述磨削旋转传动件的转动轴。当基体11设有连接部112，轴孔113贯穿连接部112、基座114，所述磨削旋转传动件的转动轴贯穿轴孔113，以使得磨削旋转传动件形成的旋转力能过均匀地传递至金刚石磨具本体100上，使得金刚石磨具本体100旋转平衡。

在一实施例中，如图3所示，相邻两金刚石磨块121的两相对表面夹角α为4°～8°，降低金刚石磨块121安装时相邻金刚石磨块121的阻碍；此外，控制好相邻两金刚石磨块121的间距，便于金刚石磨具本体100磨削待加工砂轮工件20产生的磨屑分散出，避免磨屑积留于相邻两金刚石磨块121之间的空隙内。α不超过8°，以避免导致相邻两金刚石磨块121间距过大，金刚石磨块121数目有所限制，而降低了金刚石磨头12的磨削强度。

在一实施例中，所述金刚石磨块121的数目为12～16个，以保证金刚石磨头12的磨削强度。所述金刚石磨块121厚度为1～4cm，以保证金刚石磨块121的抗压强度。

在一实施例中，所述金刚石磨块121原料包括65～95重量份的金刚石磨料颗粒、40～60重量份的铜粉、16～20重量份的锡粉、11～13重量份的钛粉、占原料总重量16％～20％的钴粉。金刚石磨料颗粒提供硬度，铜粉、锡粉、钴粉、钛粉作为结合剂，以使相邻金刚石磨料颗粒紧密连接，经过热压成型、烧结形成金刚上师磨块121，其中，烧结温度为640℃～700℃。由于金刚石磨具本体100用于磨削待加工砂轮工件20，待加工砂轮工件20硬度大，则通过限定金刚石磨块121原料成分及配比，一定程度降低金刚石磨具本体100的硬度，以使得金刚石磨具本体100与待加工砂轮工件20摩擦时磨钝的磨粒尽快脱落，裸露锐利的磨料以保证磨削工作，且避免待加工砂轮工件20因金刚石磨具本体100表面残存的磨钝的磨粒磨削力度弱而延长磨削时间，使得磨削温度高而损坏了待加工砂轮工件20。在一实施例中，待加工砂轮工件20包括白刚玉或单晶刚玉工件，或待加工砂轮工件20由白刚玉工件和单晶刚玉工件拼接形成的双面材质不同的砂轮工件。

在一实施例中，所述金刚石磨料颗粒的粒度为30～40目或40～50目或60～80目或80～100目。具体地，根据金刚石磨料颗粒硬度要求，采用30～40目或40～50目或60～80目或80～100目的标准筛进行筛选，选取所需粒度的金刚石磨料颗粒，以保证金刚石磨块121的磨削力度的同时控制金刚石磨块121与待加工砂轮工件20摩擦时

实施例2

本发明提供一种双面凹砂轮的加工方法，如图6所示，包括以下步骤：

S1、将若干所述金刚石磨块121焊接于所述基体11的第一面111以形成金刚石磨头12；具体地，采用高频焊接机进行焊接；

S2、对金刚石磨头12进行静平衡检测，若不平衡，切除偏重部位，制得所述金刚石磨具本体100；具体地，采用平衡杠和台式钻床进行静平衡检测，采用台钻进行切除；

S3、将所述金刚石磨具本体100安装于所述磨床的磨削旋转传动件上，通过所述基体11外周侧轮廓定位所述待加工砂轮工件20的通孔21；具体地，磨床采用数控单轴全加工磨床，安装好金刚石磨具本体100后进行平衡检测及调整；将待加工砂轮工件20装卡于工作平台上，采用金刚石磨具本体100进行磨削；

S4、启动磨床以驱动所述金刚石磨具本体100磨削旋转，以自所述通孔21一端内磨削形成第一凹槽22；具体地，在数控单轴全加工磨床的传动驱动力下及其数字显示系统控制下，金刚石磨具本体100进行磨削旋转，且旋转状态的金刚石磨具本体作圆周运动，以在待加工砂轮工件20的通孔21一端内壁沿通孔21径向方向施力进行磨削；

S5、翻转所述待加工砂轮工件20，通过所述金刚石磨具本体100自所述通孔21另一端内磨削形成第二凹槽，制得双面凹砂轮磨具。同样，第二凹槽的形成远离与第一凹槽22形成原理相同，通过金刚石磨具本体100在通孔21另一端内壁沿通孔21径向方向施力进行磨削。

进一步地，还包括金刚石磨块21的制备，包括步骤：将金刚石磨块21原料混合均匀，采用石墨磨具成型，用热压机在其烧结温度下压制形成金刚石磨块21。进一步地，所述金刚石磨块121原料包括65～95重量份的金刚石磨料颗粒、40～60重量份的铜粉、16～20重量份的锡粉、11～13重量份的钛粉、占原料总重量16％～20％的钴粉。优选地，金刚石磨块121原料包括80重量份的金刚石磨料颗粒、50重量份的铜粉、18重量份的锡粉、12重量份的钛粉、占原料总重量20％的钴粉。

进一步地，还包括待加工砂轮工件的制备，包括步骤：将待加工砂轮工件20原料混合均匀，压制成型，于1100～120℃烧结。

进一步地，好包括采用车床、铣床、磨床加工制得基体11。

进一步地，还包括检验步骤，包括步骤：检验人员利用平衡杠、通止规、游标卡尺、强度试速机对制得的双面凹砂轮磨具进行检验。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于砂轮的金刚石磨具，包括用于分别磨削待加工砂轮工件(20)两侧以得到双面凹砂轮磨具的金刚石磨具本体(100)，其特征在于，所述金刚石磨具本体(100)包括：

基体(11)，呈圆柱形；所述基体(11)一端用以固定于磨床的磨削旋转传动件；

金刚石磨头(12)，包括若干金刚石磨块(121)；若干所述金刚石磨块(121)沿所述基体(11)远离磨削旋转传动件的第一面(111)外轮廓分布；

所述基体(11)外轮廓与所述待加工砂轮工件(20)的通孔(21)定位匹配后，所述金刚石磨头(12)在磨削旋转传动件驱使下形成磨削旋转以磨削所述待加工砂轮工件(20)表面形成凹槽结构。

2.根据权利要求1所述的用于砂轮的金刚石磨具，其特征在于，所述金刚石磨块(21)外侧轮廓凸出于所述基体(11)外侧表面。

3.根据权利要求1所述的用于砂轮的金刚石磨具，其特征在于，若干所述金刚石磨块(121)呈环形阵列分布。

4.根据权利要求1所述的用于砂轮的金刚石磨具，其特征在于，若干所述金刚石磨块(121)外轮廓沿一圆周延伸。

5.根据权利要求1所述的用于砂轮的金刚石磨具，其特征在于，所述第一面(111)设有凹陷部(1111)；所述基体(11)设有连接部(112)，用以连接所述磨削旋转传动件。

6.根据权利要求1所述的用于砂轮的金刚石磨具，其特征在于，相邻两金刚石磨块(121)的两相对表面夹角α为4°～8°。

7.根据权利要求1所述的用于砂轮的金刚石磨具，其特征在于，所述金刚石磨块(121)的数目为12～16个；所述金刚石磨块(121)厚度为1～4cm。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的用于砂轮的金刚石磨具，其特征在于，所述金刚石磨块(121)原料包括65～95重量份的金刚石磨料颗粒、40～60重量份的铜粉、16～20重量份的锡粉、11～13重量份的钛粉、占原料总重量16％～20％的钴粉。

9.根据权利要求8所述的用于砂轮的金刚石磨具，其特征在于，所述金刚石磨料颗粒的粒度为30～40目或40～50目或60～80目或80～100目。

10.一种双面凹砂轮的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将若干所述金刚石磨块(121)焊接于所述基体(11)的第一面(111)以形成金刚石磨头(12)；

S2、对金刚石磨头(12)进行静平衡检测，若不平衡，切除偏重部位，制得如权利要求1-9任意一项所述的金刚石磨具本体(100)；

S3、将所述金刚石磨具本体(100)安装于所述磨床的磨削旋转传动件上，通过所述基体(11)外周侧轮廓定位所述待加工砂轮工件(20)的通孔(21)；

S4、启动磨床以驱动所述金刚石磨具本体(100)磨削旋转，以自所述通孔(21)一端内磨削形成第一凹槽(22)；

S5、翻转所述待加工砂轮工件(20)，通过所述金刚石磨具本体(100)自所述通孔(21)另一端内磨削形成第二凹槽，制得双面凹砂轮磨具。

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