CN114055353A - 砂轮及其制备方法 - Google Patents

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李国锋
李锦华
肖航
李锟
程立志
杨兴发
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刘驰
周尚儒
陈蕾
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Abstract

本发明公开了一种砂轮，涉及磨具技术领域，包括磨削层与冷却环，磨削层的中部设有安装通道，安装通道内用于安装冷却环，磨削层的侧壁上开设有多个流通通道，各流通通道的两端分别延伸至安装通道的侧壁和磨削层的外侧壁，并用于将冷却环内的磨削液导出至磨削层的外侧壁；还公开了一种砂轮制备方法，将坯料和蜡模均放入模具内，并使蜡模位于坯料内部，且蜡模的两端分别延伸至模具的成型侧壁上；将坯料在模具内压实并成型；对坯料和蜡模进行烧结，并使蜡模熔化成型流通通道，坯料成型半成品；对半成品进行修整和表面处理，成型砂轮。该砂轮及其制备方法能够提高砂轮的冷却效果，延长砂轮的使用寿命。

Description

砂轮及其制备方法
技术领域
本发明涉及磨具技术领域，具体是涉及一种砂轮及其制备方法。
背景技术
磨料磨具作为机械加工中必不可少工具，广泛的应用于工业生产中，而砂轮是磨料磨具中最重要的组成部分，砂轮表面凹凸不平，凸出的磨粒担任着切削工作，磨粒间的孔隙为容屑槽。砂轮能够用于加工各种金属材料以及非金属材料，加工领域宽泛。
随着科学技术的发展，对于磨削加工的工艺有着更加严格的要求。针对磨削过程中产生的高温现象、磨削液无法进入磨削区域以及磨屑堵塞的问题，对砂轮表面形貌提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种砂轮及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高砂轮的冷却效果，延长砂轮的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种砂轮，包括磨削层与冷却环，所述磨削层的中部设有安装通道，所述安装通道内用于安装冷却环，所述磨削层的侧壁上开设有多个流通通道，各所述流通通道的两端分别延伸至所述安装通道的侧壁和所述磨削层的外侧壁，并用于将所述冷却环内的磨削液导出至所述磨削层的外侧壁。
优选地，所述磨削层为含纤维复合材料制成。
优选地，所述磨削层为环状，多个所述流通通道分为多个通道组，各所述通道组沿所述磨削层的周向均匀排列，各所述通道组内的所述流通通道沿所述磨削层的轴向均匀排列。
优选地，所述冷却环上开设有多个径向通道和多个轴向通道，所述径向通道与所述冷却环的中心轴垂直，且一个所述流通通道对应连通一个所述径向通道，所述轴向通道与所述冷却环的中心轴平行，且各所述轴向通道围绕所述冷却环的中心轴设置，一个所述轴向通道对应一个所述通道组，且位于同一竖直方向上的各所述径向通道与同一个所述轴向通道连通。
优选地，所述轴向通道内径为5-20mm，所述径向通道的内径为0.3-3mm；同一个所述通道组内的相邻的两个所述流通通道之间的最小轴向距离为1-5mm、同一水平面上的相邻的两个所述流通通道之间最小周向距离为5-20mm。
本发明还提供了一种砂轮制备方法，用于制备上述技术方案中任一项所述的砂轮，包括以下步骤：
S1：将坯料和蜡模均放入模具内，并使所述蜡模位于坯料内部，且所述蜡模的两端分别延伸至所述模具的成型侧壁上；
S2：将所述坯料在所述模具内压实并成型；
S3：对所述坯料和所述蜡模进行烧结，并使所述蜡模熔化成型所述流通通道，所述坯料成型半成品；
S4：对所述半成品进行修整和表面处理，成型所述砂轮。
优选地，所述坯料为纤维、结合剂、磨料、填料和造孔剂混合造粒后烘干制成。
优选地，所述蜡模表面涂覆有耐火层。
优选地，S1步骤中，所述坯料包括多个单元层，所述蜡模分为多个蜡模组，在所述模具内铺设时，在所述模具的径向上，按照“所述单元层-所述蜡模组-所述单元层”分层交叉式铺设在所述模具内。
优选地，S2步骤中，对所述模具内的所述坯料震动压实并在压力机上压制成型。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的砂轮，磨削层的中部设有安装通道，安装通道内用于安装冷却环，进而保证砂轮转动时的稳定性，磨削层的侧壁上开设有多个流通通道，各流通通道的两端分别延伸至安装通道的侧壁和磨削层的外侧壁，并用于将冷却环内的磨削液导出至磨削层的外侧壁，进而在此过程中，通过磨削液在流通通道内的流通，实现对砂轮磨削区的冷却，且相较于外部喷射冷却液进行冷却，提高了对磨削区的冷却效果，进而降低工件的磨削烧伤。
本发明提供的砂轮制备方法，将坯料和蜡模均放入模具内，并使蜡模位于坯料内部，且蜡模的两端分别延伸至模具的成型侧壁上，对坯料和蜡模进行烧结，并使蜡模熔化成型流通通道，成型工艺简单，且通过磨削液在流通通道内的流通实现对磨削区的冷却，有利于冷却液进入磨削区，冷却效果好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，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是实施例一提供的砂轮的剖视示意图；
图2是实施例一提供的砂轮的俯视图；
图3是实施例一提供的砂轮与冷却环连接的俯视图；
图4是图3中冷却环的剖视示意图；
图中：100-砂轮，1-磨削层，2-流通通道，3-安装通道，4-冷却环，5-轴向通道，6-径向通道。
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、完整地描述，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做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。
本发明的目的是提供一种砂轮及其制备方法，以解决现有的砂轮冷却效果差，影响使用寿命的技术问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1-图4所示，本实施例提供一种砂轮100，包括磨削层1和冷却环4，磨削层1的中部设有安装通道3，安装通道3内用于冷却环4，进而保证砂轮100转动时的稳定性，磨削层1的侧壁上开设有多个流通通道2，各流通通道2的两端分别延伸至安装通道3的侧壁和磨削层1的外侧壁，并用于将冷却环4内的磨削液导出至磨削层1的外侧壁，进而在此过程中，通过磨削液在流通通道2内的流通，将磨削液引至砂轮表面进入磨削区，相较于通过外部喷射磨削液的磨削方式，本过程既可以实现对砂轮100的冷却，还有效提高了磨削液对工件磨削区的冷却效果，进而降低磨削损伤。
具体地，磨削层1为含纤维复合材料制成，纤维复合材料为纤维、结合剂、磨料、填料、造孔剂混合均匀后造粒烘干成型，纤维可以是碳纤维、氧化铝纤维等，通过纤维增强作用来增强砂轮100的强度，提高工作效率、延长使用寿命。
磨削层1为环状，便于在转动过程中对工件进行磨削。多个流通通道2分为多个通道组，各通道组沿磨削层1的周向均匀排列，各通道组内的流通通道2沿磨削层1的轴向均匀排列，进而使得流通通道2分布于磨削层1的各个部位，提高冷却效果。
如图3-图4所示，冷却环4上开设有多个径向通道6和多个轴向通道5，径向通道6与冷却环4的中心轴垂直，且一个流通通道2对应连通一个径向通道6，轴向通道5与冷却环4的中心轴平行，且各轴向通道5围绕冷却环4的中心轴设置，一个轴向通道5对应一个通道组，且位于同一竖直方向上的各径向通道6与同一个轴向通道5连通，进而在加入磨削液时，经轴向通道5的上端加入磨削液，磨削液经轴向通道5进入径向通道6，然后进入流通通道2，实现对砂轮100的冷却。
轴向通道5的内径为5-20mm，径向通道6的内径为0.3-3mm，小直径的流通通道2和径向通道6能够产生毛细效应，进而将磨削液带入砂轮100的磨削区，起到良好的冷却效果，降低磨削区温度；同一个通道组内的相邻的两个流通通道2之间的最小轴向距离为1-5mm、同一水平面上的相邻的两个流通通道2之间最小周向距离为5-20mm。
实施例二
本实施例提供一种砂轮100的制备方法，用于制备实施例一中的砂轮100，包括以下步骤：
S1：将坯料和蜡模均放入模具内，并使蜡模位于坯料内部，利用蜡模预留流通通道2，且蜡模的两端分别延伸至模具的成型侧壁上；
S2：将坯料在模具内压实并成型，利用模具成型砂轮100，保证能够形成砂轮100的特定形状；
S3：对坯料和蜡模进行烧结，并使蜡模熔化成型流通通道2，坯料成型半成品，整个过程操作简单，进而提高制备效率；
S4：对半成品进行修整和表面处理，成型砂轮100，保证砂轮100的表观质量。
具体地，坯料为纤维、结合剂、磨料、填料和造孔剂混合造粒后烘干制成，利用纤维增强作用来增强砂轮100的强度，延长砂轮100的使用寿命。
蜡模表面涂覆有耐火层，耐火层为石英、刚玉等耐火涂料制成，进而保证烧结失蜡后流通通道2的形状。
S1步骤中，坯料包括多个单元层，蜡模分为多个蜡模组，在模具内铺设时，在模具的径向上，按照“单元层-蜡模组-单元层”分层交叉式铺设在模具内，进而便于形成沿砂轮100径向和轴向排列的流通通道2，以提高砂轮100的冷却效果。
S2步骤中，对模具内的坯料震动压实并在压力机上压制成型，提高效率。
本说明书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，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种砂轮，其特征在于：包括磨削层与冷却环，所述磨削层的中部设有安装通道，所述安装通道内用于安装冷却环，所述磨削层的侧壁上开设有多个流通通道，各所述流通通道的两端分别延伸至所述安装通道的侧壁和所述磨削层的外侧壁，并用于将所述冷却环内的磨削液导出至所述磨削层的外侧壁。
2.根据权利要求1所述的砂轮，其特征在于：所述磨削层为含纤维复合材料制成。
3.根据权利要求1所述的砂轮，其特征在于：所述磨削层为环状，多个所述流通通道分为多个通道组，各所述通道组沿所述磨削层的周向均匀排列，各所述通道组内的所述流通通道沿所述磨削层的轴向均匀排列。
4.根据权利要求3所述的砂轮，其特征在于：所述冷却环上开设有多个径向通道和多个轴向通道，所述径向通道与所述冷却环的中心轴垂直，且一个所述流通通道对应连通一个所述径向通道，所述轴向通道与所述冷却环的中心轴平行，且各所述轴向通道围绕所述冷却环的中心轴设置，一个所述轴向通道对应一个所述通道组，且位于同一竖直方向上的各所述径向通道与同一个所述轴向通道连通。
5.根据权利要求4所述的砂轮，其特征在于：所述轴向通道内径为5-20mm，所述径向通道的内径为0.3-3mm；同一个所述通道组内的相邻的两个所述流通通道之间的最小轴向距离为1-5mm、同一水平面上的相邻的两个所述流通通道之间最小周向距离为5-20mm。
6.一种砂轮制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1-5任一项所述的砂轮，包括以下步骤：
S1：将坯料和蜡模均放入模具内，并使所述蜡模位于坯料内部，且所述蜡模的两端分别延伸至所述模具的成型侧壁上；
S2：将所述坯料在所述模具内压实并成型；
S3：对所述坯料和所述蜡模进行烧结，并使所述蜡模熔化成型所述流通通道，所述坯料成型半成品；
S4：对所述半成品进行修整和表面处理，成型所述砂轮。
7.根据权利要求6所述的砂轮制备方法，其特征在于：所述坯料为纤维、结合剂、磨料、填料和造孔剂混合造粒后烘干制成。
8.根据权利要求6所述的砂轮制备方法，其特征在于：所述蜡模表面涂覆有耐火层。
9.根据权利要求6所述的砂轮制备方法，其特征在于：S1步骤中，所述坯料包括多个单元层，所述蜡模分为多个蜡模组，在所述模具内铺设时，在所述模具的径向上，按照“所述单元层-所述蜡模组-所述单元层”分层交叉式铺设在所述模具内。
10.根据权利要求6所述的砂轮制备方法，其特征在于：S2步骤中，对所述模具内的所述坯料震动压实并在压力机上压制成型。
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