CN202540127U - 陶瓷球研磨的复合式固着磨料磨盘 - Google Patents

Abstract

一种陶瓷球研磨的复合式固着磨料磨盘，所述的复合式固着磨料磨盘包括铸铁磨盘，所述铸铁磨盘上开有环形槽，所述环形槽内嵌入固着磨具，所述环形槽的上端呈V形槽，所述V形槽以固着磨具为中心。本实用新型提高了固着磨料的利用率，降低了磨盘开设加工沟槽和修整的难度，降低了生产成本，减少了加工辅助时间，提高了加工效率。

Description

陶瓷球研磨的复合式固着磨料磨盘

技术领域

本实用新型涉及一种陶瓷球的固着磨料磨盘。 

背景技术

随着工业技术的发展，对机床和仪器设备提出了高速、高精度、高可靠性等性能要求。与传统的轴承钢相比，氧化铝陶瓷具有密度小，硬度高、弹性模量高（刚度高）、耐磨损、热膨胀系数低、热稳定性和化学稳定好、绝缘、无磁等极为优良的综合性能，被认为是制造轴承滚动体的最佳材料，并在陶瓷球轴承（钢质轴承圈，陶瓷材料滚动体.）的应用上获得很大成功。陶瓷球轴承具有使用寿命长（钢质轴承的2～5倍）、转速高、整体精度和刚度好、热稳定性能好以及无磁性等优异的综合性能，在高温、高速、高精度、酸碱腐蚀、电腐蚀、强磁场、无润滑或介质润滑等工作条件下具有非常广阔的应用前景，已广泛应用于航空航天、军事、石油、化工以及高速精密机械等诸多领域。 

但是，氧化铝陶瓷属硬脆难加工材料，传统的陶瓷球加工主要采用研磨钢质滚珠的V形槽研磨法，采用硬质的金刚石磨料作为研磨介质，采用游离磨料研磨的方法进行加工，加工周期长（完成一批陶瓷球需要12～15天）。漫长的加工过程以及昂贵的金刚石磨料导致了高昂的制造成本。国内外的研究经验表明，氧化铝陶瓷滚动体的加工效率低、加工成本高是限制陶瓷球轴承推广应用的一个主要原因。 

为了克服游离磨料加工效率比较低的问题，目前已有专利、科技论文等报道开发了固着磨料（砂轮）研磨技术用于陶瓷球的加工余量 的快速去除，利用固结在一起的金刚石、碳化硼、碳化硅等硬质磨料（这些磨料的硬度要高于陶瓷球材料）的刻划等机械作用实现对陶瓷球材料的高效去除。在固着磨料研磨加工中，磨粒被固结在一起，磨粒主要以刻划的形式去除工件材料，参与加工的磨粒数量多，可以获得很高的材料去除率。 

但是，目前采用的固着磨料磨盘都采用整体式，也就是整块磨盘都是固结磨料磨具，这种加工方法存在如下主要问题： 

1）固着磨料磨盘的利用率低，浪费严重。这是因为，在研磨陶瓷球前，必须在磨盘上加工出数道同心的环形V形槽，槽之间必须留有间隙，槽与磨盘之间也必须留有间隙。这些间隙部分的磨着磨料不参与实际加工，造成了大量浪费；研磨工过程中，随着V形槽逐渐磨损（V形槽过深，陶瓷球陷入其中，无法与上研磨盘有效接触），需要对其进行修正，将磨盘端面去除一定的高度，这时又有一部分固着磨料未经使用即被浪费。因此，这种整体式磨着磨料磨盘的利用率低，增加了生产成本。 

2）磨盘表面V形槽加工及磨盘修整困难。由于要加工的陶瓷球硬度较高，因此，固着磨料磨盘所使用的磨料一般都使用硬度极高的磨料，比如金刚石、碳化硅、立方氮化硼等。因此，在这些固着磨料磨盘上加工V形槽和修整是很困难的，加工V形槽的刀具磨损很快。 

3）整体式的大直径固着磨料磨盘制作困难。由于固着磨料磨具采用整体式结构，当要制作 

以上的磨盘时，由于磨具体积巨大，制作难度自然增加。同时，由于磨具体积较大，很难保证磨具表层与内部的性能一致，影响了加工的稳定性。 

发明内容

为了克服目前陶瓷球固着磨料研磨过程中，固着磨料磨具利用率低、磨具表面V形槽加工困难、磨盘制作困难、生产成本高等问题，本实用新型提供一种固着磨料利用率高、磨盘修整方便、生产成本低的陶瓷球研磨的复合式固着磨料磨盘。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种陶瓷球研磨的复合式固着磨料磨盘，所述的复合式固着磨料磨盘包括铸铁磨盘，所述铸铁磨盘上开有环形槽，所述环形槽内嵌入固着磨具，所述环形槽的上端呈V形槽，所述V形槽以固着磨具为中心。 

本实用新型的技术构思为：采用铸铁材料制成磨盘的基础结构，并在其上的环形槽内填充或嵌入固着磨料，形成复合式固着磨料磨盘对陶瓷球进行加工。加工加工过程，固着磨料作为陶瓷球加工用沟槽的底部，保证了所有的固着磨料都能用于陶瓷球的加工；而沟槽之间的间隙部分是仍是铸铁，从而避免了从而避免了整体式固着磨料磨盘使用过程中，槽间隙之间部分的固着磨料未经使用就被浪费，提高了磨料的利用率，降低了生产成本。同时，由于加工沟槽（V形槽）的两侧都是铸铁，降低了开设沟槽和磨盘修整的难度，减少开槽和修整刀具的磨损，进一步降低了生产成本。由于在这种复合式固着磨料磨盘的制作过程中，固着磨料可以之间填充或嵌入在铸铁材料的基础结构中，降低了大直径固着磨料磨盘的难度。 

本实用新型的有益效果主要表现在：提高了固着磨料的利用率，降低了磨盘开设加工沟槽和修整的难度，降低了生产成本，减少了加工辅助时间，提高了加工效率。 

附图说明

图1是传统整体式固着磨料磨盘的结构示意图。 

图2是复合式固着磨料磨盘铸铁磨盘（基础结构）的结构示意图。 

图3是复合式固着磨料磨盘（上端面开设V形槽）的结构示意图 

图4是采用复合式固着磨料磨盘加工陶瓷球的原理示意图。 

图5是沟槽磨损后的复合式固着磨料磨盘结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。 

参照图1～图5，一种陶瓷球研磨的复合式固着磨料磨盘，所述的复合式固着磨料磨盘包括铸铁磨盘1，所述铸铁磨盘1上开有环形槽2，所述环形槽2内嵌入固着磨具3，所述环形槽2的上端呈V形槽4，所述V形槽4以固着磨具为中心。 

本实施例的复合式固着磨料磨具以铸铁磨盘1为基体，所述的铸铁磨盘为常用的陶瓷球研磨用铸铁磨盘，禁止有砂眼，布氏硬度150-250。根据待加工陶瓷球5的直径d，在研磨盘上加工出环形槽2，槽宽b为待加工陶瓷球直径的2/3～4/5，即b=2/3·d～4/5·d(mm)。槽深hc根据铸铁研磨的厚度hp确定，槽深小于磨盘厚度10-20mm，即hp-20≤hc≤hp-10。槽间间距bj为待加工陶瓷球直径为，bj=2/3·d+2～2/5·d+1(mm)。槽与磨盘边缘的边距bb为，bb=1/3·d+5～1/3·d+15(mm)。最大开槽数量n根据铸铁研磨盘的宽度bp和以上参数确定为：n=(bp-10)/(d+1)（n取整）。 

将配置好的配料在模具中热压成形，脱模后固化，将固着磨具制作成小的磨具块，然后嵌入到铸铁磨盘的环形槽2中，并用胶水粘合形成固着磨料槽，使固着磨具与铸铁盘成为一个整体。 

根据待加工陶瓷球5的直径，在复合式固着磨料磨盘上端面开设V形槽4，V形槽以填充固着磨料的环形槽2为中心，V形槽的槽宽bv为待加工球的直径，槽形角α为60～120°。这时V形槽的两侧边为铸铁，而V形槽的底部则为固着磨料。V形槽的开设过程，实际是对铸铁盘的加工（将原有的环形槽的槽口扩展），因此刀具磨损较小。 

同时，只有环形槽部分填充由磨料，这些磨料都未参与到对陶瓷球的加工过程中。槽之间的部分为铸铁，从而避免了整体式固着磨料磨盘使用过程中，槽间隙之间部分的固着磨料未经使用就被浪费，提高了磨料的利用率，降低了生产成本。 

本实施例的工作过程为：复合式固着磨料磨盘对陶瓷球的加工：将复合式固着磨料磨盘安装于研磨机的下盘8，上研磨盘6采用铸铁磨盘或相同的复合式固着磨料磨盘；待加工的陶瓷球5放置在下盘的V形槽4中，启动研磨机，并在上下盘之间注入冷却液7；V形槽4对陶瓷球的运动起导向作用，V形槽底部的固着磨具3对陶瓷球表面进行切削、划擦和挤压，实现对陶瓷球的精加工。 

复合式固着磨料磨盘的修整：当复合式固着磨料磨盘的沟槽磨损，磨损的沟道9无法保证陶瓷球5的正常滚动或与上研磨盘6有效接触时，需要对复合式固着磨料磨盘进行修整，将磨盘的上端面去除一定高度。修整高度hx，一般为加工球精的1/3～2/3，即hx=1/3·d～2/3·d(mm)。由于固着磨料始终处于V形槽的底部，会随着加工的进行自然消耗，需要修整的是V形槽两侧被磨损的铸铁结构。因此，修整铸铁材料相对修整固着磨料要方便的多，修整精度也更高。同时，修整刀具的磨损减少，生产成本下降。 

上例仅是本实用新型的较佳实施例，凡是依据本专利所作的任何修改和变更，均应包含在本实用新型的保护范围。 

Claims (1)

1.一种陶瓷球研磨的复合式固着磨料磨盘，其特征在于：所述的复合式固着磨料磨盘包括铸铁磨盘，所述铸铁磨盘上开有环形槽，所述环形槽内嵌入固着磨具，所述环形槽的上端呈V形槽，所述V形槽以固着磨具为中心。 

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