CN203245744U - 拼合式金刚石异形砂轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拼合式金刚石异形砂轮，包括夹紧于压板和基板之间的磨环，磨环由若干个单齿拼合而成，各单齿与压板和基板之间设有限制其径向、轴向和周向自由度的防飞机构；防飞机构包括凸缘和凹槽配合的卡嵌结构和金属体，凸缘和凹槽设置于各单齿与压板或∕和基板之间，金属体设置于拼合磨环与压板夹持面、或与基板夹持面、或与压板和基板夹持面之间；本实用新型异形砂轮制作工艺的步骤为首先制造有等形磨耗结构的各单齿，然后将各单齿拼合成磨环，最后将拼合磨环夹紧于压板和基板之间，并设置防飞机构限制单齿径向、轴向和周向自由度。本实用新型将难以在整体磨环上加工的等形磨耗结构，通过分解为单齿并拼合而方便实现。

Description

拼合式金刚石异形砂轮

（一）技术领域：

本实用新型涉及金属结合剂金刚石磨削工具，具体为一种拼合式金刚石异形砂轮。

（二）背景技术：

目前金属结合剂金刚石异形砂轮，一般采用粉末冶金烧结工艺制造金刚石工作环。常采用方式一：将金刚石工作环直接烧结到基体上。方式二：将烧结好的金刚石工作环通过机械或胶合等方式固结在基体上。方式三：对于一些间断齿式的异形轮，通常则采用钎焊的方式，将金刚石齿焊接固结到钢基体上。

为了提高金刚石砂轮加工时的效率水平以及被加工材料的表面光洁度，需要提高金刚石砂轮在工作过程中的排屑、冷却能力，其有效的方式是采用断续（冲击）磨削功能来提高磨削效率，通常的做法是在金刚石工作环工作面上设置一些有利于排屑（容屑）、冷却（容水）的槽、孔结构，目前一般采用通过模具预置或后加工（如电火花）或采用单齿焊接的方式来实现。

由于金刚石工作环是采用粉末冶金的工艺制造，在高温高压的制造过程中，金属粉体（结合剂）的流动性较差，如果模具结构过于复杂，压力传递就会受到影响，造成金刚石工作环的密实度不均匀而产生性能偏差。所以，现有技术的产品，通过模具预置实现所设置的槽、孔数量较少（例如，一般200mm直径的砂轮，设置少于12个），并且形状简单，作用十分有限；而采用后加工方式往往是将金刚石环的某些部分去除掉，去除掉的部分含有昂贵的金刚石无法回收（比如电火花方式）而造成浪费，并且由于有金刚石的存在，通常加工难度较大，造成成本增高；采用钎焊方式，焊接强度、安全性难以保证，并且不适合精细化加工。

（三）实用新型内容：

针对现有技术的局限性，本实用新型的目的是提出了一种结构简单、工艺合理、节省成本、高效安全的拼合式金刚石异形砂轮及其制作工艺。

能够实现上述目的的拼合式金刚石异形砂轮，包括夹紧于压板和基板之间且具有等形磨耗结构的磨环，与现有技术不同的是所述磨环由若干个单齿拼合而成，所述单齿与压板或∕和基板之间设有限制单齿径向、轴向和周向自由度的防飞机构；所述防飞机构包括凸缘和凹槽配合的卡嵌结构和金属体，所述凸缘和凹槽设置于单齿与压板、或与基板、或与压板和基板之间，所述金属体设置于拼合磨环与压板夹持面、或与基板夹持面、或与压板和基板夹持面之间。

有关“等形磨耗结构”的技术内容详见专利申请号为201210013303.8的《防失形异形砂轮》发明专利；所述单齿，是通过粉末冶金烧结工艺制造而成，由于粉末冶金压制方向的局限性以及复杂模具对压力传递的局限性被解除，单齿相对于整体磨环而言更容易制造出复杂的异形磨面形状，从而能够保证磨环等形磨耗的结构。

为了保证由单齿拼合而成的磨环能够正常工作，各单齿在径向、轴向和圆周的自由度都必须被可靠限制，确保使用中各单齿不会松动，否则，这种拼合式金刚石异形砂轮将可能失效甚至带来危险。

根据砂轮在加工时的受力大小、各单齿的强度等因素来选择金属体的软硬度，根据不同软硬度，所述金属体可采用金属片、或采用金属环、或采用金属线。

所述金属片、或金属环、或金属线的厚度选择范围在0.1mm～2mm之间，所述各单齿间的高低差越大，则金属体厚度越大。

所述压板用紧固螺钉紧固于基板上，压板上开设有环形进水槽；所述拼合磨环的等形磨耗结构采用断续式，从而于各单齿间形成有容屑槽以及出水口，所述环形进水槽、压板和基板之间形成的储水腔以及出水口形成砂轮的冷却水通道；具有这种结构的砂轮具有内冷却功能，能够在外冷式磨削机床上使用。

拼合式金刚石异形砂轮制作工艺，其特征在于包括以下几个步骤：

1、制造有等形磨耗结构的各单齿。

2、将若干个单齿拼合成磨环。

3、将拼合磨环夹紧于压板和基板之间，其中各单齿与压板或∕和基板之间设置限制各单齿径向、轴向和周向自由度的防飞机构。

所述防飞机构包括凸缘和凹槽配合的卡嵌结构和金属体，所述凸缘和凹槽设置于各单齿与压板、或与基板、或与压板和基板之间，所述金属体设置于拼合磨环与压板夹持面、或与基板夹持面、或与压板和基板夹持面之间；所述卡嵌结构限制了各单齿的径向自由度，而在夹紧力的作用下，金属体发生适度塑性变形，使高低不平的各单齿受力贴合或嵌入到金属体中，从而限制了各单齿的轴向自由度，与此同时金属体还填充进各单齿拼合缝的间隙中而形成挡边，因此各单齿的周向自由度也受到限制。

所述金属体采用金属片、或采用金属环、或采用金属线。

所述金属片、或金属环、或金属线厚度的选择范围在0.1mm～2mm之间。

所述金属体采用铝及合金铝、铜及铜合金、铁及铁合金制作，也可采用其它具有等效作用、软硬适度的金属单质或合金制作。

所述压板用紧固螺钉紧固于基板上，压板上开设有环形进水槽；所述拼合磨环的等形磨耗结构为断续式，从而于各单齿之间形成有容屑槽以及出水口，所述环形进水槽、压板和基板之间形成的储水腔以及出水口形成砂轮的冷却水通道。

本实用新型的优点：

1、本实用新型拼合式金刚石异形砂轮及其制作工艺，将难以在整体磨环上加工的“等形磨耗结构”，通过分解为单齿并拼合而方便实现。

2、本实用新型拼合式金刚石异形砂轮及其制作工艺，大大降低了模具的加工难度，节省了大量磨环的原材料。

3、本实用新型拼合式金刚石异形砂轮及其制作工艺有利于实施自动化大批量生产。

（四）附图说明：

图1为本实用新型一种实施方式的立体结构示意图。

图2为图1实施方式的主视图。

图3为图1、图2中单齿的立体结构示意图。

图号标识：1、压板；2、基板；2-1、中心轴颈；3、单齿；3-1、凸缘；3-2、出水口；4、金属片；5、紧固螺钉；6、环形进水槽；7、储水腔；8、支撑垫块。

（五）具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明：

本实用新型拼合式金刚石异形砂轮，是通过基体将具有等形磨耗结构的磨环夹持固结成为异形砂轮，其中所述基体由和压板1和基板2组装而成，所述磨环由若干个单齿3拼合而成，拼合磨环置于基板2的圆周外缘，环状压板1置于基板2上均布的支撑垫块8上，并通过对应位置的紧固螺钉5将压板1紧固于基板2上，压板1的外围圆周将拼合磨环夹持固定于基板2上，压板1与基板2的中心轴颈2-1之间形成环形进水槽6，压板1与基板2之间形成储水腔7，如图1、图2所示。

为保证拼合磨环能够正常工作，各单齿3在径向方向、轴向方向和圆周方向的自由度都必须得到可靠限制，确保使用中各单齿3不会在离心力的作用下而松动，本实用新型异形砂轮中通过防飞结构实现对各单齿3的限制。

所述防飞结构中采用卡嵌结构限制各单齿3的径向自由度；所述卡嵌结构为在单齿3对应于压板1和基板2的上、下侧面上设置凸缘3-1，在压板1和基体2上的对应位置上开设凹槽，装配时个单齿3的凸缘3-1嵌入压板1和基体2的凹槽中，形成在径向方向对各单齿3的自由度限制，如图1、图2、图3所示。

所述防飞结构中采用软硬适度的金属片4限制各单齿3的轴向方向和圆周方向的自由度：所述金属片4设置于压板1和与拼合磨环的夹持面之间。在紧固螺钉5的锁紧力作用下，通过压板1压迫金属片4使其发生适量的塑性变形，用以填充高度略有差异的各单齿3与压板1夹持面间的空隙，使紧固力能够经金属片4作用在每个单齿3上，形成在轴向对各单齿3的夹持固结而将自由度限制；与此同时，塑性变形的金属片4挤入各单齿3的拼合缝中填充间隙，形成了与各单齿3齿数等量的挡边，并且，由于各单齿3由粉末冶金方式制造，每个单齿3因模具膨胀或磨损等因素造成变形而略有差异，高低不同的各单齿3嵌入金属片4的深度也不同，从而形成了金属片4对各单齿3在圆周方向的自由度限制，如图2所示。

所述金属片4常用铝及铝合金、铜及铜合金、铁及铁合金等具有一定强度的金属或合金材料制作。

所述金属片4的软硬度需要根据在砂轮加工时的受力大小、各单齿3的强度等因素来选择。

所述金属片4的厚度在0.1mm～2mm之间选择，各单齿3间的高低差越大，所用的金属片4厚度越大。

对各单齿3三个方向自由度所采取的措施，其作用相互辅助、叠加，各单齿3固结强度可靠，确保了拼合磨环能够在使用中正常工作。

所述拼合磨环的等形磨耗结构采用断续式，即各单齿3的中间部分才为磨削实体，磨削实体两侧的空位为非实体加工区域，从而于各单齿3间形成了容屑槽以及出水口3-2，所述环形进水槽6、储水腔7以及出水口3-2形成砂轮的冷却水通道，如图2、图3所示。

本实用新型拼合式金刚石异形砂轮制作工艺包括以下几个步骤：

1、制造有等形磨耗结构的各单齿3。

2、将若干个单齿3拼合成磨环。

3、将拼合磨环夹紧于压板1和基板2之间，其中各单齿3与压板1或∕和基板2之间设置限制各单齿3径向、轴向和周向自由度的防飞机构。

所述防飞机构的设置方案如前所述。

以上描述仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此；凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.拼合式金刚石异形砂轮，包括夹紧于压板（1）和基板（2）之间且具有等形磨耗结构的磨环，其特征在于：所述磨环由若干个单齿（3）拼合而成，所述单齿（3）与压板（1）或∕和基板（2）之间设有限制单齿（3）径向、轴向和周向自由度的防飞机构；所述防飞机构包括凸缘（3-1）和凹槽配合的卡嵌结构和金属体，所述凸缘（3-1）和凹槽设置于单齿（3）与压板（1）、或与基板（2）、或与压板（1）和基板（2）之间，所述金属体设置于拼合磨环与压板（1）夹持面、或与基板（2）夹持面、或与压板（1）和基板（2）夹持面之间。

2.根据权利要求1所述的拼合式金刚石异形砂轮，其特征在于：所述金属体为金属片（4）、或为金属环、或为金属线。

3.根据权利要求2所述的拼合式金刚石异形砂轮，其特征在于：所述金属片（4）、或金属环、或金属线的厚度为0.1mm～2mm。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的拼合式金刚石异形砂轮，其特征在于：所述压板（1）用紧固螺钉（5）紧固于基板（2）上，压板（1）上开设有环形进水槽（6）；所述拼合磨环的等形磨耗结构为断续式，从而于各单齿（3）间形成有容屑槽以及出水口（3-2），所述环形进水槽（6）、压板（1）和基板（2）之间形成的储水腔（7）以及出水口（3-2）形成砂轮的冷却水通道。

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