專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料電鍍金剛石砂輪的制作方法
一種用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料電鍍金剛石砂輪技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于工程陶瓷的高效磨削加工工具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料電鍍金剛石砂輪。
背景技術(shù)：
目前在工程陶瓷加工業(yè)中，常規(guī)的工程陶瓷外圓面加工仍然是傳統(tǒng)的平行砂輪往復(fù)磨削，一般平行砂輪形狀為圓環(huán)形，加工時(shí)，砂輪上的內(nèi)孔表面與電機(jī)主軸配合，通過(guò)電機(jī)主軸末端的螺紋進(jìn)行夾緊定位。而平行砂輪表面的金剛石層磨料一般為單一類(lèi)型磨料， 即砂輪圓周面和端面磨粒的粒度一樣，加工時(shí)主要以砂輪圓周面作為切削刃來(lái)去除材料， 磨削深度很小，一般小于0. 1mm。且在加工過(guò)程中，由于法向磨削力的作用極易導(dǎo)致中位裂紋產(chǎn)生，使工件強(qiáng)度下降，磨削效率很難得到提高，砂輪磨損又非常嚴(yán)重。本申請(qǐng)人的專(zhuān)利號(hào)為200910243963. 3的專(zhuān)利中提出的陶瓷材料的軸向外圓加工方法改變了傳統(tǒng)磨削加工的思路，加工時(shí)，砂輪軸線與工件軸線平行，以軸向進(jìn)給的方式進(jìn)行加工，砂輪端面磨粒作為主磨削區(qū)進(jìn)行材料去除，砂輪圓周面磨粒作為副磨削區(qū)，對(duì)已加工面進(jìn)行修磨，實(shí)現(xiàn)了陶瓷材料的高效加工，而且產(chǎn)生的主磨削力方向沿砂輪的進(jìn)給方向，并指向工件的待去除部分，因而對(duì)加工面的強(qiáng)度影響不大。該方法中使用的砂輪與常規(guī)磨削使用的砂輪相似，砂輪端部和圓周面的磨粒粒度一樣，即主磨削區(qū)和副磨削區(qū)的磨粒粒度一樣，也就是說(shuō)，起主要去除材料的區(qū)域和起修磨作用的區(qū)域磨粒粒度一樣；若磨料粒度太粗，修磨效果不好，若磨粒粒度太細(xì)，去除材料效果不好，因而有必要對(duì)此狀況進(jìn)行改善。雙磨料金剛石砂輪就是迎合這種需求而設(shè)計(jì)的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服工程陶瓷等硬脆材料的傳統(tǒng)加工方法存在加工效率低、成本高、加工表面易產(chǎn)生微裂紋的缺點(diǎn)，提供一種用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料電鍍金剛石砂輪，利用該砂輪，一次加工可以實(shí)現(xiàn)材料去除和對(duì)已加工面進(jìn)行修磨的雙重作用，加工效率高，而且結(jié)構(gòu)及制作簡(jiǎn)單；能夠?qū)崿F(xiàn)工程陶瓷材料外圓面的高效率加工。
本發(fā)明提出的一種用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料金剛石砂輪，其特征在于 該砂輪包括基體，結(jié)合在基體圓周表面上的金剛石細(xì)磨料層構(gòu)成的副磨削區(qū)、結(jié)合在基體端面上的金剛石粗磨料層構(gòu)成的主磨削區(qū)；或結(jié)合在基體端面上的金剛石細(xì)磨料層構(gòu)成的副磨削區(qū)、結(jié)合在基體圓周表面上的金剛石粗磨料層構(gòu)成的主磨削區(qū)；所述主磨削區(qū)用以去除工件材料，副磨削區(qū)用以修磨工件已磨削的面；還包括均勻分布在砂輪端面和圓周面排屑槽，金剛石細(xì)磨料層的細(xì)料粒度范圍為150 200#磨粒，金剛石粗磨料層的粗料粒度范圍為80 150#磨粒。
所述砂輪還開(kāi)有中心軸向的通孔，通孔內(nèi)表面設(shè)有兩個(gè)軸肩和兩個(gè)鍵槽，兩個(gè)軸肩對(duì)稱(chēng)分布于該通孔兩端部位；兩個(gè)鍵槽中心對(duì)稱(chēng)分布在兩軸肩內(nèi)；所述軸肩用以砂輪的軸向定位和固定，鍵槽用于砂輪的周向定位。
本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及效果
本發(fā)明砂輪端面和圓周面同時(shí)參與磨削，兩個(gè)磨削面之一作為主磨削面的金剛石磨料粒度較粗，用來(lái)去除材料，另一磨削面作為副磨削面的金剛石磨料粒度較細(xì)，用于對(duì)已加工表面進(jìn)行修磨。利用該砂輪，一次加工可以實(shí)現(xiàn)材料去除和對(duì)已加工面進(jìn)行修磨的雙重作用；可根據(jù)加工表面的質(zhì)量要求來(lái)調(diào)整砂輪圓周面磨粒和端面磨粒的粒度和濃度，砂輪的長(zhǎng)度和直徑等規(guī)格也可以根據(jù)加工需求而改變，從而保證加工效率和加工質(zhì)量。
本發(fā)明的砂輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和運(yùn)行成本都較低。
本發(fā)明砂輪還設(shè)有排屑槽，有利于磨屑的排出和磨削區(qū)域的冷卻潤(rùn)滑，其尺寸和數(shù)量可以根據(jù)加工需求而改變。
本發(fā)明的更佳結(jié)構(gòu)為砂輪的基體內(nèi)表面加工有各自對(duì)稱(chēng)的軸肩和鍵槽，軸肩用以砂輪的軸向定位和固定，兩個(gè)軸肩對(duì)稱(chēng)分布于砂輪的兩端，以便于安裝時(shí)砂輪可以調(diào)換方向；鍵槽用于砂輪的周向定位，兩個(gè)鍵槽相對(duì)于砂輪中心成中心對(duì)稱(chēng)，也是便于安裝時(shí)砂輪可以調(diào)換方向。
本發(fā)明的雙磨料金剛石砂輪主要用來(lái)加工工程陶瓷等硬脆材料的外圓面或錐面， 幾乎可以加工任意硬脆難加工材料，如玻璃和單晶硅等硬脆難加工材料的高效磨削加工。


圖1為本發(fā)明的雙磨料金剛石砂輪實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為軸向帶有錐度的雙磨料電鍍薄環(huán)形砂輪實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為軸向加長(zhǎng)型帶有錐度的雙磨料電鍍薄環(huán)形砂輪實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料金剛石砂輪，結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明如下
本發(fā)明提出的一種用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料金剛石砂輪，其特征在于 該砂輪包括基體，結(jié)合在基體圓周表面上的金剛石細(xì)磨料層構(gòu)成的副磨削區(qū)、結(jié)合在基體端面上的金剛石粗磨料層構(gòu)成的主磨削區(qū)；或結(jié)合在基體端面上的金剛石細(xì)磨料層構(gòu)成的副磨削區(qū)、結(jié)合在基體圓周表面上的金剛石粗磨料層構(gòu)成的主磨削區(qū)；所述主磨削區(qū)用以去除工件材料，副磨削區(qū)用以修磨工件已磨削的面；還包括均勻分布在砂輪端面和圓周面排屑槽，金剛石細(xì)磨料層的細(xì)料粒度范圍為150 200#磨粒，金剛石粗磨料層的粗料粒度范圍為80 150#磨粒，磨料層的厚度可根據(jù)需求制作，一般電鍍1 2層，每層0. 5 0. 7mm即可。
所述砂輪的通孔內(nèi)表面上的軸肩的深度最好大于等于15mm。
所述砂輪的通孔內(nèi)表面上的鍵槽長(zhǎng)度應(yīng)大于電機(jī)輸出軸上的鍵槽長(zhǎng)度。
所述金剛石細(xì)磨料層可通過(guò)電鍍的方式獲得或采用整體金剛石細(xì)磨料環(huán)。
所述整體金剛石細(xì)磨料環(huán)可采用金剛石顆粒通過(guò)樹(shù)脂結(jié)合劑燒結(jié)成的磨料環(huán)。
所述在基體上的金剛石粗料磨削層可通過(guò)電鍍的方式獲得或采用整體金剛石粗磨料環(huán)。
所述整體金剛石粗磨料環(huán)可采用金剛石顆粒通過(guò)金屬結(jié)合劑燒結(jié)成的磨料環(huán)。
根據(jù)加工需要，所述砂輪可為圓柱形砂輪或圓錐形砂輪，砂輪尺寸可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。
所述砂輪設(shè)置排屑槽有利于磨屑的排出和磨削區(qū)域的冷卻潤(rùn)滑，排屑槽均勻分布在砂輪圓周面和端面，其數(shù)量和尺寸可根據(jù)不同的加工要求而變化，一般數(shù)量應(yīng)大于等于2 個(gè)，均勻分布于砂輪周面和端面，砂輪直徑較小時(shí)也可以設(shè)定1個(gè)排屑槽。
砂輪的總長(zhǎng)度可根據(jù)需要選取，在保證加工需求的條件下，盡可能選取小的砂輪長(zhǎng)度；砂輪的外徑、內(nèi)徑和軸肩圓直徑同樣可根據(jù)需要選取，但應(yīng)保證砂輪的外徑和軸肩圓直徑之差與軸肩圓直徑和砂輪內(nèi)徑之差均應(yīng)大于等于6mm。本發(fā)明所選用的金剛石砂輪尺寸可以根據(jù)工件的尺寸選擇，加工外圓時(shí)，一般選用砂輪外徑尺寸大于等于工件的原始尺寸。
本發(fā)明的金剛石砂輪的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)如圖la、lb和Ic所示，主要包括圓柱形基體11、電鍍?cè)诨w圓周表面上的金剛石細(xì)磨料層12構(gòu)成的副磨削區(qū)、鑲嵌在基體端面上的整體金剛石粗磨料環(huán)13構(gòu)成的主磨削區(qū)和排屑槽14，如圖Ia所示。其中端面上的整體金剛石粗磨料環(huán)13也可以是在砂輪基體11的端面上電鍍的一層金剛石粗磨料層，如圖Ib所示，也可以根據(jù)自己的需求和設(shè)備而定，在砂輪基體11端面鑲嵌上制作好的一個(gè)或多個(gè)整體金剛石粗磨料環(huán)，如圖Ic所示。
本實(shí)施例的砂輪基體開(kāi)有中心軸向的通孔，通孔內(nèi)表面設(shè)有兩個(gè)軸肩111和兩個(gè)鍵槽112，兩個(gè)軸肩對(duì)稱(chēng)分布于該通孔兩端部位；兩個(gè)鍵槽中心對(duì)稱(chēng)分布在兩軸肩內(nèi)。
砂輪基體11的軸肩111，用以砂輪的軸向定位和固定，軸肩的深度大于等于15mm， 以使砂輪軸向的固定裝置不凸出砂輪端部；同時(shí)砂輪基體內(nèi)表面的鍵槽112，用以砂輪的周向定位，鍵槽長(zhǎng)度應(yīng)大于電機(jī)輸出軸上的鍵槽長(zhǎng)度，以使連接鍵僅起周向定位作用，不會(huì)造成軸向重復(fù)定位；加工過(guò)程中若圓周面12或端面層13主要用來(lái)去除材料時(shí)，選用較粗的金剛石磨料，一般情況可選擇80 150#磨粒，若對(duì)已加工面進(jìn)行修磨，可選用粒度較細(xì)的金剛石磨料，一般情況可選擇150 200#磨粒。
采用本實(shí)施例的金剛石砂輪進(jìn)行磨削加工時(shí)，一次加工能夠?qū)崿F(xiàn)材料去除和表面修磨雙重作用，磨削效率得到了較大提高，同時(shí)表面質(zhì)量也比較好。
本發(fā)明的金剛石砂輪實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該金剛石砂輪為軸向帶有錐度的雙磨料電鍍薄環(huán)形砂輪，主要由砂輪柄21實(shí)心砂輪基體22組成，在砂輪基體22的圓錐周面221和端面222電鍍或鑲嵌上兩種粒度的金剛石磨料層即可；
本發(fā)明的金剛石砂輪實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)如圖3所示，該金剛石砂輪為軸向加長(zhǎng)型帶有錐度的雙磨料電鍍薄環(huán)形砂輪，主要由砂輪柄31，加長(zhǎng)柄32和實(shí)心砂輪基體33組成，同樣在砂輪基體33的周面331和端面332電鍍或鑲嵌上不同粒度的金剛石磨料層即可。
權(quán)利要求
1.一種用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料金剛石砂輪，其特征在于該砂輪包括基體，結(jié)合在基體圓周表面上的金剛石細(xì)磨料層構(gòu)成的副磨削區(qū)、結(jié)合在基體端面上的金剛石粗磨料層構(gòu)成的主磨削區(qū)；或結(jié)合在基體端面上的金剛石細(xì)磨料層構(gòu)成的副磨削區(qū)、結(jié)合在基體圓周表面上的金剛石粗磨料層構(gòu)成的主磨削區(qū)；所述主磨削區(qū)用以去除工件材料，副磨削區(qū)用以修磨工件已磨削的面；還包括均勻分布在砂輪端面和圓周面排屑槽，金剛石細(xì)磨料層的細(xì)料粒度范圍為150 200#磨粒，金剛石粗磨料層的粗料粒度范圍為80 150#磨粒。
2.如權(quán)利要求1所述雙磨料金剛石砂輪，其特征在于所述砂輪開(kāi)有中心軸向的通孔， 通孔內(nèi)表面設(shè)有兩個(gè)軸肩和兩個(gè)鍵槽，兩個(gè)軸肩對(duì)稱(chēng)分布于該通孔兩端部位；兩個(gè)鍵槽中心對(duì)稱(chēng)分布在兩軸肩內(nèi)；所述軸肩用以砂輪的軸向定位和固定，鍵槽用于砂輪的周向定位。
3.如權(quán)利要求2所述雙磨料金剛石砂輪，其特征在于所述砂輪的通孔內(nèi)表面上的軸肩的深度大于等于15mm。
4.如權(quán)利要求2所述雙磨料金剛石砂輪，其特征在于所述砂輪的通孔內(nèi)表面上的鍵槽長(zhǎng)度大于電機(jī)輸出軸上的鍵槽長(zhǎng)度。
5.如權(quán)利要求1或2所述雙磨料金剛石砂輪，其特征在于所述金剛石細(xì)磨料層通過(guò)電鍍的方式獲得或采用整體金剛石細(xì)磨料環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的雙磨料金剛石砂輪，其特征在于所述整體金剛石細(xì)磨料環(huán)采用金剛石顆粒通過(guò)樹(shù)脂結(jié)合劑燒結(jié)成的磨料環(huán)。
7.如權(quán)利要求1或2所述雙磨料金剛石砂輪，其特征在于所述在基體上的金剛石粗料磨削層通過(guò)電鍍的方式獲得或采用整體金剛石粗磨料環(huán)。
8.如權(quán)利要求7所述的雙磨料金剛石砂輪，其特征在于所述整體金剛石粗磨料環(huán)采用金剛石顆粒通過(guò)金屬結(jié)合劑燒結(jié)成的磨料環(huán)。
9.如權(quán)利要求1或2所述雙磨料金剛石砂輪，其特征在于所述砂輪為圓柱形砂輪或圓錐形砂輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于工程陶瓷外圓面加工的雙磨料金剛石砂輪，屬于工程陶瓷加工工具技術(shù)領(lǐng)域，該砂輪包括基體，結(jié)合在基體圓周表面上的金剛石細(xì)磨料層構(gòu)成的副磨削區(qū)、結(jié)合在基體端面上的金剛石粗磨料層構(gòu)成的主磨削區(qū)；或結(jié)合在基體端面上的金剛石細(xì)磨料層構(gòu)成的副磨削區(qū)、結(jié)合在基體圓周表面上的金剛石粗磨料層構(gòu)成的主磨削區(qū)；所述主磨削區(qū)用以去除工件材料，副磨削區(qū)用以修磨工件已磨削的面；還包括均勻分布在砂輪端面和圓周面排屑槽。利用本發(fā)明砂輪，一次加工可以實(shí)現(xiàn)材料去除和對(duì)已加工面進(jìn)行修磨的雙重作用，加工效率高，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)工藝不復(fù)雜。
文檔編號(hào)B24D5/14GK102513945SQ201210002429
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者張保國(guó), 毛亞濤, 王健全, 田欣利, 郭昉, 閔娟 申請(qǐng)人:田欣利, 郭昉